ENVI SARscape 5.2 产品白皮书（用户手册）.pdf

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：11.55M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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前言

第一章软件概述

1.1 体系结构

1.2 运行环境

1.3 SARscape5.2新功能

1.4 支持雷达系统

1.5 产品特性

1.6 产品应用

第二章核心模块详细功能介绍

2.1 基本雷达处理

2.1.1 数据导入工具

2.1.2 多视处理工具

2.1.3 图像配准工具

2.1.4 滤波工具

2.1.5 特征提取工具

2.1.6 地理编码和辐射定标工具

2.1.7 定标后处理工具（雷达辐射校正）

2.1.8 强度数据时间序列分析工具

2.1.9 图像分割

2.2 干涉测量处理/ (D)InSAR

2.2.1 InSAR处理

（1）基线估算

（2）干涉图生成

（3）自适应滤波和相干性计算

（4）相位解缠

（5）轨道精炼和重去平

（6）高程转换和地理编码

2.2.2 D-InSAR处理

2.2.3 SAR立体量测生成DEM工具

2.2.4 多孔径干涉测量工具（MAI）

2.2.5 振幅偏移量测工具

2.2.6 相干RGB假彩色合成工具

2.2.7 相干变化检测工具

2.2.8 InSAR处理实用工具

2.3 形变建模工具

2.4 实用工具

2.4.1 地图投影转换

2.4.2 DEM数据获取

2.4.3 DEM融合

2.4.4 数据转换

2.4.5 GPS工具

2.4.6 数据输出

2.4.7 镶嵌

2.4.8 轨道校正

2.4.9 数据和质量分析

2.4.10 子区域选择

2.4.11 时间序列分析

2.4.12 地面控制点生成工具

2.4.13 点数据插值

2.5 SARscape for ArcGIS toolbox

2.6 SARscape二次开发

2.6.1 SARscape二次开发API

2.6.2 SARscape IDL Scripting

第三章其他模块详细功能介绍

3.1 聚焦扩展模块

3.2 Gamma/Gaussian滤波扩展模块

3.3 扫描式干涉雷达处理扩展模块

3.4 极化雷达处理扩展模块

3.5 干涉叠加扩展模块

3.5.1永久散射体（PS）

3.5.2短基线（SBAS）

3.5.3 实用工具

第四章核心功能一览表

4.1 支持SAR数据格式

4.2 SAR数据聚焦

4.3 降噪

4.4 地理编码

4.5 特征提取

4.6 数据定标

4.7 镶嵌

4.8 InSAR/DInSAR

4.9 形变建模工具

4.10 永久散射体

4.11 短基线

4.12 极化雷达处理

4.13 SARscape二次开发API列表

目录目录前言 .................................................................................................................................................. 1 第一章软件概述 ............................................................................................................................. 2 1.1 体系结构 ....................................................................................................................... 2 1.2 运行环境 ....................................................................................................................... 3 SARscape5.2 新功能 ..................................................................................................... 4 1.3 1.4 支持雷达系统 ............................................................................................................... 6 1.5 产品特性 ....................................................................................................................... 6 1.6 产品应用 ....................................................................................................................... 7 第二章核心模块详细功能介绍 ................................................................................................... 25 2.1 基本雷达处理 ............................................................................................................. 25 2.1.1 数据导入工具 ..................................................................................................... 26 2.1.2 多视处理工具 ..................................................................................................... 26 2.1.3 图像配准工具 ..................................................................................................... 27 2.1.4 滤波工具 ............................................................................................................. 28 2.1.5 特征提取工具 ..................................................................................................... 28 2.1.6 地理编码和辐射定标工具 ................................................................................. 29 2.1.7 定标后处理工具（雷达辐射校正） ................................................................. 30 2.1.8 强度数据时间序列分析工具 ............................................................................. 31 2.1.9 图像分割 ............................................................................................................. 32 2.2 干涉测量处理/ (D)InSAR ............................................................................................ 33 InSAR 处理 .......................................................................................................... 33 2.2.1 2.2.2 D-InSAR 处理 ....................................................................................................... 41 2.2.3 SAR 立体量测生成 DEM 工具 ............................................................................ 43 2.2.4 多孔径干涉测量工具（MAI） .......................................................................... 44 2.2.5 振幅偏移量测工具 ............................................................................................. 46 2.2.6 相干 RGB 假彩色合成工具 ................................................................................ 47 2.2.7 相干变化检测工具 ............................................................................................. 49 InSAR 处理实用工具 .......................................................................................... 50 2.2.8 2.3 形变建模工具 ............................................................................................................. 51 2.4 实用工具 ..................................................................................................................... 54 2.4.1 地图投影转换 ..................................................................................................... 54 2.4.2 DEM 数据获取 .................................................................................................... 54 2.4.3 DEM 融合 ............................................................................................................ 55 2.4.4 数据转换 ............................................................................................................. 55 2.4.5 GPS 工具 ............................................................................................................. 56 2.4.6 数据输出 ............................................................................................................. 56 2.4.7 镶嵌 ..................................................................................................................... 56 2.4.8 轨道校正 ............................................................................................................. 57 2.4.9 数据和质量分析 ................................................................................................. 58 2.4.10 子区域选择 ......................................................................................................... 58 2.4.11 时间序列分析 ..................................................................................................... 58

目录 2.6 2.5 2.4.12 地面控制点生成工具 ......................................................................................... 59 2.4.13 点数据插值 ......................................................................................................... 60 SARscape for ArcGIS toolbox ....................................................................................... 60 SARscape 二次开发 .................................................................................................... 63 2.6.1 SARscape 二次开发 API ...................................................................................... 63 2.6.2 SARscape IDL Scripting ........................................................................................ 64 第三章其他模块详细功能介绍 ................................................................................................... 65 3.1 聚焦扩展模块 ............................................................................................................. 65 Gamma/Gaussian 滤波扩展模块 ............................................................................... 66 3.2 3.3 扫描式干涉雷达处理扩展模块 ................................................................................. 67 3.4 极化雷达处理扩展模块 ............................................................................................. 68 3.5 干涉叠加扩展模块 ..................................................................................................... 70 3.5.1 永久散射体（PS） ................................................................................................ 71 3.5.2 短基线（SBAS）.................................................................................................... 73 3.5.3 实用工具 ............................................................................................................... 76 第四章核心功能一览表 ............................................................................................................... 76 4.1 支持 SAR 数据格式 .................................................................................................... 76 SAR 数据聚焦 ............................................................................................................. 81 4.2 4.3 降噪 ............................................................................................................................. 81 4.4 地理编码 ..................................................................................................................... 82 4.5 特征提取 ..................................................................................................................... 82 4.6 数据定标 ..................................................................................................................... 82 4.7 镶嵌 ............................................................................................................................. 82 4.8 InSAR/DInSAR .............................................................................................................. 82 4.9 形变建模工具 ............................................................................................................. 84 4.10 永久散射体 ................................................................................................................. 84 4.11 短基线 ......................................................................................................................... 84 4.12 极化雷达处理 ............................................................................................................. 85 SARscape 二次开发 API 列表 ..................................................................................... 85 4.13

前言前言 SARscape 由 sarmap 公司研发，是国际知名的雷达图像处理软件。该软件架构于专业的 ENVI 遥感图像处理软件之上，提供图形化操作界面，具有专业雷达图像处理和分析功能。 SARscape 提供完整的 SAR 数据处理功能，全面支持四种模式的数据：雷达强度图像处理、雷达干涉测量（InSAR/DInSAR）、极化雷达处理（PolSAR）、极化雷达干涉测量（PoIInSAR），能让您轻松将原始 SAR 数据进行处理和分析，输出 SAR 图像产品、数字高程模型（DEM）和地表形变图等信息，并可以将提取的信息与光学遥感数据、地理信息集成在一起，全面提升 SAR 数据应用价值。 SARscape 雷达数据处理技术覆盖了基本 SAR 数据的数据导入、多视、几何校正、辐射校正、去噪、地理编码、RAW 数据镶嵌、线状地物探测、特征提取等一系列基本处理功能；支持 InSAR 和多个通道 DInSAR 处理，生成干涉图像、相干图像、地面断层图、DEM、地表形变图等。包括基线估算、干涉图生成、干涉图去平、相干性计算、相位解缠、轨道精炼、大气校正、形变模型等；支持 SAR 立体量测生成 DEM 数据；支持多孔径干涉测量和振幅偏移量量测，获取方位向形变信息；提供扫描干涉雷达处理功能；支持极化及极化干涉处理；提供干涉叠加功能，干涉叠加包括永久散射体（PS）方法和短基线集（SBAS）的方法，可进行多时相雷达数据的干涉分析，获取毫米级的形变信息。完全支持 PC 机的 Windows 2000/XP/ Vista/7/8 操作系统，以及 Linux 平台。软件广泛应用于：地形数据（DEM）提取、地表沉降监测、滑坡/冰川移动监测、目标识别与跟踪、原油泄漏跟踪、作物生长跟踪、农作物产量评估，以及洪水、火灾和地震的灾害评估等领域。 Esri 中国信息技术有限公司将秉承一贯的帮助用户取得成功的宗旨，为广大用户提供一流的技术与支持，也愿意与用户合作承担遥感图像处理的工程项目，共同推动遥感应用的发展，以及技术水平的跨越式提高。 1

第一章软件概述第一章软件概述合成孔径雷达（SAR）拥有独特的技术魅力和优势，渐成为国际上的研究热点之一，其应用领域越来越广泛。SAR 数据可以全天候对研究区域进行量测、分析以及获取目标信息。高级雷达图像处理软件 SARscape，能让您轻松将原始 SAR 数据进行处理和分析，输出 SAR 图像产品、数字高程模型（DEM）和地表形变图等信息，并可以将提取的信息与光学遥感数据、地理信息集成在一起，全面提升 SAR 数据应用价值。 SARscape 由 sarmap 公司研发，是国际知名的雷达图像处理软件。该软件架构于专业的 ENVI 遥感图像处理软件之上，提供图形化操作界面，具有专业雷达图像处理和分析功能。 SARscape 由核心模块及 5 个扩展模块组成，用户可根据自己的应用要求、资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合，对系统进行剪裁，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的专业应用要求。 SARscape 主要应用于地形数据（DEM）提取、地表沉降监测、滑坡/冰川移动监测、目标识别与跟踪、原油泄漏跟踪、作物生长跟踪、农作物产量评估，以及洪水、火灾和地震的灾害评估等领域。 1.1 体系结构 SARscape 提供全方位的 SAR 数据处理能力，并引入 GPU、多线程计算提高处理效率，包括： - 雷达强度图像处理（SAR Intensity Image） - 雷达干涉测量（InSAR/DInSAR） - 极化雷达处理（PolSAR） - 极化雷达干涉测量（PoIInSAR）由以下模块组成：  SARscape 核心模块（BASIC & InSAR Bundle）——提供完整的雷达处理功能，包括基本 SAR 数据的数据导入、多视、几何校正、辐射校正、去噪、地理编码、RAW 数据镶嵌、特征提取等一系列基本处理功能；支持 InSAR 和多个通道 DInSAR 处理，生成干涉图像、相干性计算、地面断层图、DEM、地表形变图等。包括基线估算、干涉图生成、干涉图去平、相干生成、相位解缠、轨道精炼、大气校正、形变模型等。支持 SAR 立体量测生成 DEM 数据；支持多孔径干涉测量和振幅偏移量量测，获取方位向形变信息；提供相干 RGB 假彩色合成工具和相干变化检测工具。  聚焦扩展模块（Focusing Module）——采用经过优化的聚焦算法，能够充分利用处理器的性能实现数据快速聚焦处理，支持聚焦前对 RAW 数据的镶嵌，直接输出 SLC 数据。  滤波扩展模块（Filter Module）——提供基于 Gamma/Gaussian 分布式模型的滤波核，能够最大程度地去除斑点噪声，同时保留雷达图像的纹理属性和空间分辨率信息。  扫描式干涉雷达处理扩展模块（ScanSAR Interferometry Module）——支持 ASAR 扫描模式数据的干涉处理。  极化雷达处理扩展模块（Polarimetery & PollnSAR Module）——对极化 SAR 和极化 2

第一章软件概述干涉 SAR 数据的处理。  干涉叠加扩展模块（Interferometry Stacking Module）——提供永久散射体（PS）方法和短基线集（SBAS）的方法，可进行多时相雷达数据的干涉分析，获取毫米级的形变信息。 SARscape 以模块（Module）方式提供 API，用户只需要具有一些 IDL 开发基础即可进行二次开发，提供了超过 200 个的功能接口。 1.2 运行环境硬件环境要求：内存 2G 及以上、硬盘空间 50G 及以上、处理器 1GHz 及以上。操作系统要求：Windows 2000/XP/ Vista/7/8 操作系统，或者 Linux 平台。 SARscape 软件需要在 ENVI 的环境下运行，支持 ENVI5.x 版本，能同时安装到 ENVI5.x 界面下和 ENVI CLASSIC 界面下，操作方法一致，显示风格根据 ENVI5.x 的不同平台有以下两种：图1.1 ENVI5.x 界面下的 SARscape 软件图1.2 ENVI CLASSIC 界面下的 SARscape 软件 3

第一章软件概述 1.3 SARscape5.2 新功能 SARscape5.2 于 2015 年 8 月正式发布。该版本全面支持哨兵 1 号数据。新功能主要包括：  支持 Sentinel-1 IW（TOPSAR）干涉处理  支持 Sentinel-1 数据下载  支持 PALSAR-2 ScanSAR 全孔径干涉处理  干涉处理中使用并行运算提高处理效率  支持 F-SAR 机载雷达  工作流可以保存也可以一键式全自动实行  新的安装程序 SARscape5.2.1 于 2015 年 12 月发布，优化了以下功能：  增加了 PALSAR-2 ScanSAR 的系统参数  针对 Sentinel SLC IW 数据精确的子区选择工具  优化了的相位编辑工具  PS 会生成斜距坐标下的结果  PS 中加了 Mu Sigma 阈值  在 DEM 很可靠的情况下  PS 处理做地理编码的时候可以不做地形校正  修复了若干 Bug  支持 ENVI5.3（目前时序矢量和栅格分析的功能还没有集成进来，可以使用 ENVI Classic 界面）一、哨兵 1 号数据处理  支持哨兵 1 号数据 TOPSAR 和 Stripmap 数据的干涉和干涉叠加处理，包括光谱差异的精确配准；  支持哨兵 1 号超宽幅模式的强度数据处理；  系统参数中新增“SENTINEL_TOPSAR”参数，专门针对哨兵 1 号 TOPSAR 模式数据处理的系统参数；  可以自动识别哨兵 1 号传感器的数据类型；  可以直接在 Sentinel_slc_lise_file 文件上进行子区提取，用_pwr 文件作为参考文件；  数据导入工具包含哨兵数据下载的功能；  支持补偿（RES）和精度（POE）矢量产品。二、数据导入功能改进  可以自动识别 TSX 传感器的数据类型；  支持 F-SAR 机载雷达数据的导入；  支持 AIS 船舶交通信息数据的导入。三、数据基本处理模块  最新的 De Grandi 多时相滤波算法；  对双极化数据新增 De Grandi 滤波功能；  支持分类数据的反地理编码，使用 Last valus=ture 选项四、干涉处理模块  干涉处理中使用并行计算提升速度，相关的处理有：配准、干涉图生成、相干性计算、去除残余相位（尤其去除低通组分）、去平、滤波、对哨兵数据 TOPSAR 模式用光谱 4

第一章软件概述差异估算配准残差；  MAI 处理速度提升；  基线估算的处理速度提升，尤其是 SBAS 连接图计算的时候，和立体像对基线估算时；  在相干性计算的时候能去除局部残余相位；  在标准界面中有相位编辑的功能，支持 ROI 编辑。表 1 新老版本干涉处理时间对比 SARscape 5.1 SARscape 5.2 合成干涉相位生成 33 分 OpenCL CPU split memory 6 分 OpenCL CPU full memory 配准干涉图生成 3 分 MKL 26 分共计 1 小时 05 分五、干涉叠加模块 2 分 MKL + TBB 15 分 TBB 26 分  PS 子区域编辑工具；  在 PS 处理中基于 SVD（单一值分解）的新的镶嵌算法；  可以生成斜距的 PS 的矢量结果；  在 PS 处理时特定的子区域可以用新的工具重新处理（PS 计算出特定的子区域）。六、ScanSAR 干涉处理模块  支持 PALSAR-2 ScanSAR 数据和全孔径 ScanSAR 产品干涉处理。（初步支持）。七、极化和极化干涉处理模块  新增 Krogager 极化分解。八、通用功能  General Tools->Data and Quality Analysis 中新增多普勒估算功能（Doppler Estimation tool）。九、其他  一键式流程化处理，自动执行所有的步骤；  工作流可以保存和导入；  新增地球重力模型 EGM2008；  支持 SIRGAS2000（美洲地理坐标系统）；  新的安装程序；没有安装界面，直接自动安装到系统中；  用 IDL 脚本读写 SARscape 的.sml 文件时使用新的 IDL API；  帮助文档中有新的 IDL 示例代码；  修复了几个 bug 改善了一些问题。十、修复的问题  解决了哨兵 1 号的地理编码后的 slc 数据和地理编码后的 GRD 数据有错位的情况；  当 DEM 没有覆盖整个 SAR 数据范围时，合成的干涉图会有问题，当数据范围大的时候会发生这样的情况，解决方法是用更大范围的参考 DEM 数据或者是把 SAR 数据做一个裁剪； 5

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