1、SAR图像处理技术与SARscape实践 与光学遥感相比，SAR具有如下特性：全天候，不受云雾雪的影响，雨的影响有限 全天时，主动遥感系统 对地表有一定的穿透能力，与土壤含水量有关，依赖于波长 对植被有一定的穿透能力，依赖于波长和入射角 高分辨率，分辨率与距离无关 独特的辐射和几何特性 干涉测量能力 多极化观测能力SAR特性雷达图像雷达图像光学遥感器光学遥感器对同一地区同时观测青森县岩木山对同一地区同时观测青森县岩木山SAR应用领域 雷达数据基本处理与分析 数据输入、多视、配准、滤波、地理编码、正射纠正等 分类、目标识别、定量分析等 InSAR&DInSAR处理技术 DEM提取 变形监测 SA

2、R时序分析&干涉叠加技术 永久散射体-PS 小基线-SBAS PolSAR&Pol-InSAR处理技术 极化信号分析SAR图像处理技术SARscape完整的雷达图像处理平台ENVIThe Complete Image Processing PlatformENVI is the premier application for extracting geospatial information from remotely-sensed iSARscape成果应用DEM 提取地表形变监测形变源分析地表动态监测地表覆盖监测数据分析SAR图像解译(D)InSAR处理地球物理建模干涉叠加分析极化雷达分析

3、雷达强度图像雷达干涉测量极化雷达处理极化雷达干涉测量雷达立体量测功能扩展ENVI,IDL数据读取处理航天传感器航空传感器常见文件格式RAW 数据聚焦、多视地理编码、滤波SARscape5.5版本 通用的SAR数据导入工具 支持PAZ-1数据 支持ICEYE数据 支持NovaSAR数据 支持ASNARO-2数据CEOS类型 支持RISAT-A L2数据 支持DTED DEM数据 支持Sentinel-1 Amazion 格式 支持Kml和kmz裁剪子区域 数据可导出为SIDD 支持ECMWF下载 支持OpenStreetMap下载 流程化工具中新增数据导入和裁剪 支持代理服务器 AIS新信息管理

4、 SAR AIS分类 PS性能提升 PS支持添加新的数据 SBAS方法的改进 Tasks参数管理 改进的地质建模工具 改进的DEM融合工具 支持ENVI Modeler建模 完全支持ENVI5.5最新版为2019年10月3日发布的SARscape5.5.2.1 支持查询和下载ECMWF提供的气象数据，并可将气象数据与相同时空分辨率的SAR数据进行叠加分析支持ECMWF(欧洲中心中期天气预报)数据 用户可下载所需范围的Open Street Map数据，在本地叠加到SAR数据进行分析支持Open Street Map数据 裁剪范围获取 控制点选择 成果叠加与分享Google Earth集成应用直

5、接使用KMZ文件裁剪在GoogleEarth上选择GCP点，用于轨道精炼 构建SAR数据处理或SAR/光学数据结合处理的工作流 实现数据批处理 可以生成IDL和Python脚本 可将SAR处理功能发布到企业级环境和云平台SARscape中的SAR图像处理工具可用ENVI Modeler进行可视化建模 从5.4版本开始，SARscape全面开放接口，其SAR处理功能可以在ENVI Task中使用。SARscape Task SARscape的功能可发布为Web Service服务，实现在线SAR图像处理与分析Web平台上进行SAR数据处理与分析 一些常用的SAR处理，以流程化工具的形式安装在EN

6、VI、ArcGIS Por中 SAR动态检测 DEM生产 形变制图 洪水制图 地理编码 船只探测 多时相分析 PS时序分析 Sentinel-1数据下载 SARscape Analytics Engine 基本配置：与ENVI版本匹配，最新版SARscape5.5.2.1至少需要ENVI5.5.1 内存至少8G CPU至少4核，且支持AVX GPU，兼容OpenCL 1.2，显存至少2GB，支持FP64 理想配置 与ENVI版本匹配，最新版SARscape5.5.2.1最好匹配ENVI5.5.2 内存16/32 G CPU有6个以上核数，支持AVX2 GPU，兼容OpenCL 1.2，显存4G

7、B，支持FP64 SSD，数据读写都在SSD中，硬盘空间大 操作系统：Windows 7/8/10 64位操作操作系统，或者Linux平台SARscape软件运行环境注：1、软件提供了工具检测opencl是否已正确安装和配置：/SARscape/Administration/Diagnostics/Check OpenCL Config2、满足Opencl 1.2要求的平台会在SARscape系统参数中自动识别，若有多个，用户可自行切换SARscape实践应用案例赏析 利用D-InSAR技术探究在开工后半年内工程区的地表形变情况基于D-InSAR石油管线施工地表形变分析对一段石油管线工程区，用

8、开工前后相隔半年的两个时相的哨兵1A数据，进行DInSAR处理，得到工程区地表沉降结果，如图展示了石油管线2公里范围的沉降，可以看出，工程区整体地表比较稳定，最大沉降9cm，最大抬升12cm，其中，南部地区有几处较为明显的沉降，沉降量约为8cm。合作单位：中石化石油工程设计有限公司基于D-InSAR石油管线施工地表形变分析合作单位：中石化石油工程设计有限公司黄浪桥附近存在沉降，沉降量6-9cm之间该段管线附近存在略微沉降，沉降量3-5cm之间该段管线附近存在略微的抬升现象，抬升量4-7cm之间 数据情况：2017年3月-2018年10月：20期Sentinel1A数据基于SBAS/PS-InS

9、AR技术量测晋中南部地表形变现象数据源数据源Sentinel1ASentinel1A模式IW轨道升轨极化VV地面分辨率5*20米处理范围45*25平方公里时相202022020207242060703262020331合作单位：山西省地质调查院 处理环境：Dell笔记本，SSD硬盘，64g内存，I7 4核处理器，intel集成显卡GP

10、U。SBAS处理流程和时间1 1连接图生成小于1分钟2 2干涉图生成10小时3轨道精炼和重去平6分4 4第一次反演1小时20分5 5第二次反演13分6 6地理编码7分总计：11小时46分1 1连接图生成小于1分钟2 2干涉图生成4小时42分3 3第一次反演1小时53分4 4第二次反演1小时15分5 5地理编码10分钟9小时PS处理时间统计SBAS处理时间统计SBAS处理得到2017年3月-2018年10月形变速率图形变结果分析ABCED从SBAS测量得到的形变结果来看，晋中南部和西南部区域存在几处明显的形变区域，最大沉降速率超过30mm/y形变结果分析AA沉降区形变曲线图A沉降区位于太原市清徐

11、县徐沟文化产业园区，有在建工地徐沟镇徐沟镇形变结果分析赵家堡村赵家堡村北绿树村北绿树村BB沉降区形变曲线图B沉降区位于赵家堡村工业路南侧，工业用地，有物流公司、和一些厂房形变结果分析南格村南格村CC沉降区位于南格村，属于“萧河产业园”园中村拆迁范围C沉降区形变曲线图形变结果分析集义乡集义乡集义村集义村DD沉降区位于集义乡。集义乡是清徐县农业大乡，太原市的优质高效农业示范区，山西省放心菜示范园区。此处沉降可能和农业灌溉工程有关。沉降特点表现为非线性沉降。2018年3月出现沉降增强趋势。D沉降区形变曲线图形变结果分析E东长寿东长寿村村EE形变区位于东长寿村。SBAS-InSAR测量结果显示该区域总

12、体呈现抬升趋势，在2017年12月开始呈现明显的抬升，且在2017年12月-2018年7月期间抬升具有线性特点，抬升的原因有待进一步分析。E形变区形变曲线图 处理环境：浪潮服务器，机械硬盘，128g内存，志强8核处理器，英伟达TSL显卡GPU基于RADARSAT-2量测晋中南部地表形变现象1 1连接图生成小于1分钟2 2干涉图生成13小时3 3第一次反演4小时30分4 4第二次反演2小时45分5 5地理编码26分钟20小时 41分PS处理时间统计数据源数据源RADARSATRADARSAT-2 2模式IW轨道升轨极化VV分辨率8*8米处理范围45*25平方公里时相182016年7月-2018年

13、05月：18期RADARSAT-2数据。山西省地质调查院提供基于RADARSAT-2量测晋中南部地表形变现象基于SBAS/PS-InSAR技术量测太原市地表形变现象 数据情况：2017年3月-2018年10月：20期、两轨Sentinel1A数据基于SBAS/PS-InSAR技术量测太原市地表形变现象2022020207242060703262020180

14、合作单位：山西省地质调查院数据源数据源SentinelSentinel1A1A模式IW轨道升轨极化VV地面分辨率5*20米处理范围73*43平方公里时相20 处理环境：Dell笔记本，SSD硬盘，64g内存，I7 4核处理器，intel集成显卡GPU。SBAS处理流程和时间1 1连接图生成小于1分钟2 2干涉图生成15小时20分3轨道精炼和重去平6分4 4第一次反演2小时10分5 5第二次反演27分6 6地理编码8分18小时11分1 1连接图生成小于1分钟2 2干涉图生成8小时11分3 3第一次反演3小时53分4 4第二次反演3小时5分5 5地理编码32分钟15小时 51

15、分PS处理时间统计SBAS处理时间统计SBAS处理得到2017年3月-2018年10月形变速率图太原市南部地面沉降较严重，沉降量最大值位于太原南部小店镇区域，1年内形变速率最大达到55 mm/y，可能和近年来高新区发展有关；太原北部靠近边山处形变结果均呈抬升趋势，1年内形变速率25mm/y左右，经查资料可能由于区域构造活动及“关井压采”地下水水位回升引起形变结果分析小店区位于太原市南段，与晋中市接壤，是太原市“南移西进、扩容提质”城市发展战略的主要扩张区域。从SBAS测量得到的形变结果来看，小店区存在整体的沉降，平均沉降速率为30mm/y，最大沉降速率达到50mm/y形变结果分析太原北部靠近边

16、山处形变结果均呈抬升趋势，1年内形变速率25mm/y左右，经查资料可能由于区域构造活动及“关井压采”地下水水位回升引起 数据情况：2017年10月-2019年3月：20期Sentinel1A数据基于S1数据监测龙羊峡库区周边形变现象数据源数据源Sentinel1ASentinel1A模式IW轨道升轨极化VV地面分辨率5*20米处理范围5*5平方公里时相20合作单位：青海基础测绘院基于S1数据监测龙羊峡库区周边形变现象PS结果基于S1数据监测龙羊峡库区周边形变现象SBAS结果毫米/年 基于95期（）三年S1数据得到PS结果基于SBAS/PS-InSAR技术量测厦门市地表

17、形变现象-10mm/y10mm/yBA 对比双子大楼某一点在SBAS和PS结果上的历史形变过程 SBAS获取到了明显的周期性形变（非线性）PS-InSAR与SBAS-InSAR周期性形变监测SBAS-InSAR结果PS-InSAR结果 分析双子塔在SBAS处理结果上的形变过程，具有明显的周期性（非线性）沉降现象，下载同时期ECMWF气温数据（SARscape直接支持该数据的自动下载），发现两者高度吻合，说明该沉降现象主要由季节引起。ECMWF气温数据辅助分析建筑物形变现象大厦某点监测形变速度相同时间段温度天津地区地表形变监测应用数据源参数参数属性值属性值传感器Sentinel-1A尺寸250

18、x250平方公里数据格式Level 1 SLC影像数量13景覆盖时间2015年6月2016年6月参数参数属性值属性值传感器Sentinel-1B尺寸250 x250平方公里数据格式Level 1 SLC影像数量23景覆盖时间2018年11月2019年8月SBAS-InSAR监测结果（2015年6月2016年6月）局部地区分析天津主要城区（2015年6月2016年6月）市区沉降量较小，平均在10mm/y内。周边有几个较大的沉降区域，形成沉降漏斗。包括南边的大寺镇，北辰区的双口镇、青光镇和宜兴埠镇。天津港PS-InSAR监测结果-40mm/y40mm/y0mm/y2015.6-2016.62018

19、.11-2019.8 孟买贾特拉帕蒂希瓦吉国际机场占地1450英亩（5.9平方公里），是印度最大的和最重要的航空枢纽机场形变监测 54景S-1数据，VV极化 地面分辨率15米 降轨 2016年9月-2018年7月，2年，间隔12天孟买国际机场形变监测 SBAS处理流程 生成连接图 干涉工作流 轨道精炼和重去平 第一次反演 第二次反演 地理编码孟买国际机场形变监测孟买国际机场形变监测间隔12天的干涉图和相干性图间隔120天的干涉图和相干性图孟买国际机场形变监测干涉工作流轨道精炼和重去平第一次反演第二次反演孟买国际机场形变监测孟买国际机场形变监测 使用单时相多极化的高分三号数据，通过多极化波段假彩

20、色合成，凸显地物类型，进行监督分类，提取水稻种植范围单时相SAR图像不同极化下的后向散射系数与应用不同极化的后向散射系数提取的水稻种植面积组成多波段图像监督分类 使用多时相哨兵1数据，利用不同时相的波段组合，进行图像监督分类，得到地表覆盖类型图多时相SAR图像的后向散射系数与应用不同时相的后向散射系数R：3月31日G：5月6日B：6月11日构建多波段图像监督分类多时相/单时相多极化SAR数据处理技术流程SAR SLC数据多视处理强度数据图像配准强度数据滤波地理编码和辐射定标后向散射系数假彩色合成图像分类/信息提取土地覆盖图/专题信息注：如果做单时相数据处理不需要做图像配准 2017年1月28日

21、，印诺尔港发生了一起撞船意外，一艘油轮和另一艘运载着液态天然气的船支相撞，两船分别漏出大量原油，印度官方预估漏出的原油多达20吨。原油泄漏监测 使用Sentinel-1 数据进行漏油区提取 处理流程：数据导入、预处理、绘制ROI原油泄漏监测原油泄漏监测多视滤波地理编码 数据预处理原油泄漏监测VVVH 选择适用于海面原油监测的极化方式的数据 选择ROI进行原油泄漏区域信息提取原油泄漏监测 2018年11月8日-25日，在美国加利福尼亚州北部比尤特县天堂镇发生山火。此次山火已成为加州历史上最具破坏性的一次火灾，破坏面积超过6万公顷，造成近19000栋民宅和其他建筑毁损。火灾监测 Sentinel-

22、1数据 30米DEM GTOPO数据 山火范围 数据导入 相干性变化监测流程化工具（CCD）火灾监测 山体阴影掩膜处理火灾监测火灾监测 相干性变化检测方法（CCD）基于多时相数据的相位变化进行土地变化区域的检测，地表粗糙度和覆盖类型的变化会引起相位的变化。林火发生前的强度图林火发生后的强度图火灾监测 相干性变化检测方法（CCD）基于多时相数据的相位变化进行土地变化区域的检测，地表粗糙度和覆盖类型的变化会引起相位的变化。林火发生前的相干性10月16日-10月28日林火发生前后的地表相干性10月28日-11月9日ILUR：相干系数图G：平均强度图B：强度差的绝对值MTCR：第一时相的强度图G：第二

23、时相的强度图B：相干系数图MICCDR：前一像对的相干系数G：后一像对的相干系数B：后一像对的相干系数COV-PWR-CCR：平均后向散射的空间变异系数G：两个时相的平均后向散射B：相干系数火灾监测 使用火灾发生前后的3个时相的Sentinel-1数据进行CCD处理。蓝色/绿色是10月28日到11月9日的变化范围 红色是11月9日到21的燃烧范围。火灾监测R：10.28-11.9相干系数G：11.9-11.21相干系数B：11.9-11.21相干系数 研究表明，L波段HV极化方式的SAR后向散射系数（）与森林参数存在着较高的相关性，用L波段进行森林参数反演具有可行性。SAR数据遥感反演L波段H

24、V极化后向散射系数（）与森林参数关系C波段HV极化后向散射系数（）与森林参数关系 森林生物物理参数反演SAR数据遥感反演(m3/ha)森林蓄积量森林蓄积量估算结果估算结果（m）树高树高估算结果估算结果(cm)胸径胸径-DBH 估算结果估算结果基于SAR的遥感反演流程SAR数据噪声抑制后向散射系数定标地理编码物理模型半经验半物理模型经验模型植被强粗糙地表（高层建筑等）1预处理与后向散射系数计算2典型地表掩膜3参数反演L波段(PALSAR)C波段(GF3RADASATSentinel-1)X波段(COSMOTerraSAR-X)SAR反演作物含水量并用于精细农业后向散射系数低高作物含水量（%）作物

25、产量 t/haX波段CSK数据后向散射系数半经验模型作物含水量反演结果作物产量反演结果总结SARscape完整的雷达图像处理平台 可在多种环境下使用SAR工具 ENVI界面 ENVI流程化工具 ENVI Modeler ArcGIS Pro 企业级云平台 用户定制系统 FanSAR多立体方法（用于点云和DEM生产）SAR模拟 支持从多个网站下载Sentinel-1 Sentinel-1下载工具更加智能 非局部（Non-local）滤波和相干性计算 连续层析成像 支持无人机SAR数据的聚焦和处理 SBAS处理进一步自动化 支持双极化雷达的Alpha-Entropy分解SARscape发展规划Non-local滤波得到的相位图干涉滤波得到的相位图学习SAR&InSAR技术SARscape培训班从2011年开始，已连续举办8年，参加人员超过300人；形成较完整的SAR知识学习素材包，数据覆盖SAR处理流程各个环节。技术博客http:/ http:/ SARscape55试用许可开放自助申请！谢谢大家！感谢您的到来与聆听，祝您生活愉快！