微波遙感實(shí)驗(yàn)報(bào)告

./實(shí)習(xí)報(bào)告撰寫的容與要求實(shí)習(xí)任務(wù)：介紹實(shí)習(xí)的目的、意義、任務(wù)及實(shí)習(xí)單位的概況等容。通常以前言或引言形式表述,不單列標(biāo)題及序號(hào)。實(shí)習(xí)容：先介紹實(shí)習(xí)安排概況,包括時(shí)間、地點(diǎn)、容等,然后逐項(xiàng)介紹具體實(shí)習(xí)流程與實(shí)習(xí)工作容,以及專業(yè)知識(shí)與專業(yè)技能在實(shí)習(xí)過程中的應(yīng)用。本部分容應(yīng)以記敘或白描手法為基調(diào),在完整敘述的基礎(chǔ)上,對(duì)自己認(rèn)為有重要意義或需要研究解決的問題進(jìn)行重點(diǎn)敘述,其它容則可簡述。實(shí)習(xí)結(jié)果：圍繞實(shí)習(xí)任務(wù)要求,對(duì)實(shí)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、思考,提出解決問題的對(duì)策、建議等。分析問題、解決問題要有依據(jù)〔如有參考文獻(xiàn)可在正文后附錄。分析討論的容、推理過程及所提出的對(duì)策與建議作為實(shí)習(xí)報(bào)告的重要容之一,是反映或評(píng)價(jià)實(shí)習(xí)報(bào)告水平的重要依據(jù)。實(shí)習(xí)總結(jié)或體會(huì)：對(duì)實(shí)習(xí)效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),著重介紹自身的收獲與體會(huì),容較多時(shí)可列出小標(biāo)題,逐一列舉?？偨Y(jié)或體會(huì)的最后部分,應(yīng)針對(duì)實(shí)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的自身不足,簡要地提出今后學(xué)習(xí),努力的方向。將實(shí)習(xí)日記按照時(shí)間順序以附件形式放在實(shí)習(xí)報(bào)告正文后面。實(shí)習(xí)報(bào)告封皮由學(xué)校統(tǒng)一印發(fā),正文一律采用計(jì)算機(jī)排版、A4紙打印。題目為三號(hào)黑體字居中〔題目前、后各空一行,正文字體為小四號(hào)宋體,要求語句通順、論述嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)、正確。字?jǐn)?shù)：不少于3000。目錄1.單雷達(dá)影像處理51.1導(dǎo)入數(shù)據(jù)51.2影像多視處理61.3濾波71.4分析濾波影像91.5地理編碼和輻射定標(biāo)111.5配準(zhǔn)122.InSAR生成DEM132.1基線估算132.2干涉圖生成142.3去平處理152.4自適應(yīng)濾波及相干性計(jì)算162.5相位解纏182.6選擇GCP192.7軌道精煉和重去平202.8相位高程轉(zhuǎn)換213.思考題23微波遙感實(shí)驗(yàn)報(bào)告單雷達(dá)影像處理導(dǎo)入數(shù)據(jù)導(dǎo)入市的EnvisatASAR數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)文件名：ASA_IMS_1PNDPA20081221_141624_4_00483_35607_5531.N1操作過程：SARscape->Basic->ImportData->StandardFormatsDatatype選擇IMS,然后選擇數(shù)據(jù)的輸入和輸出路徑,路徑必須都是英文的。數(shù)據(jù)的導(dǎo)出,選擇JPEG格式,選擇輸出路徑,路徑中那個(gè)不能有中文。導(dǎo)入的圖像顯示結(jié)果如下：〔原圖太大,插入之后word沒法運(yùn)行,只能截圖影像多視處理多視的基本原理：在方位向或距離向降低處理器帶寬,從而將方位向或距離向的頻譜分割成若干部分,稱為視窗〔look,各視窗分別成像后非相干疊加,以抑制噪聲。視窗的個(gè)數(shù)就稱之為視數(shù),它對(duì)應(yīng)于前述的獨(dú)立樣本個(gè)數(shù)。INSAR原始數(shù)據(jù)一般是單視數(shù)的,即未作過多視處理的數(shù)據(jù),多視處理往往在形成干涉圖之后。多視處理是在圖像的距離向和方位向上的分辨率做了平均,目的是為了抑制SAR圖像的斑點(diǎn)噪聲。多視的圖像提高了輻射分辨率,降低了空間分辨率。選擇多視比例系數(shù)為5：1〔方位向5,距離向1。操作過程：SARscape->Basic->Multilooking影像多視化處理的結(jié)果如下：濾波操作過程：SARscape->Basic->Filtering->Single〔1Frost濾波Frost濾波的系數(shù)分別設(shè)置為9*9和21*21,進(jìn)行了濾波處理〔2Lee濾波：我將Lee濾波的參數(shù)設(shè)置為9*9,和Frost濾波進(jìn)行對(duì)比：Lee濾波Frost濾波Lee濾波Frost濾波由上面兩幅圖下個(gè)對(duì)比可得:經(jīng)過Lee濾波的圖像相比于經(jīng)過Frost濾波的圖像,整體上稍微變亮了,更為平滑,噪聲去除較為明顯。分析濾波影像問題：用濾波后的影像,分別尋找存在體散射、鏡面反射、透視收縮、陰影的地物目標(biāo),并對(duì)各種現(xiàn)象進(jìn)行描述。鏡面散射：平整的表面更容易在SAR圖像上表現(xiàn)為較暗的區(qū)域；如圖所示即為由水體造成的鏡面反射在雷達(dá)圖像上造成的暗面。體散射：粗糙的表面時(shí)常能夠得到更高的后向散射。透視收縮：雷達(dá)距山底的距離小于距山頂?shù)木嚯x,所以雷達(dá)波束先到山的底部,再到山的頂部,成像也是。假設(shè)山坡的長度為L,其斜距顯示的距離為Lr,很明顯,Lr<2,這種情況叫透視收縮。示意圖如下：疊掩：當(dāng)面向雷達(dá)的山坡很陡時(shí),出現(xiàn)山底比山頂更接近雷達(dá),因此在圖像的距離方向,山頂與山底的相對(duì)位置出現(xiàn)顛倒?？煞譃槿缦聝煞N情況：=1\*GB3①山坡較陡,雷達(dá)波速到達(dá)山底和山頂?shù)木嚯x一樣,山頂和山底同時(shí)被雷達(dá)接收,在圖像上只顯示為一個(gè)點(diǎn)。=2\*GB3②到山底的距離比到山頂?shù)拈L,山頂?shù)狞c(diǎn)先被記錄,山底的點(diǎn)后被記錄,距離向被壓縮了。這兩種情況都是疊掩現(xiàn)象,也稱為頂點(diǎn)倒置或頂?shù)孜灰?。示意圖如下：陰影：沿直線傳播的雷達(dá)波束受到高面目標(biāo)遮掩時(shí)候,雷達(dá)信號(hào)照射不到的部分引起SAR圖像的暗區(qū),就是陰影。在上圖中可以看出,紅色框中為鏡面散射,藍(lán)色框中為體散射,黃色框中為透視收縮,紫色框中為陰影。下面是各種情況的詳細(xì)圖：1.5地理編碼和輻射定標(biāo)SAR系統(tǒng)是測(cè)量發(fā)射和返回脈沖的功率比,這個(gè)比值〔就是后向散射被投影為斜距幾何。由于不同SAR傳感器或者不同接收模式,為了更好的對(duì)比SAR圖像幾何和輻射特征,需要將SAR數(shù)據(jù)從斜距或地距投影轉(zhuǎn)換為地理坐標(biāo)投影〔制圖參考系。操作過程：SARscape->Basic->Geocoding->GeocodingandRadiometricCalibration。地理編碼和輻射定標(biāo)之后的結(jié)果如下：1.6配準(zhǔn)覆蓋同一地區(qū)的多幅雷達(dá)影像,如要進(jìn)行時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、多時(shí)相濾波處理等,需要進(jìn)行圖像間的配準(zhǔn)處理。配準(zhǔn)處理要斜距幾何,并且各個(gè)圖像采用相同的接收幾何。配準(zhǔn)不同于地理編碼,地理編碼是將每個(gè)像素從斜距幾何轉(zhuǎn)化為地圖投影。操作過程：SARscape->Basic->Coregistration。配準(zhǔn)之后的結(jié)果如下：InSAR生成DEM對(duì)于要進(jìn)行干涉的兩幅影像,要現(xiàn)將其導(dǎo)入到ENVI中,再進(jìn)行基線估算和干涉圖的生成?；€估算打開基線估算面板：SARscape->Interferometry->BaselineEstimation干涉圖生成生成干涉圖：輸入兩景SLC數(shù)據(jù),輸出數(shù)據(jù)是經(jīng)過配準(zhǔn)和多視的兩景數(shù)據(jù)的干涉圖,和主從影像的強(qiáng)度圖。對(duì)該數(shù)據(jù)集,距離向?yàn)?方位向?yàn)?的多視,約可得到15米的地面分辨率。操作過程：SARscape->Interferometry->Interferogramgeneration->WithOutDEM,打開InterferometryGenerationwithoutDEM面板。完成干涉后的圖像結(jié)果顯示如下：去平處理操作過程：SARscape->Interferometry->Interferogramgeneration->InterferogramFlattering去平之后的圖像處理如下：自適應(yīng)濾波及相干性計(jì)算對(duì)生成的干涉圖〔_dint進(jìn)行濾波,去掉由平地干涉引起的位相噪聲。同時(shí)生成干涉的相干圖〔描述位相質(zhì)量和濾波后的主影像強(qiáng)度圖。操作過程：SARscape->Interferometry->AdaptiveFilterandCoherenceGeneration->BoxcarWindow,打開AdaptiveFilterandCoherenceGenerationBoxcarWindow面板：自適應(yīng)濾波之后的圖像為：亮色區(qū)域相干系數(shù)加載相干性圖,打開CursorLocation/Value查看像元值,相干性系數(shù)分布在0-1,值越大說明該區(qū)域的相干性越高,值越小,表明該區(qū)域在兩個(gè)時(shí)相上發(fā)生了變化。白色區(qū)域的相干系數(shù)亮色區(qū)域相干系數(shù)白色區(qū)域的相干系數(shù)黑色區(qū)域的相干系數(shù)在InSAR數(shù)據(jù)處理中,相關(guān)系數(shù)是衡量圖像對(duì)的重要指標(biāo),它可以用來選擇數(shù)據(jù)對(duì),也可用來評(píng)價(jià)圖像是否已經(jīng)配準(zhǔn)。由上面兩幅圖對(duì)比可得,在較黑的區(qū)域相干性趨近于0,在較亮的區(qū)域相干性趨近于1。這是因?yàn)樵诤谏珔^(qū)域,雷達(dá)回波信號(hào)弱,信噪比非常低,故相干系數(shù)較小,而在亮色區(qū)域卻恰好相反。相位解纏干涉相位只能以2π為模,所以只要相位變化超過了2π,就會(huì)重新開始和循環(huán)。相位解纏是對(duì)去平和濾波后的位相進(jìn)行相位解纏,解決2π模糊的問題。操作過程：SARscape->Interferometry->PhaseUnwrapping,打開PhaseUnwrapping面板相位解纏后的圖像如下:選擇GCP加載并顯示ASA_0006_pwr圖像,利用ENVI的矢量工具選擇控制點(diǎn),菜單Vector->CreateNewVectorLayer->UseRasterImageFile,選擇ASA_0006_pwr文件作為選擇控制點(diǎn)的基準(zhǔn)文件,單擊OK,輸入矢量圖層的名字以及輸出路徑。操作過程：在VectorParameters面板,選擇Mode->AddNewVectors;

在VectorParameters面板,選擇Mode->Point為NewVectorsType;然后進(jìn)行選點(diǎn)操作；右圖中藍(lán)色框中的紅色點(diǎn)即為已經(jīng)選擇采集好的控制點(diǎn)下面是將矢量控制點(diǎn)導(dǎo)入SARscape,操作過程：SARscape->Tools->GenerateGroundControlPointFile軌道精煉和重去平操作過程：SARscape->Interferometry->RefinementandReflattening,打開軌道精煉和重去平面板重去平后的輸出結(jié)果_reflat_dint和_reflat_upha加載到波段列表中：重去平之后的圖像為：相位高程轉(zhuǎn)換這一步是將經(jīng)過絕對(duì)校準(zhǔn)和解纏的實(shí)際位相,結(jié)合合成位相,轉(zhuǎn)換為DEM并進(jìn)行地理編碼。生成進(jìn)行了地理編碼的DEM文件、相干圖像,還有在數(shù)據(jù)鑲嵌中會(huì)用到的兩個(gè)圖像精度圖像和分辨率圖像。操作過程：SARscape->Interferometry->PhasetoHeightConversionandGeocoding,打開>PhasetoHeightConversionandGeocoding面板：相位轉(zhuǎn)高程的DEM圖如下：由上面的圖可以明顯的看出地形,因此這次的實(shí)驗(yàn)還算比較成功。思考題下圖是