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1、SARscape5.6.2新功能与应用介绍徐恩惠易智瑞信息技术有限公司遥感事业部 重大变化:SBAS:自动轨道精炼和重去平,GCP作为可选项,可以不用输入 支持GACOS:可使用在线的大气校正产品GACOS在干涉处理和干涉叠加处理时进行大气校正 时序分类:通过现象特征和参数分析对位移时间序列进行自动分类 导入Setninel-1数据:支持从压缩包直接导入Sentinel-1数据,减少硬盘的使用空间SARscape5.6.2新特性SARscape5.6.2于2022年5月正式发布,匹配ENVI5.6.2版本 操作系统:支持Windows11 64-bit 基础模块:新增单时相强度数据处理工具 新
2、增增强型双极化SAR植被指数(DPSVI)计算功能 新增CCD时序流程化工具 新增海岸线提取工具 新增船只识别分类工具 新增SAR AIS匹配工具 支持对地距数据进行多视处理 滤波功能自动计算等效视数和改进的Lee滤波SARscape5.6.2新特性 数据导入:新增支持海丝-1号C-Band数据导入 新增支持StriX X-Band数据导入 新增支持SICD数据 新增支持ECMWF Era5数据下载 新增支持JPL UAVSAR SLC L-Band机载数据导入 新增支持GACOS数据下载 新增参考高程DEM提取工具 Sentinel-1数据批量导入时新增导入日志记录 支持RCM SLC Sp
3、otlight 模式数据导入 干涉叠加模块:新增基于气象因素分析的形变类型分类工具 新增基于模型参数分析的形变类型分类工具 新增基于拟合度的形变类型分类工具 PS处理支持基于GACOS大气校正 PS干涉工作流处理、第一次反演和第二次反演优化,速度提升 SBAS处理自动进行轨道精炼和重去平 SBAS处理支持GACOS进行大气校正 干涉图中可对阴影/叠掩区域进行掩膜 干涉图生成和干涉图优化速度提升(解缠和k因子计算使用多线程)SARscape5.6.2新特性 干涉模块:对所有干涉输出文件可进行多视 支持ALOS Palsar2 Spotlight数据干涉处理 干涉工具新增大气相位校正功能 通用工具
4、:新增生成注记图层工具 新增船只注记工具 新增shapefile文件切割工具 新增相干性矩阵工具 新增Sentinel-1镶嵌工具 系统参数中新增设置是否自动生成注记图层的选项 点云DEM融合工具更新 新增在用户硬件上检查集群性能的测试 第三方支持:SICD数据支持,SARscape是基于有6个库的3.1.6版本构建的,该版本目前支持SICD格式0.3.1,0.4.0,0.4.1,0.5.0,1.0.0,1.0.1,1.1.0,1.2.0,1.2.1,SIDD格式1.0.0,2.0.0,3.0.0版本 船只监测功能集成了Tensorflow2.4.0版本 点云DEM融合功能集成了PCL(点云库
5、)1.10.1版本SARscape5.6.2新特性 滤波扩展模块:高斯-伽马滤波功能自动计算等效视数SARscape5.6.2新特性数据支持 海丝一号,C波段数据 SP SLC Spotlight Mode.Slant Range,Single-Look,Complex Products(SLC)SM SLC Stripmap Mode.Slant Range,Single-Look,Complex Products(SLC)NS SLC Narrow ScanSAR Mode ES SLC Extra ScanSAR Mode.注:地理编码时使用GCP点可以提高地理定位精度 Synspect
6、ive,X波段数据 SLC Single Look Complex(only for image geometry type slant-plane)Observation modes SL Sliding Spotlight SM Strimap海丝一号数据处理SLC数据导入SLC数据多视强度数据滤波强度数据地理编码船只提取至少SARscape5.6版本安装20210521补丁,支持海丝一号数据的导入及后续所有处理(暂不支持辐射定标),以及对符合InSAR的数据进行InSAR处理SARscape5.6.2新特性数据支持 新增SIDD 数据支持 SIDD格式用于存储SAR数据产品和相应的元数据
7、信息,用于向用户分发,该格式常与SICD格式结合使用,作为与传感器和软件无关的SAR图像的交换标准。地理编码时使用GCP点可以提高地理定位精度 UAVSAR 支持JPL UAVSAR SLC L-Band的航空传感器数据,该数据可以在https:/uavsar.jpl.nasa.gov/免费下载。SARscape5.6.2新特性数据支持注:目前支持单时相数据的处理,暂不支持时序干涉UAVSAR支持JPL UAVSAR SLC L-Band的航空传感器数据,该数据可以在https:/uavsar.jpl.nasa.gov/免费下载。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR数据SARs
8、cape5.6.2新特性数据支持支持ECMWF Era5的下载此工具可查询及下载欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的气象资料。目前该工具使用ERA5数据集,该数据集包含从1979年1月至今全球每小时的气象数据,空间分辨率约30km。可将SAR数据与Era5气象数据,温度、水汽、降水等进行对比。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR数据意大利区域距地面2米的温度数据注:可以将SAR结果和Era5数据进行高级后处理分析,如温度、水汽、降水等SARscape5.6.2新特性数据支持支持GACOS数据该工具允许导入用于InSAR和干涉叠加处理的通用大气校正在线服务(http:/ PS
9、处理改进PS处理支持使用GACOS进行大气校正(http:/ SBAS处理改进SBAS处理自动进行轨道精炼和重去平SBAS处理支持使用GACOS进行大气校正基于解缠相位的地形相关大气模式去除(地形变化较大的情况下)干涉图中可对阴影/叠掩区域进行掩膜增加去除低相干区域的其他掩模的选项干涉图生成和干涉图优化速度提升(解缠和k因子计算使用多线程)SARscape5.6.2新特性干涉叠加模块新增时序分类工具该工具可使用外部气象数据(雨、温度等)或分析形变模型(线性、二次和正弦)在时间序列上对形变进行分类,该工具可对时序InSAR进行高级后处理和分析。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR
10、数据位移分类地图,不同的颜色代表了形变的不同类别SARscape5.6.2新特性通用工具新增栅格图层注记功能该面板可以在ENVI视图中创建注记文件,在以下步骤完成时创建:地理编码和辐射校正、相位转高程和地理编码、相位转形变和地理编码、SBAS地理编码和PS地理编码。注记图层显示了数据集的基本信息,可用于制图。可在系统参数中启动或关闭该功能。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR数据使用“生成栅格注记”工具生成的注记图层SARscape5.6.2新特性通用工具新增船只注记功能该工具以SAR AIS匹配工具生成的矢量文件作为输入,可以生成每个目标的名称注记图层,用来进行深入分析。可在
11、系统参数中启动或关闭该功能。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR数据从船舶检测工具检索到的船只,从SAR AIS匹配工具检索到的名称SARscape5.6.2新特性通用工具新增Shape分块工具此工具用于将一个或多个shapefile切割成规则大小的分块,得到规则的网格点。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR数据Shapefile分割前后SARscape5.6.2新特性通用工具相干性矩阵可视化工具该工具可以以矩阵格式表示相干图像,其中行和列表示进行相干计算的日期。可用于如下两种情况:-分析时间序列中的相干性,如用于目标检测或作物生长监测;-参考对SBAS参数设置
12、进行优化(如连接图参数、第一次反演、第二次反演的参数)。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR数据左边是与红框内区域相关的相干性矩阵,右图是相干性图SARscape5.6.2新特性通用工具新增Sentinel-1镶嵌工具该工具支持将已经在SARscape中导入的Sentinel-1斜距或者地距(非地理编码)SAR数据(_slc_list、_gr)进行镶嵌。该工具根据极化、采集时间和观测几何对图像进行分组,对每组数据分别进行镶嵌。由NASA/JPL-Caltech提供的无人机SAR数据哨兵数据镶嵌对不同时相覆盖同一区域的不同frame进行处理,对不同时间或轨道的数据分别进行自动分组
13、和镶嵌1.SARsImportSpacetyFormat Import Spacety2.SARsImportSynspectiveStrixFormat Import Synspective3.SARsImportSidd Import SIDD 4.SARsToolEra5Download Download ERA5 5.SARsImportUavsarFormat Import UAVSAR 6.SARsImportGacos Import GACOS 7.SARsToolsDEMExtractionReferenceHeight Reference Height DEM 8.SARsW
14、F_ToolsGenericFilterSingleImage Intensity Single Image Workflow 9.SARsBasicFeEDPSVI Enhanced DPSVI 10.SARsToolCoastlineExtraction Coastline Extraction 11.SARsstackingUtilityTSAModeling Process TS Parametrical Analysis 12.SARsstackingUtilityTSPModeling Process TS Phenomenological Analysis 13.SARsstac
15、kingUtilityTSclassification Process TS Classification 14.SARscapeDataToAnnotation Annotation Creation 15.SARsShapeToTile Convert point shapes to tiles 16.SARsToolsSentinel1Mosaic Sentinel-1 Ground-Slant Range mosaic 17.SARsInSARStackSBASGenerateConnectionGraph Index SBAS Generate Connection Graph 18
16、.SARsInSARStackSBASGeocode SBAS Geocoding19.SARsInSARStackSBASInterferogramGeneration SBAS Interferogram Generation and Unwrapping 20.SARsInSARStackSBASInversionStep1 SBAS Inversion Step1 21.SARsInSARStackSBASInversionStep2 SBAS Inversion Step2 22.SARsInsarMultilooking Insar MultilookingSARscape5.6.
17、2新特性新增22个Tasks提供一套完整的工具来处理连续层析成像数据三维SAR辐射与几何重建结果取决于传感器波段,特别适用于L波段和P波段支持机载数据进行连续层析成像技术为未来欧空局用于森林生物量监测的BIOMASS卫星做准备将会支持用于分析美国森林状况的无人机SAR JPL数据(机载)城市应用层析SAR地面上的Lidar高度提供了高程切片,该技术可以利用一系列的干涉图像沿SAR高程方向增强了分辨率。连续层析成像方法使用了时序干涉图的各个时间的相位信息。层析SAR层析成像技术提供高程切片功能NormalNormal BaselineBaseline(m)(m)=-4848.988988 Cri
18、ticalCritical BaselineBaseline minmin-max(m)max(m)=-63686368.518518 -63686368.518518 RangeRange ShiftShift(pixels)(pixels)=0 0.128128AzimuthAzimuth ShiftShift(pixels)(pixels)=0 0.392392SlantSlant RangeRange DistanceDistance(m)(m)=9.195195AbsoluteAbsolute TimeTime BaselineBaseline(Days)(Da
19、ys)=1212DopplerDoppler CentroidCentroid diffdiff.(Hz)(Hz)=-1010.416416CriticalCritical minmin-maxmax(Hz)(Hz)=-486486.486486 -486486.486486 2 2 PIPI AmbiguityAmbiguity heightheight(InSARInSAR)(m)(m)=353353.4074072 2 PIPI AmbiguityAmbiguity displacementdisplacement(DInSARDInSAR)(m)(m)=0 0.0280281 1 Pi
20、xelPixel ShiftShift AmbiguityAmbiguity heightheight(Stereo(Stereo RadargrammetryRadargrammetry)(m)(m)=2968629686.2092091 1 PixelPixel ShiftShift AmbiguityAmbiguity displacementdisplacement(Amplitude(Amplitude Tracking)Tracking)(m)(m)=2 2.330330MasterMaster IncidenceIncidence AngleAngle=4242.932932Ab
21、soluteAbsolute IncidenceIncidence AngleAngle differencedifference=0 0.003003PairPair potentiallypotentially suitedsuited forfor Interferometry,Interferometry,checkcheck thethe precisionprecision plotplot卫星Sentinel1A获取模式IW数据级别SLC极化方式VV轨道方向降轨入射角42.932地面分辨率5*20米成像时间2021年5月10日(震前)2021年5月22日(震后)参考DEM数据AL
22、OS World 3D DEMDInSAR测量云南大理州漾濞县地表形变2021年5月21日21时48分在云南大理州漾濞县(北纬25.67度,东经99.87度)发生6.4级地震,震源深度8千米。使用DInSAR的方法测量本次地震地表形变Sentinel1系统参数设置Sentinel1工程区数据导入数据对基线估算DInSAR测量云南大理州漾濞县地表形变DInSAR工作流差分干涉图_dint滤波后的差分干涉图_fint相位解缠图_upha在系统默认参数基础上增加了滤波强度,得到更清晰的干涉条纹DInSAR测量云南大理州漾濞县地表形变DInSAR工作流使用GCP点进行轨道精炼,得到重去平后的差分干涉图
23、差分干涉图_fint重去平后的差分干涉图_reflat_fint选择没有形变的点作为GCPDInSAR测量云南大理州漾濞县地表形变相位转形变与地理编码干涉图地理编码DInSAR工作流DInSAR结果显示,本次地震引起地表形变量级约为6cm,地震发生的位置,存在两个方向相反的形变区,西南侧沉降,东北侧抬升。将滤波差分干涉图进行地理编码,对应形变结果,在干涉图上也可以看出此特点。DInSAR测量云南大理州漾濞县地表形变形变结果的表达密度分割彩色渲染形变结果是一个单波段的灰度图像,像元值就是形变量,单位为米,正值代表朝传感器方向运动(抬升),负值代表远离传感器方向移动(沉降)。DInSAR测量云南大
24、理州漾濞县地表形变本次处理制图分辨率设置了25米,哨兵1数据制图分辨率默认为15米,分别尝试了15米、20米、25米,在形变导致失相干较为严重、植被覆盖区域相干性低等情况,低的制图分辨率,有利于得到较好的形变条纹。云南大理州漾濞县地表形变建模在特定区域使用规则的点网格或使用四叉树算法进行形变区采样形变区采样非线性反演用于寻找最佳拟合的源参数,即那些更好地预测观测数据的参数。在非线性反演中,利用地球物理震源计算观测位移。假设对形变源未知,所有参数都从DInSAR结果中推断出来,由于干涉图中的参考点可能设置在一个变形区域,因此我们通过一个单断层对数据进行建模,也考虑了可能影响数据的偏移量。非线性反
25、演默认源参数得到的反演结果图云南大理州漾濞县地表形变建模默认源参数得到的反演结果图看起来不错。但是宽度(Width)、深度(Depth)和倾角(Dip)达到了min,max范围的边界。显示为*,这种情况下,需要调整范围并重新运行非线性反演。由于倾角不能大于90,而倾角超过90意味着倾角从NE转向SW,因此需要将走向改变180。将以下参数进行调整:Strike Range 270,360-90,180(走向改变180,此时倾角从NW转向SW)Dip interval 66,90 (保持不变,因为走向转到SW之后,断层依然近乎垂直)Rake Range 123,213-213,-123(当倾角方向
26、改变时,上盘和下盘互换)Depth 1236.4,10000-0,10000(让源更浅)非线性反演云南大理州漾濞县地表形变建模本次优化之后,得到了更好的结果,发现还有一项深度(Depth)范围需要调整。继续调整和运行反演,直到得到没有*的指标。非线性反演云南大理州漾濞县地表形变建模负的深度值表示高于海平面的顶部断层。当“Compensate for topography”(地形补偿)选项设置为Yes(默认值),可以设置负的深度值。非线性反演云南大理州漾濞县地表形变建模非线性反演结果反演得到的源矢量文件反演得到的形变结果网格点矢量文件云南大理州漾濞县地表形变建模对断层平面上的滑动分布进行线性反演
27、线性反演本案例详细信息请参考:https:/ World 3D DEM处理范围24km*24km全自动的PS-InSAR处理城市地表形变测量连接图生成干涉工作流第一次反演使用哨兵1数据系统参数,默认参数全自动进行PS处理,可根据结果调整参数以及输入一些辅助数据,如几何GCP点、外部水汽数据、轨道精炼GCP点第二次反演地理编码城市地表形变测量全自动PS-InSAR处理结果全自动的SBAS-InSAR处理城市地表形变测量连接图生成干涉工作流第一次反演使用哨兵1数据系统参数,默认参数全自动进行SBAS处理,可根据结果调整参数以及输入一些辅助数据,如几何GCP点、外部水汽数据、掩膜文件、轨道精炼GCP
28、点第二次反演地理编码城市地表形变测量全自动SBAS-InSAR处理结果城市地表形变测量PS结果SBAS结果PS和SBAS整体上得到了一致的结果,叠加公路矢量,公路一些路段有沉降现象,两种方法得到的沉降位置具有一致性高速路城市地表形变测量PS和SBAS局部有差异,主要体现在SBAS得到的面状结果,覆盖的范围更多,体现了一些没有PS点区域的形变信息。局部地区,PS点的分辨率要高于SBAS城市地表形变测量PS结果SBAS结果城市地表形变测量PS结果SBAS结果城市地表形变测量PS结果SBAS结果InSAR通用大气校正在线服务GACOS利用迭代对流层分解模型将分层和湍流信号从对流层总延迟中分离出来,并
29、生成高空间分辨率的天顶总延迟图用于校正InSAR。GACOS数据获取网址:http:/ Precision T5820,i9-10900K64G内存,内存,1T固态固态+16T存储存储NVIDIA RTX3090-24G 使用28期Sentinel1数据,148160km范围,输入数据量140G,进行PS-InSAR处理,效率对比SARscape5.6.2效率提升配置配置:Dell Precision T5820,i9-10900K64G内存,内存,1T固态固态+16T存储存储 RTX3090-24G 使用28期Sentinel1数据,148160km范围,输入数据量140G,进行SBAS-I
30、nSAR处理,85对像对,效率对比SBAS处理步骤SARscape5.6SARscape5.6.2干涉工作流134小时121小时SBAS处理相位解缠使用了多线程Q2 2022Q3 2022Q4 2022Q1 2023Q2 2023Q3 2023 PS与SBAS组合V2.0用于gcp和dem的FanSAR多立体声新的API自动参数选择ITS和CCD时间轴集群工具移动目标测量对象识别和测量:油罐,水库SARscape 5.7.1不断优化的产品PS与SBAS组合V1.0增量振幅和相干时间序列工作流程干涉叠加结果质量评估支持EPSGSARscape 5.7SARscape 5.6.2模拟SLC从3D模
31、型开始支持GPU生成ATR的训练数据集基于Deep LearningATR V 1.0的ATR模块SAR模拟器和ATR V 1.0硬件+软件组合多频单通道InSAR层析SAR无人机SAR HW+SWSARscape未来规划 SBAS自动选择GCP点进行轨道精炼支持GACOS进行大气校正时序分类增强DPSVI指数海岸线提取海丝一号/Synspective数据支持相干性矩阵可视化软件实验室许可数据SAR培训资料教程学术RAW模拟移动对象的模拟SAR模拟器和ATR V2.0特定模块数据库的参考和历史记录数据认证计划质量评估工具特定模块利用SAR数据进行识别和参数估计数据库分类和历史记录无线电频率信号定义标准化的预处理流程工程化应用的工作流和信息提取模型算法加速支持最新的机载和星载平台定制平台的标准数据接口通过开发整合前沿SAR算法