02-SAR数据基本处理
(完整版)03-SAR数据基本处理
– 距离引起的损失（R3）: 接收功率要由传播过程中从远到近的距离 变化校正
辐射定标——结果
• 一般采用以下命名
– Beta Nought (ß°) 雷达亮度（反射率）系数，在斜距方向每单位面 积的反射率单位是无量纲的。这种归一化的优点是不需要入射角 （如散射面积A）
– Sigma Nought (so), 后向散射系数，就是通常说的散射体反射回来 的雷达强度，单位是dB，Sigma nought的定义是假设入射到水平面， 其差异与入射角、波长、极化、散射体的物理性质有关
– Gamma (g) ，用入射角归一化的后向散射系数
辐射归一化
• 严格的定标之后，可识别在距离方向的后向散射系数。因 为地物反射的能量取决于入射角，实际上，获取数据的幅 宽越大，在距离向的后向散射系数的变化越大，这种变化 和散射体的物理特性有关，是不能被校正的，只能通过一 些相对的方法来弥补，如标准化
SAR基本处理技术
技术支持邮箱：ENVI-IDL@ 技术支持热线：400-819-2881-7 /enviidl
主要内容
1. 数据导入 2. 单景雷达影像处理 3. 多时相雷达影像处理
1.数据导入
数据导入
• 目的：生成SARscape识别的数据格式 • 支持SAR数据， 光学数据，高程数据
– 局部入射角校正
– 叠掩/阴影处理
左-后向散射系数，中-局部入射角地图，右-叠掩/阴影地图
练习：地理编码和辐射定标
• 工具：/SARscape/Basic/Intensity Processing/Geocoding/Geocoding and Radiometric Calibration
ENVI对SAR数据的预处理过程(详细版)-图文
ENVI对SAR数据的预处理过程（详细版）-图文一、数据的导入：(1)在Toolbo某中，选择SARcape->Baic->ImportData->StandardFormat->ALOSPALSAR。
(2)在打开的面板中，数据类型（DataType）：JA某A-FBDLevel1.1。
注：这些信息可以从数据文件名中推导而来。
(3)单击Leader/Paramfile，选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\\LED-ALPSRP246750820-H1.1__A文件。
(4)点击Datalit，选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\\IMG-HH-ALPSRP246750820-H1.1__A文件(4)单击Outputfile，选择输出路径。
注：软件会在输入文件名的基础上增加几个标识字母，如这里增加“_SLC”(5)单击Start执行，最后输出结果是ENVI的lc文件，ml格式的元数据文件，hdr格式的头文件等。
(6)可在ENVI中打开导入生成的以lc为后缀的SAR图像文件。
二、多视单视复数（SLC）SAR图像产品包含很多的斑点噪声，为了得到最高空间分辨率的SAR图像，SAR信号处理器使用完整的合成孔径和所有的信号数据。
多视处理是在图像的距离向和方位向上的分辨率做了平均，目的是为了抑制SAR图像的斑点噪声。
多视的图像提高了辐射分辨率，降低了空间分辨率。
(1)在Toolbo某中，选择SARcape->Baic->Multilooking。
(2)单击Inputfile按钮，选择一景SLC数据（前面导入生成的ALOSPALSAR数据）。
注意：文件选择框的文件类型默认是某_lc，就是文件名以_lc结尾的文件，如不是，可选择某.某。
(3)设置：方位向视数（AzimuthLook）：5，距离向视数（RangeLook）：1注：详细的计算方法如下所述。
sarp2002软件操作使用基础
【注意】一个统计专业，只能有一个相应的单位字典库。所以，对于一些虽然是同一统计专业，但处理单位集不同的报表，可将其划分为不同专业来进行处理，以保证各专业使用相同字典库。
2、指标词典库：在做报表输出打印时，涉及大量的指标的汉字名称，若将这些汉字直接载入某一张表上，只能为该表打印时所用，若表上有相同指标出现，用户还得重新键入这些汉字。为避免上述情况，SARP系统采用了指标分统计专业建库的方法。
①左边列表栏是本专业所有报表，其中每一项代表一张报表。若报表为单位字典表，则该项最左边有“*”符号，每一项括号内的信息为该表表号，括号后面的信息为该表的表名。
②右边列表栏显示的是选择了的将要录入的报表，该列表顺序即为表录入时的顺序，若选择的录入表中包含单位字典表，则系统将单位字典表放在第一张录入表位置。
删除标志值：先选中一个或多个标志值，再选“编辑标志全集”菜单下的“删除”。
以上各项操作也可通过工具栏的按钮实现。
（2）SARP系统中全集字典的使用
①在录入分组标志时起提示作用，屏幕左上角提示用户正在录入的标志的含义。可通过“字典库编辑功能”-“标志提示打开”来打开或关闭提示功能。
??AP.ERR 数据追加错误信息
??BK.ERR 数据备份错误信息
??CK.ERR 数据审核错误信息
****.PRN 输出表文本文件
INDEX.TXT 检索结果文件
以上用户文件，均产生在用户定义的操作目录之下。
二、SARP加载
SARP系统的报表管理是以专业分类来进行的，一个专业可有多张报表，但在同一管理目录下只能有一个单位字典库（含填报单位和汇总单位）和一个指标词典库，系统形成的该专业的所有数据文件统一放入用户指定的文件目录进行管理。
Nest软件对SAR数据处理过程
Nest软件对SAR数据处理过程由于我们下载的是下载的是IMS格式数据（即单视复数据），而并非ppt中用到的IMP 数据，所有需要首先进行多视处理，将距离向与方位向分辨率处理成基本相同（即狭长图像变成方形）；在多视处理时可以仅对Intensity（强度）进行处理；多视处理后还需要进行相干斑抑制处理消除噪声。
进行这些处理以后可以按照PPT上的步骤进行。
进行多视处理时首先打开影像，点击SAR Tools→Multilooking，在波段来源时只选中Intensity，如下图：设置完成以后点击Run,处理结果如下左图，因为存在噪声，还需要对图像进行滤波处理，选中多视处理后的影像，点击SAR Tools→Speckle Filtering→Single Product，通过此操作来消除噪声，结果如下右图。
其余两幅影像按照同样方法进行多视处理及噪声处理。
做完这些步骤以后就可以按照PPT上的步骤进行操作，现在处理的原图像的后缀就变为.N1_ML_Spk。
Chain11.Create a project打开nest软件，点击菜单栏File→New project。
在此之前需要先建立一个Nestdata文件夹，把所要处理的三幅影像放在此文件夹里，然后把所建立的新工程chain1保存在此文件夹中。
2.Subsets operator终就是要选中左下角。
最后要记住保存结果。
3.Apply orbit file operator拷到Nestdata\Orbit\Doris\vor下面。
打开subset_20080427.AppOrb文件，选择SAR Tools→Radiometric Correction→Calibration.选中文件夹Calibrated Product，点击Run运行：依次对剩余两幅影像进行处理5.Coregistration operator除了calibrated products其余文件夹全关闭。
sar的介绍和测试
仿真测试环境
利用计算机仿真技术模拟 SAR系统的运行，以便进 行快速、低成本的测试。
测试方法
功能测试
验证SAR系统的主要功能是否 正常工作，如成像、目标检测
与跟踪等。
性能测试
评估SAR系统的性能指标，如 分辨率、灵敏度、抗干扰能力 等。
兼容性测试
检查SAR系统与其他设备或系 统的兼容性，以确保协同工作 。
SAR不受光照和时间限制，可在任何 天气和时间条件下工作，具有全天候、 全天时的特点。
SAR的工作原理
SAR通过在飞行过程中不断向地面发送电磁波信号，并接收反射回来的信号，利用信号的相位和幅度 信息，经过处理后形成高分辨率的图像。
SAR的分辨率取决于其发射信号的波长和天线的大小，具有较高的横向分辨率和较低的纵向分辨率。
极化SAR技术
总结词
极化SAR技术能够提供更多地面目标信息， 有助于提高遥感监测和识别精度。
详细描述
极化SAR技术通过采用不同极化方式获取地 面目标的多种极化信息，能够更好地分辨出 不同目标，如建筑物、车辆和树木等。此外， 极化SAR技术还可以提供地表结构、土壤湿 度等信息，为地质勘查、农业监测等领域提 供更全面的遥感监测数据。
辨率。
补偿算法
03
采用合适的算法实现运动补偿，如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤
波等。
03 SAR系统的组成
发射机
1
发射机是SAR系统中的重要组成部分，负责产生 和发射电磁波信号。
2
它通常包括信号源、调制器、功率放大器等部分， 能够产生高功率的射频信号，并通过天线辐射到 空间中。
3
发射机的性能指标包括发射频率、发射功率、波 形质量等，这些指标直接影响着SAR图像的质量 和分辨率。
sar 数据处理步骤
Step1:
将原始数据读入到pci中，使用算法库中的CDSAR （读radarsat数据）或CDASAR（读Envisat ASAR数据），将原始数据中的轨道信息和其他一些信息读入到pci文件中。
这里cd input layer list参数，根据你的数据中存储的通道数决定怎么填，如果是简单的图像
数据格式，填1，如果是单视复图像，填1，2。
可参考帮助文档。
注意一点的是：
读ASAR数据的时候有一个问题，PCI不能直接读取地面站的格式的ASAR数据，但是可以读取欧空局那边的ASAR数据，这是由于他们两者格式间有细微的不同。
这个问题我已经给PCI那边反映过了，他们正在处理这个问题。
所以目前如果你要读取地面站的ASAR 数据，可以使用欧空局的BEST软件，可以直接在欧空局的网站上下载。
Step2：
生成入射角矩阵，使用算法库中的SARINCD函数。
生成后向散射系数。
这样就可以了。
Linux命令高级技巧使用sar命令收集和分析系统性能数据
Linux命令高级技巧使用sar命令收集和分析系统性能数据Linux系统的性能监控和调优对于系统管理员和开发人员来说是非常重要的。
sar命令是一个常用的性能分析工具，可以帮助我们收集和分析系统性能数据。
本文将介绍如何使用sar命令来收集和分析系统性能数据的高级技巧。
一、sar命令简介sar命令是System Activity Reporter的缩写，可以收集系统的性能数据，包括CPU使用率、内存使用率、网络流量、磁盘IO等。
sar命令能够以不同的时间间隔收集数据，并将其存储在日志文件中，以供后续分析和报告。
二、sar命令的安装与基本用法sar命令通常是通过安装sysstat软件包来获取的。
在大多数Linux发行版中，可以使用以下命令来安装sysstat：```sudo apt-get install sysstat # Ubuntu/Debiansudo yum install sysstat # CentOS/RHEL```安装完成后，我们可以使用sar命令来收集系统性能数据。
以下是sar命令的一些常用选项：- -u: 收集CPU使用率数据- -r: 收集内存使用率数据- -n DEV: 收集网络流量数据，DEV为具体的网络设备名称- -b: 收集磁盘IO数据- -q: 收集系统负载数据例如，要收集CPU使用率数据，可以使用以下命令：```sar -u 1 10 # 每隔1秒收集一次，一共收集10次```三、sar命令的输出与格式说明sar命令的输出通常是以文本形式呈现的，包含了一系列的性能数据。
以下是一个示例输出：```12:00:01 CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle12:00:02 all 0.30 0.00 0.20 0.00 0.00 99.5012:00:03 all 0.40 0.00 0.20 0.00 0.00 99.40...```输出中的各列含义如下：- 时间戳（Time）: 记录数据采集时的时间- CPU: 表示该行数据对应的是整个系统或特定CPU核心的数据- %user: 用户态CPU使用率- %nice: 以较低优先级运行的进程（如nice命令调整优先级）的CPU使用率- %system: 内核态CPU使用率- %iowait: 等待IO完成的CPU使用率- %steal: 被其他虚拟机偷取的CPU使用率- %idle: CPU空闲率四、sar命令的高级使用技巧1. 收集过去的系统性能数据sar命令可以指定一个日志文件作为输入来分析过去的系统性能数据。
sar数据相干分解和非相干分解
SAR数据相干分解和非相干分解SAR (合成孔径雷达) 是一项通过微波辐射来获取地表信息的遥感技术。
SAR 数据相干分解和非相干分解是SAR数据处理中的重要步骤，可以帮助我们更好地理解地表特征，从而在农业、林业、城市规划等领域提供更精确的信息。
1. SAR 数据相干分解的原理和方法SAR 数据相干分解是指将SAR图像中的信息分解为散射机制的不同部分，从而更好地识别和理解地物。
相干分解技术通常包括极化散射矩阵分解、保极化分解和极化协方差矩阵分解等方法。
其中，极化散射矩阵分解是一种常用的方法，通过将极化散射矩阵分解为不同的散射机制成分，来提取地物的信息。
保极化分解则是将极化散射矩阵分解为二类保极化散射矩阵，可以更清晰地反映地物的特征。
极化协方差矩阵分解是通过分解极化协方差矩阵来获取地物的极化特征。
2. SAR 数据非相干分解的原理和方法SAR 数据的非相干分解是指将SAR图像中的信息分解为散射机制的非相干成分，主要有极化协方差矩阵的非相干分解和极化干涉分解两种方法。
极化协方差矩阵的非相干分解是通过将极化协方差矩阵分解为非相干矩阵和相位矩阵，从而提取出地物的非相干信息。
极化干涉分解是通过分解极化干涉矩阵来获取地物的非相干特征。
这些非相干分解方法可以帮助我们更好地理解SAR图像中地物的散射特性和相位信息。
3. SAR 数据相干分解和非相干分解的应用SAR 数据相干分解和非相干分解在农业、林业、城市规划等领域有着广泛的应用。
在农业领域，可以利用相干分解技术来识别不同植被类型，监测作物生长情况；在林业领域，可以利用非相干分解技术来识别不同类型的森林覆盖；在城市规划中，可以利用相干分解来识别建筑物和其他人造结构。
相干分解和非相干分解技术的应用，为我们提供了更准确、更全面的地表信息，有助于更好地进行资源管理和环境监测。
总结：SAR 数据相干分解和非相干分解是SAR数据处理中的重要步骤，可以帮助我们更好地理解地表特征，从而在农业、林业、城市规划等领域提供更精确的信息。
SAR基础知识ppt课件
星载SAR获取模式
• 扫描模式——ScanSAR
– 扫描模式是共享多个独立sub-swaths的操作时间，最后获取一个完 整的图像覆盖区域。
• SAR（Synthetic Aperture Radar）：合成孔径雷达
– 用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动， 在不同位置上接收同一地物的回波信号并进行相关解调压缩处理 的侧视雷达。可以获取高分辨率的地球表面图像，是目前广泛使 用的雷达系统。
几个波的概念
SAR参数——波长
• 方位分辨率Azimuth
– 沿航线方向上的分辨率，也称沿迹分辨 率
SAR图像几何特征
• 雷达图像的构像几何学属于斜距投影类型
– 斜距投影是以天线为中心，以斜距为半径的同心 圆在像面空间上的投影
– 方位向的比例尺是个常量 – 距离向的比例尺由地面目标的位置由该目标到雷
达天线的距离决定
SR=GR*sinθ
Radar概念
• Radar（Radio Detection And Ranging），一个Radar系统主 要包括三个功能：
– 发射微波信号到场景 – 接收从场景中传回的部分后向
散射能量 – 观测返回的强度（检测）和延
时（测距）信号
RAR——真实孔径雷达
成像分辨率 雷达天线长度
SAR——合成孔径雷达
不同
SAR参数——极化
• 美国航天飞机SAR获取的 XVV、CHV、LHV的图像
• 不同波长、 不同极化的 散射机理差异
(完整版)各种SAR成像算法总结
各种SAR成像算法总结1 SAR成像原理SAR成像处理的目的是要得到目标区域散射系数的二维分布，它是一个二维相关处理过程，通常可以分成距离向处理和方位向处理两个部分。
在处理过程中，各算法的区别在于如何定义雷达与目标的距离模型以及如何解决距离－方位耦合问题，这些问题直接导致了各种算法在成像质量和运算量方面的差异。
一般来说，忽略多普勒频移所引起的距离向相位变化，距离向处理变为一维的移不变过程且相关核已知，即退化为一般的脉冲压缩处理；同时将雷达与目标的距离按2阶Taylor展开并忽略高次项，则方位向处理也是一个一维的移不变过程，并退化为一般的脉冲压缩处理，这就是经典的距离多普勒（Range-Doppler RD）算法的实质。
若考虑多普勒频移对距离向相位的影响，同时精确的建立雷达与目标的距离模型，则不论距离向处理还是方位向处理都变为二维的移变相关过程。
线性调频尺度变换（Chirp-Scaling CS）算法即在此基础之上将二维数据变换到频域，利用Chirp Scaling原理及频域的相位校正方法，对二维数据进行距离徙动校正处理、距离向及方位向的聚焦处理，最终完成二维成像处理。
当方位向数据积累延迟小于全孔径时间（即方位向为子孔径数据）的情况下，方位向处理必须使用去斜（dechirp）处理及频谱分析的方法。
在RD和CS 算法的基础之上，采用dechirp处理及频谱分析的方法完成方位向处理的算法分别称为频谱分析（SPECAN）算法和扩展CS（Extended Chirp Scaling ECS）算法。
1.1 SAR成像原理本节以基本的正侧视条带工作模式为例，对SAR的成像原理进行分析和讨论。
正侧视条带SAR 的空间几何关系如下图所示。
图中，αoβ平面为地平面，oγ垂直于αoβ平面。
SAR 运动平台位于S 点，其在地面的投影为G 点。
SAR运动平台的运动方向Sx 平行于oβ，速度大小为a v 。
SAR 天线波束中心与地面的交点为C ，CG 与运动方向Sx 垂直；S 与C 的距离为s R ，12B SB ∠称为天线波束的方位向宽度，大小为a β。
SARscape数据处理
SARscape下雷达图像一般处理与应用sarscape 多视处理雷达图像地理编码slc图像滤波洪水监测作物监测SAR系统可以通过多种方式获得图像，如单通道或双通道模式（如HH、HH / HV或VV / VH)、干涉(单轨或多轨)模式、极化模式(HH,HV,VH,VV)、干涉及极化组合采集模式，不同的获取模式对应了不同的处理方法，可分为以下四种：∙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）本文介绍的是雷达强度图像的处理。
1 处理流程如下图是利用SARscape雷达图像基本处理工具，基于不同雷达数据情况，执行雷达图像处理和应用的流程图。
单雷达图像处理与应用流程图单一传感器，单一模式，多时相雷达图像处理与应用流程图单/多传感器，多模式，多时相雷达图像处理与应用流程图2 处理流程关键技术下面介绍流程中相关技术。
(1)聚焦处理对雷达系统的RAW数据中每个点的反射绿利用经过优化的调焦算法实现数据快速聚焦处理，直接输出单视复数产品数据（SLC数据）。
(2)多视处理为了得到最高空间分辨率的SAR图像，SAR信号处理器使用完整的合成孔径和所有的信号数据，如单视复数（SLC）SAR图像产品，使得SAR图像包含很多的斑点噪声。
多视处理的目的是为了抑制SAR图像的斑点噪声。
Multilooking工具支持距离向多视和方位向多视，处理得到的多视强度图像是距离向和/或方位向像元分辨率的平均值。
为了提高多视图像的辐射分辨率，降低了空间分辨率。
Multilooking工具支持SLC强度数据或距离向强度数据的输入。
对SLC图像(*_slc)多视处理的结果（右边*_pwr）(3)图像配准提供Coregistration工具，使用交叉相关技术实现覆盖同一地区的多幅雷达影像的自动配准，以达到亚像素配准精度，整个过程采用全自动的方式。
(4)滤波Filtering工具提供一系列滤波用于去除雷达图像的斑点噪声，可用于单波段雷达图像和多时相雷达图像。
SAR技术ppt课件精选全文完整版
SAR是一种微波全息
为了保证全息图不发生畸变，要采用运动补偿。 用一部分SAR原始数据就能处理出完整的图像，
只是分辨率降低，这是多视处理和SCANSAR的 依据。 SAR全息图方位向和距离向二维不对称，因此成 像处理时方位向和距离向二维处理方法有区别。 SAR原始数据的动态范围比目标和图像动态范围 小很多，这对原始数据的压缩很有利。
偏航控制（星上）* 杂波锁定（地面） 自聚焦（地面） 距离徙动校正（地面）
实 时 成 像 处 理 (星 上 ) * 地面成像处理 图 像 记 录 (地 面 ) 数传（原始数据或图象）
第二章 合成孔径雷达技术
6 SAR系统类型 7 SAR系统总体指标 8 雷达主要技术指标 9 SAR成像处理原理
6 SAR系统类型
工作方式的组合。 分辨率： 距离分辨率、方位分辨率、高程分辨率、
辐射分辨率。 成像带宽： 与分辨率是一对矛盾。 工作距离： 与分辨率有密切关系。 (4) 系统灵敏度：检测弱目标的能力，与所有参数都有关。 (5) 系统定标精度(辐射精度)：内定标精度，外定标精度等。
7.1 SAR工作平台
(1) 机载SAR的工作平台是各种飞机，性能参数： ● 飞机型号 ● 飞行高度 ● 飞行速度 ● 运动误差 ● 安装空间和位置 ● 载荷能力 ● 供电能力
7.4.2 分辨率的理论基础
δ函数（冲激函数）定义：
(x) (当x 0时) (x) 0 (当x 0时)
并且 (x)dx 1
δ函数描述的是：位置在 x = 0处，宽度无限窄，幅度无 穷大，但能量有限（积分等于1）的一个脉冲信号。冲 激函数是一个理想“点”目标的数学模型。
(1) 系统的冲激响应
⑵ 扫描成像模式： SCAN SAR模式，超宽成像带、 低分辨率的成像工作模式
Linux命令高级技巧使用sar和dstat收集系统性能数据
Linux命令高级技巧使用sar和dstat收集系统性能数据在Linux系统中，了解系统性能表现是非常重要的，特别是在排查问题、优化性能或进行系统监控时。
sar和dstat是两个常用的命令工具，它们能够帮助我们收集各种系统性能数据，进一步分析和优化系统性能。
本文将介绍如何使用sar和dstat命令来收集系统性能数据，并利用这些数据来分析系统表现和优化性能。
一、sar命令的使用sar是System Activity Reporter的缩写，它是一款强大的系统性能分析工具，能够提供CPU、内存、磁盘、网络等方面的详细数据。
下面将介绍sar命令的基本用法及参数使用。
1. 安装sar命令在大多数Linux发行版中，sar命令是通过sysstat软件包提供的。
可以使用以下命令来安装sysstat软件包：```sudo apt-get updatesudo apt-get install sysstat```2. sar命令的基本用法sar命令的基本用法如下：```sar [选项] [时间间隔] [次数]```其中，时间间隔表示数据采集的时间间隔，次数表示数据采集的次数。
3. sar命令的常用选项sar命令有许多选项可供使用，常用的选项如下：- -u：显示CPU使用情况。
- -r：显示内存使用情况。
- -q：显示负载平均值。
- -b：显示缓冲区和缓存情况。
- -n DEV：显示网络设备的使用情况。
- -d：显示块设备的使用情况。
- -p：显示进程状态。
- -W：显示交换分区的使用情况。
二、dstat命令的使用dstat是一款强大的系统资源统计工具，能够提供有关CPU、内存、磁盘、网络等方面的实时数据。
下面将介绍dstat命令的基本用法及参数使用。
1. 安装dstat命令dstat命令通常可以通过以下命令来安装：```sudo apt-get updatesudo apt-get install dstat```2. dstat命令的基本用法dstat命令的基本用法如下：```dstat [选项] [时间间隔] [次数]```其中，时间间隔表示数据采集的时间间隔，次数表示数据采集的次数。
第四章 SAR图像基本处理技术
1.基于点目标的图像质量评价
• 对SAR图像的质量评价最经常使用的参数，是从SAR对点目标的脉冲 响应形状的描述得到的。点目标的尺寸一般远小于分辨单元尺寸，但 点目标的回波在图像上会有超过一个像元大小的扰动范围。对于典型 的雷达模型，其脉冲响应函数为：
z
=
sin
c⎜⎜⎝⎛
x ρx
⎟⎟⎠⎞ ⋅sin
c⎜⎜⎝⎛
第四章 SAR图像基本处理技术
主要内容
• 辐射校正 • 滤波与边缘检测 • 几何校正
1
2
极化SAR水文应用：积雪制图图
3
• 早期的合成孔径雷达，作为一种主动微波遥感传感器，提 供的大多是未经校准过的SAR图像。随着新一代SAR传感 器的不断涌现，促使SAR从定性遥感走向定量遥感的新阶 段。其主要需求是对来自不同遥感器的数据进行定量比 较、从后向散射测量中通过合适的模型抽取地球物理参 数、完成大面积上的多个暂态现象的研究、对不同地形和 不同入射角的后向散射测量建立数据库等。这必须使用校 正过的SAR数据产品。
内定标技术的重点在于完成时间上系统漂移的相对测量，要进行SAR的绝对系 统校准必须采用外定标技术。
SAR天 线
高功率 放大器
双基SAR成像算法
03
数据处理系统对接收到的信号 进行处理，得到目标的高分辨 率图像。
双基SAR系统分类
根据发射站的数目，双基SAR可以分为两站SAR 和多站SAR。
多站SAR则有多个发射站和多个接收站，可以提 供更高的成像分辨率和更广的覆盖范围。
两站SAR是最简单的双基SAR，只有一个发射站 和一个接收站。
根据工作方式，双基SAR可以分为同步SAR和异 步SAR。同步SAR要求各接收站与发射站同步接 收信号，而异步SAR则不要求严格的时间同步。
实例
例如，可以采用基于小波变换的成像算法提 高图像质量和分辨率；采用基于压缩感知的 成像算法降低采样率和数据处理量；采用基 于深度学习的目标检测算法提高目标检测的
准确性和鲁棒性。
05
双基SAR系统实现与验证
系统硬件组成与工作模式
发射和接收天线
双基SAR系统需要使用两个 不同的天线，一个用于发射 射频信号，另一个用于接收 反射信号。发射天线通常采 用线性或圆形天线阵列，而 接收天线则采用高灵敏度的 接收器。
06
双基SAR应用与发展趋势
双基SAR在战场侦察与监视中的应用
战场侦察
双基SAR算法可以用于生成高分辨率的战场环境图像，帮助指 挥官了解敌方阵地和武器部署情况。
目标识别
双基SAR算法可以结合其他传感器数据，对目标进行分类和识 别，提高打击精度。
动态监视
双基SAR可以实时获取地面动态变化信息，如车辆移动、人员 聚集等，为决策提供支持。
双基SAR在灾害监测与救援中的应用
01
02
03
灾害预警
灾后评估
救援导航
双基SAR可以快速获取灾区图像 ，帮助有关部门及时发现灾情并 做出响应。
insar数据处理流程
insar数据处理流程InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar）是一种应用合成孔径雷达（SAR）成像数据进行高精度地表形变监测的技术。
该技术可以通过对两个或多个时间点的SAR影像进行干涉处理，获取地表形变信息。
下面是InSAR数据处理的一般流程。
1.数据获取：首先，需要获取两个或多个时间点的SAR影像数据。
这些数据可以来自于卫星、飞机或地面站点。
2.影像预处理：对SAR影像数据进行预处理，包括几何校正、辐射校正和滤波处理。
几何校正将影像数据投影到地球表面上，辐射校正将其转化为地物的表面反射率，滤波处理可以减少影像中的噪声。
3.干涉处理：对两个时间点的SAR影像进行干涉处理，得到干涉图像。
干涉处理通过测量两个时间点的SAR信号之间的相位差，提取出地表形变信息。
常用的干涉处理方法有两步法、SAR自适应过滤法等。
4.相位解缠：干涉图像中的相位信息往往是包裹相位，需要进行相位解缠将其转化为真实的相位。
相位解缠可以通过多种方法实现，如连续小波变换解缠法、二维高通滤波解缠法等。
5.椭球拟合：将相位解缠后的图像进行椭球拟合，估计地表形变的空间分布。
椭球拟合可以通过非线性最小二乘法实现，得到各个参数的估计值。
6.形变计算：根据椭球拟合的结果，计算出地表形变的大小和方向。
形变计算通常包括沿视线方向的形变（LOS形变）和水平方向的形变（东向形变和北向形变）。
7.误差分析：对形变结果进行误差分析，评估形变的精度和可靠性。
误差分析通常包括计算误差、系统误差和随机误差等方面。
8.形变解释：根据形变结果，进行地质解释和物理解释。
利用地震记录、地质资料等，将形变结果与地下构造、断裂活动、岩石力学等进行关联。
9.结果展示：将形变结果进行可视化展示，生成形变图像、形变矢量图和等高线图等，以便于科学研究和决策支持。
总体而言，InSAR数据处理流程分为数据获取、影像预处理、干涉处理、相位解缠、椭球拟合、形变计算、误差分析、形变解释和结果展示等步骤。
sar成像算法时域 频域 波数域
SAR成像算法是合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar）技术的重要组成部分。
该算法主要是通过对雷达信号进行处理和分析，从而得到目标区域的高分辨率成像结果。
在SAR成像算法中，常常涉及到时域、频域和波数域等不同的数据处理方法。
本文将针对这三个主题展开详细的介绍和分析。
一、时域处理时域处理是SAR成像算法中最基本的数据处理方法之一。
时域处理主要是对雷达接收到的信号进行时域分析，包括距离-时间图像（Range-Time Image）的形成、脉冲压缩（Pulse Compression）等。
时域处理的关键是对信号的时延进行精确测量和定位，从而实现对目标的定位和成像。
在时域处理中，常用的算法包括FFt变换、匹配滤波等，这些算法可以提高雷达系统的距离分辨率和速度分辨率，从而实现对目标的高精度成像。
二、频域处理频域处理是SAR成像算法中另一个重要的数据处理方法。
频域处理主要是通过对雷达信号进行频谱分析，从而得到目标的频谱特征和频率分布信息。
频域处理可以通过傅里叶变换等算法将时域信号转换为频域信号，从而实现对信号的频率分辨率和频谱分布的分析。
在频域处理中，常用的算法包括FFT变换、滤波器设计等，这些算法可以对雷达信号进行频谱分析和滤波处理，从而提高SAR系统的信噪比和成像质量。
三、波数域处理波数域处理是SAR成像算法中较为复杂和高级的数据处理方法。
波数域处理主要是通过对雷达信号进行波数域分析，从而得到目标的波数分布和散射特征。
波数域处理可以通过波数变换、波数域滤波等算法实现对雷达信号的波数分布和散射特征的提取。
在波数域处理中，常用的算法包括快速波数变换算法、极化分析算法等，这些算法可以对雷达信号进行全波数域分析和波数域成像，从而实现对目标的高分辨率成像和三维重构。
时域、频域和波数域是SAR成像算法中常用的数据处理方法，它们各自具有特定的优点和适用范围，通过合理的组合和应用，可以实现对目标的高分辨率成像和高精度测量。
02-SAR数据基本处理
JSC KrasnoyarskGeofizika, Russia KEOC, Korea KKC - Kokusai Kogyo Co.,Ltd, Japan Kongsberg Satellite Services AS, Norway LLC VNIIGAZ, Russia Lockheed Martin, USA MDA, USA & Canada OHB System GmbH, Germany PASCO Cooperation, Japan Peking University, China Pöyry Environment Oy, Finland Raytheon, USA Russian Academy of Sciences, Russia SaTReCi, Korea Statoil Hydro, Norway SWF Studio, Italy TELESPAZIO, Italy TOTAL, France USGS, USA ……
– WINDOWS (XP, SP2, Vista, 7) 32 和64位, LINUX 64 位
• SARscape对硬件环境的要求
– 硬件环境至少是：内存：2G及以上、硬盘空间：50G及以上、处 理器：1GHz及以上
– 当可用内存比较小的时候，软件可以运行，但是处理时间会很长， 有一些大数据量的处理会因为内存不足而报错，如相位解缠、 ScanSAR的处理等
ENVISAT ASAR AP (HH 极化) 数据视数为 1 的图 ( 左 ) 和方位向 视数为 4 的多视图（右）
练习：多视处理
• 以上一步导入RADARSAT-2数据得到的结果，有四个极化 SLC数据为例 • 工具：/SARscape/Basic/Multilooking
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辐射定标——方法
雷达方程 辐射定标的基础. 散射体的接收功率Pd , 与散射面积的关系:
Antenna Gain Pattern Scattering Area A
Range Spread Loss
辐射定标——定标参数
• 根据雷达方程，SAR图像的辐射定标参数包括：
– 散射面积（A）：每个输出像元都是恢复的真实的照射面积. 该面 积会根据不同的地形和入射角而改变 – 天线增益（G2）The antenna gain pattern (G2): 天线增益的幅度变 化的影响，与非定向天线相比，参考DEM和基准高度进行了校正 – 距离引起的损失（R3）: 接收功率要由传播过程中从远到近的距离 变化校正
SARscape国内外主要用户
BAGF, Germany CNR, Italy CSIR, Zaire CITA, Spain DLR, Germany DGA/CTA/GIP, France Deltare, Holland EADS, Germany ESA/ESRIN, Italy FGAN-FOM, Germany Geoltexsnab, Russia G.I.M, Belgium Infoterra GmbH, Germany INPE, Brazil IKI - Space Research Institute, Russia ITC, Holland JPL, USA JRC Joint Research Center, USA JSC GASCOM, Russia
• 单视复数（SLC）SAR图像 产品包含很多的斑点噪声， 为了得到最高空间分辨率 的SAR图像，SAR信号处理 器使用完整的合成孔径和 所有的信号数据。 • 多视处理是在图像的距离 向和方位向上的分辨率做 了平均，目的是为了抑制 SAR图像的斑点噪声。 • 多视的图像提高了辐射分 辨率，降低了空间分辨率。
– – – – – – – – பைடு நூலகம் – 标准雷达格式 ENVI标准格式 一般二进制文件 有地理编码的二进制文件 GPS数据 航空SAR（OrbiSAR、TELAER、E-SAR） 矢量数据 特殊格式（ALOS PALSAR KC、ALOS GEO Grid） Tiff格式 ASCII ARCGIS格式
最新SARscape 5.0 版本
• 全部整合在ENVI5.0新框架中； • 提供64位操作系统安装包，原生支持64位操作系统，可以 更好的利用内存资源； • 地理编码和定标计算采用GPU运算，极大提高运算效率； • 新增地球物理建模工具（Geophysical Modeling）； • 永久散射体（PS）没有区域大小的限制，对SAR图像大小 没限制； • 短基线（SBAS）渐进式处理，提高处理效率。
1. 距离-多普勒方程
输入 斜距几何
2. 重采样
输出 制图坐标系下的几何（参考 DEM或者椭球体高度）
地理编码
一般精校正结果 正射校正结果
辐射定标——概念
• 后向散射
– 雷达测量的是电磁波脉冲传输和接收的比率，这个比值就叫后向 散射
• 后向散射定标
– – – – 为了对比不同的传感器获取的同一区域影像 同一传感器以不同的工作模式获取的影像 同一传感器不同时相的数据 使用不同的处理方法来计算
辐射定标——结果
• 一般采用以下命名
– Beta Nought (ß°) 雷达亮度（反射率）系数，在斜距方向每单位面 积的反射率单位是无量纲的。这种归一化的优点是不需要入射角 （如散射面积A） – Sigma Nought (so), 后向散射系数，就是通常说的散射体反射回来 的雷达强度，单位是dB，Sigma nought的定义是假设入射到水平面， 其差异与入射角、波长、极化、散射体的物理性质有关 – Gamma (g) ，用入射角归一化的后向散射系数
• 生成ENVI及SARscape格式文件
练习：数据导入
• 以RADARSAT-2 SLC数据的读取为例
– /SARscape/Import Data/Standard Formats/RADARSAT-2
单景雷达影像处理
单景雷达影像处理流程
聚焦扩展模块
SAR RAW Data
聚焦处理
滤波 (单图像)
• 方位向分辨率经过多视后保持与地距分辨率一致，方位向 视数为：13.295/4.8717≈3
SAR的斑点噪声
多视处理
噪声抑制——滤波
• 单波段雷达图像滤波
– Mean、Median、Mode、EPS、 Frost、Lee、Anisotropic NonLinear Diffusion。
• 多时相雷达图像滤波
拥有图形化功能菜单（C lassic界面下）
• • • • • • • • •
基本处理 聚焦 滤波 干涉雷达 干涉叠加 扫描干涉雷达 极化与极化干涉雷达 实用工具 批处理
拥有图形化功能菜单（ENVI5界面下）
SARscape for ArcGIS toolbox
• 安装SARscape软件时，自动在ArcMAP中安 装这个工具 – 可在ArcGIS界面下使用SARscape tools – 可定制SARscape tools – ArcGIS中的SARscape处理工具可用于建 模
API
• 200多个API
ENVI, /RESTORE_BASE_SAVE_FILES ENVI_BATCH_INIT, /NO_STATUS_WINDOW oSB = SARscapeBatch() oSB.xManifest
数据导入
数据导入
• 目的：生成SARscape识别的数据格式 • 支持SAR数据， 光学数据，高程数据（DEM），矢量数据的输 入，GPS数据，这些数据可以是标准格式的，也可以是一般二 进制格式的。
ENVI雷达图像处理软件策略
• 主模块包括最基本SAR处理功能 • 依托专业、成熟雷达处理技术由瑞士 SARmap公司开发SARscape高级雷达图 像处理软件 • SAR与光学遥感结合 • 与地理信息的集成
SARscape体系结构
• • • • SARscape核心模块——BASIC & InSAR Bundle 聚焦扩展模块——Focusing Module 滤波扩展模块——Filter Module 扫描式干涉雷达处理扩展模块——ScanSAR Interferometry Module • 极化雷达处理扩展模块——Polarimetery & PollnSAR Module • 干涉叠加扩展模块——Interferometry Stacking Module
地理编码& 定标 图像分割
雷达SLC 图像 多视处理
特征提取
ENVI
雷达强度图像 图像分类
SAR图像的斑点噪声
• SAR是相干系统，斑点噪声是其 固有特性 • 均匀的区域，图像表现出明显的 亮度随机变化，与分辨率、极化、 入射角没有直接关系，属于乘机 噪声 • 多视和滤波可以抑制斑点噪声
噪声抑制——多视
支持多源雷达系统
– – – – – – – – – – – – – – – – ERS-1/2 JERS-1 RADARSAT-1 RADARSAT-2 ENVISAT ASAR ALOS PALSAR TerraSAR-X TanDEM-X(+bistatic) COSMO-SkyMed OrbiSAR-1 (X、P-band) E-SAR RISAT-1 STANAG 7023 RAMSES TELAER GLAS/IceSat DEM
地理编码
• 地理编码、几何配准、几何校正、正射校正，概念是相似的， 就是把SAR图像，无论是斜距几何还是地距几何，转换成地图 坐标系，区别在于是否用DEM
– 椭球体地理编码——处理过程不用DEM数据 – 地形地理编码——处理过程需要用DEM
• SAR系统会引起非线性畸变，尤其是地形起伏较大的地方，所 以就不能像光学影像一样用多项式校正或者仿射变换转换到参 考坐标系，为了对SAR数据进行地理编码，要用到严格的多普 勒算法，结合传感器和成像特点以及地面形态.
ERS-1/2 1991
RADARSAT-1 1996
ENVISAT 2002
COSMO-Skymed 2007 RADARSAT-2 2007
ALOS 2006
支持雷达系统详细列表 TerraSAR-X/TerraDEM 2008/2010
软件运行环境
• 先安装ENVI，再安装SARscape • SARscape支持的操作系统
– WINDOWS (XP, SP2, Vista, 7) 32 和64位, LINUX 64 位
• SARscape对硬件环境的要求