背景:项目需要遥感影像比对25年汛前汛后大坝变化,数据处理交给才疏学浅的我,那我也只能拍拍胸脯和鸭子,抓紧上架。有问题欢迎指出

1.合成孔径雷达(SAR)数据获取

哨兵一号传感器是C波段的合成孔径雷达,它特点是全天时全天候。

大模型说25年汛期在7.15-8.15,于是划定范围选择查询了7.10-8.20的数据

我们可以从nasa:ASF Data Search或者欧空局Copernicus Browser获得。

SAR数据选择两点认知

1.1多极化数据,有VV和VH两个波段通道。

在项目中我选择了VV

VV (垂直发射、垂直接收)

  • 对光滑水体:回波低(接近黑色)。

  • 对坚硬人工结构(大坝、建筑、裸岩):回波强烈。

  • 对地形变化敏感,纹理清晰。

  • 更适合 工程目标监测(大坝、桥梁、城市基础设施)。

VH (垂直发射、水平接收,交叉极化)

  • 对植被覆盖:回波更强,能突出植被分布。

  • 对人工结构:响应较弱。

  • 噪声水平比 VV 高一些。

  • 更适合 生态/环境监测(植被、湿地等)。

1.2.不同处理级别产品

Level-0

  • 内容:未处理的原始雷达回波数据(原始脉冲回波)。

  • 用途:科研机构或开发者用来进行自定义处理(如自定义成像模式或新的算法)。

  • 特点:体积大、难直接应用,普通用户很少使用。


Level-1

分为两类:

1. SLC (Single Look Complex)

  • 内容:复数影像,包含幅度和相位信息。

  • 分辨率:约 5 m(IW 模式下)。

  • 用途:

    • 干涉测量(InSAR) → 地表形变监测(如大坝沉降)。

    • 精细散射体分析。

  • 特点:能保持相位信息,便于精确量测。

2. GRD (Ground Range Detected)

  • 内容:幅度影像,投影到地面距离坐标系,已检测(不包含相位信息)。

  • 分辨率:10–40 m(取决于模式和多视处理)。

  • 用途:

    • 目标检测、变化监测、洪水范围识别。

    • 一般用户可视化和 GIS 应用。

  • 特点:数据量较小,直接可用于地图展示。

3. GRD-COG (Cloud Optimized GeoTIFF)

  • 内容:和 GRD 相同,但以 云优化 GeoTIFF 格式存储。

  • 用途:更方便在线访问和大数据云平台处理。

  • 特点:不需要完整下载,可以按需读取局部区域。


Level-2 OCN (Ocean)

  • 内容:从 SAR 数据反演得到的海洋参数,包括:

    • 海面风场(风速、风向)

    • 海流特征

    • 海浪参数(谱宽、方向)

  • 用途:海洋环境监测、风能评估、气候研究。


ETAD (Enhanced Timing Annotation Data)

  • 内容:增强定时数据,包含更精确的轨道和时间信息。

  • 用途:提升 InSAR、定位精度,在毫米级形变监测(如大坝、地震形变)中非常关键。


Auxiliary Data Files (辅助数据文件)

  • 内容:卫星运行的支撑数据,包括:

    • 轨道文件(Precise Orbit Ephemerides, POE)

    • 星历数据(RESORB, ORESORB)

    • 校准参数(天线模式、仪器参数)

  • 用途:配合 L1/L2 产品,完成高精度辐射定标、几何校正和干涉处理。

我这里的需求是简单对比查看前后变化,因此选用GRD数据

2.处理软件

snap软件下载地址:SNAP Download – STEP

3.处理过程

3.1.软件打开压缩包

3.2.从bands文件夹找到AmplitudeVV打开查看

3.3辐射定标

Radar-Radiometric-Calibrate

在Progressing Parameters中选择VV

3.4地面辐射校正

Radar - Geometric - Terrian Correction - Range-Dopper Terrain Correction

在Progressing Parameters的Digital Elevation Model中选择SRTM 1Sec  HGT

3.5几何校正-投影

Radar - Geometric - Ellipsoid Correction - Geolocation Grid

选投影坐标系

3.6斑点滤波

Radar - Speckle Filtering - Single Product Speckle Filtering

选Lee滤波

3.7使用shp裁剪

3.8输出export - tiff

3.90909补充:GraphBuilder

熟悉了上面的操作可以进行批处理tool-GraphBuilder

生成窗口原本只包含Read和Write,空白处点击右键可添加操作节点,下面文本框可对每一节点的参数进行设置

操作参考文献:项目文件预览 - 遥感技术教程SNAP应用指南-Sentinel-1与Sentinel-2数据预处理完全手册:本资源是专为遥感数据分析人员及研究人员设计的一份详尽指南,聚焦于欧洲航天局的哨兵(Sentinel)系列卫星数据处理,特别是针对Sentinel-1的合成孔径雷达(SAR)数据与Sentinel-2的光学遥感数据。通过本指南,您将能够掌握使用ESA的免费软件——Sentinel Application Platform (SNAP)进行高效率数据预处理的核心技能 - GitCode

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