SARscape5.6.2版本SBAS处理中的Refinement GCP文件说明 |
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SARscape5.6.2版本SBAS处理中的Refinement GCP文件说明
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轨道精炼和重去平的GCP点，用于估算和去除残余的恒定相位和解缠后还存在的相位坡道。GCP的选择原则是在所有的干涉像对上，都需要满足以下几点： 相干性高，解缠结果好，稳定的区域； 没有形变条纹，远离形变区域； 没有残余地形条纹； 没有相位跃变，不能位于孤立相位上； 由于在SBAS中，很难找到完美的GCP可以全部用在所有的数据对中，因为数据对拥有不同的相干性。因此建议多选择一些GCP，软件会自动将位于噪声区域的GCP点进行过滤，最终保留在所有干涉像对上有效的GCP点。 数量根据覆盖范围大小而定，尽量均匀分布。SARscape5.6.2版本开始，GCP点的选择有三种方法：1、软件自动选择满足条件的区域作为GCP点；2、用户根据先验知识和对干涉图的判读手动选择GCP点；3、使用PS处理中自动选择的GCP点。 注：自动选择GCP点为5.6.2版本新增功能。 一、自动选择GCP点从SARscape5.6.2版本开始，使用SBAS的方法进行时序InSAR分析时，不再单独进行轨道精炼和重去平的操作，而是在第一次反演、第二次反演和地理编码这三步，进行优化和重去平。第一次和第二次反演之前进行优化和重去平，目的是从每个像对的相位解缠结果上估算和去除偏移和趋势；地理编码步骤进行优化和重去平是为了对斜距产品（包括速率、高程和形变）进行校准。软件设计了自动选点的功能。 自动选点过程说明如下： 在第一次和第二次反演的优化和重去平步骤，结合相干性，振幅离差指数，模型位移率和残差地形，这几个因素来确定稳定区域，具体如下：相干性高的同时残余地形小的区域，将这些区域生成掩膜文件，作为稳定区域。 将所创建的稳定区域掩膜文件应用于每个解缠的干涉图，以便根据每个解缠的干涉图的有效区域的覆盖范围选择有效的参考点（GCPs）。 在第一次反演时，每个解缠的干涉图都要进行重去平以去除残余相位偏移和趋势，根据第一次反演的结果迭代生成了稳定区域，该文件存放在： _SBAS_processing\work\work_first_inversion\FI_initial_refinement_mask 例，第一次反演生成的稳定区域掩膜文件如下图所示：
图1 第一次反演生成的稳定区域掩膜文件示意图 第二次反演时，每个解缠的干涉图要进行第二次重去平以去除由解缠算法引入的残余相位偏移和趋势，在第一次反演结果的基础上，优化了第一次选择的稳定区域，生成一个新的掩膜文件，存放在：_SBAS_processing\work\work_second_inversion\SI_first_refinement_mask。
图2 第二次反演生成的稳定区域掩膜文件示意图 在地理编码过程中生成最终的一个参考点（GCP），并应用于最终的斜距产品（速率、高程和形变）；选择该点的标准是位移和残余地形都为0，所有像元都以该点为参考点进行校准，生成最终结果。 该GCP点文件存放路径为：_SBAS_processing\geocoding\G_refinement_GCP_geo.shp
图3 地理编码时选择的一个位移和残余地形都为0的参考点 二、手动选择GCP点进行轨道精炼基于对工程区的先验知识，手动选择若干GCP点，用于第一次反演、第二次反演和地理编码这三步中的轨道精炼和重去平。操作如下： 注：SBAS连接图生成和干涉工作流步骤略 在Toolbox中，打开/SARscape/Interferometric Stacking/SBAS/ 3 - Inversion: First Step。 在Input Files面板中，在Auxiliary file选项中选择sml。 在Optional Files面板中，Refinement GCP file下，单击按钮创建GCP，在打开的Generate Ground Control Points面板中，分别选择三个文件： Input File：必选项。用于GCP定位。可以选择相干系数图、干涉图、强度图、解缠图等，这里选择一个数据对的干涉结果文件，可以在判断地形和形变区域时提供参考。 DEM File：可选项。用于提供GCP对应的高程值。这里选择初始DEM文件。 Reference File：可选项。为选择GCP提供一个参考依据，可以选择相干系数图、干涉图等，如这里选择解缠图。Reference File与Input File同时显示在一个窗口中。注：1、在SBAS处理中，GCP需要在所有像对上都符合条件，可以选择一对可以代表大多数干涉结果的数据，在此作为Input file和Referance file。 2、Input File可以选择斜距投影（方位向和距离向）或地理投影（x、y、z，其中z自动从DEM数据中获取）数据，但同一个工程中只用一种投影方式（后续还有用到GCP的地方）。典型的方式是在斜距数据上选择GCP，如果GCP文件需要用在其他轨道数据上，建议在地理坐标系的数据上选择GCP。
图4 Generate Ground Control Points面板中选择文件 在Generate Ground Control Points面板中，单击能Next进入GCP选择面板。 利用鼠标功能在窗口中选择符合条件的GCP点。
图5 选择GCP点 选择好控制点之后，Cartographic System中默认为全球经纬度投影（参考DEM文件的坐标系作为参考地理坐标系） 选择Export选项，默认自动选择一个输出路径和文件名，单击Finish按钮完成GCP选择工作。
图6 GCP点文件生成 回到Optinal Files面板，在Refinement GCP File一栏，自动输入了上一步得到的控制点文件.xml；
图7 输入工程文件和GCP文件 之后，进行SBAS第一次反演即可，程序会使用手动选择的GCP文件进行相位优化和重去平，相关参数如下界面：
图8 轨道精炼和重去平面板Principal Parameters参数设置 在First Step界面，单击Exec按钮执行处理。在第二次反演和地理编码步骤，Optional Files界面的Refinement GCP File，输入第一次反演手动选择的GCP文件即可。
在PS处理中的“PS第一次反演第一步”步骤中，会自动选择一些参考点（GCP点），这些参考点大多选择在形变小、相干性高的区域，符合SBAS中GCP的选择要求，因此可以将PS中的参考点应用于SABS中作为轨道精炼的GCP点。前提是使用同一组SAR数据做过了PS处理（至少需要做完PS反演第一步）。 下面介绍用PS自动选择的GCP点进行SBAS轨道精炼的操作方法。 第一步：将PS中的参考点文件转换为SAR坐标系的GCP文件 PS处理中，默认是不对SAR数据进行多视处理，在PS第一次反演中得到的SAR坐标的GCP文件（位于...\first_inversion\Ref_GCP.shp）不能直接应用于SBAS中，故首先需要将地理坐标系的GCP文件（位于...\ geocoding\ Ref_GCP_geo.shp）转换为SAR坐标系的GCP文件。 （1） 打开/SARscape/Basic/Intensity Processing/Geocoding/Map to SAR Shape Conversion工具 （2） 在Map to SAR Shape Conversion工具进行如下设置： Input File面板：Input File选择yanjiaozhen_PS_processing\geocoding\ Ref_GCP_geo.shp文件； Input Reference File选择yanjiaozhen_SBAS_processing\work\work_interferogram_stacking中的任意一个数据对的pwr文件。 DEM/Cartographic system面板：选择参考DEM文件。 Output Files面板：在默认的输出路径下输出文件名为shp的矢量文件。这样就把地理坐标系的GCP文件转换为经过多视处理（视数与SBAS处理一致）的SAR坐标的GCP文件
图9 地理坐标系的矢量文件转到雷达坐标系 第二步：SBAS中使用GCP文件 回到SBAS第一次反演步骤。 在Toolbox中，打开/SARscape/Interferometric Stacking/SBAS/ 3 - Inversion: First Step工具： Input Files面板： Auxiliary file选项中选择SBAS工程文件sml。 在Optional Files面板中，Refinement GCP file下，单击按钮创建GCP，在打开的Generate Ground Control Points面板中，分别选择三个文件： Input File：必选项。用于GCP定位。此处选择SBAS干涉处理中任一对像对的_fint图（也可以是_pwr、_cc、_upha）。 DEM File：可选项。用于提供GCP对应的高程值。这里选择初始DEM文件。 Reference File：可选项。此处由于不手动选点，不需要参考文件。点击Next，在Select GCPs…面板，点击（Load GCPs）按钮，导入上一步生成的Ref_GCP_geo_slant.shp文件。
图10 导入PS处理时自动选择的GCP点 控制点正常导入之后，目视查看是否分布正常，之后保存控制点.xml文件，在第一次反演界面确定参数，进行第一次反演处理，相关操作请参考上一节内容，在此不做赘述。
SBAS第一次反演处理过程中，轨道精炼和重去平之后，生成了以下文件：
结果内容 说明 IS_refinement_GCP_slant.shp 用于轨道精炼和重去平的GCP点文件 IS_reflat_fint_meta, IS_reflat_fint.series 所有像对轨道精炼后的差分干涉图 IS_reflat_upha_meta, IS_reflat_upha.series 所有像对轨道精炼后的解缠图
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