前言

        欧空局开发的SNAP软件作为处理Sentinel-1雷达数据的开源平台,为D-InSAR技术的推广普及提供了有力支持。本文将基于SNAP v13,以两景Sentinel-1影像为核心数据源,系统介绍DInSAR技术的完整实现流程。
        全文内容涵盖数据准备、软件环境配置与D-InSAR处理流程三个关键环节,通过本文的实操指南,您将掌握使用SNAP软件实现从原始数据到形变结果的全流程处理方法,为地质灾害监测与城市沉降分析等领域的研究与应用提供可靠的技术支持。


一、数据准备

1.SAR数据:两景同一地区的S1A数据
本篇使用的两景数据为:
影像1:S1A_IW_SLC__1SDV_20250105T121424_20250105T121452_057309_070D2E_EF04;
影像2:S1A_IW_SLC__1SDV_20250117T121423_20250117T121451_057484_07141C_8E02;
这两幅影像是西藏定日县6.8级地震前后的影像数据

2.Dem数据、精密轨道数据均为SNAP自动下载
也可自行下载对应数据

二、软件环境配置

        为了正确重建地震形变场,需要将正切函数约束的缠绕差分相位,恢复至连续的形变相位,借用SNAPHU软件可以完成解缠处理。
1.选择工具:Tools->Plugins
搜索SNAPHU并安装;
在这里插入图片描述

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2.点击【Next】;
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3.重启软件,安装完成;
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三、D-InSAR处理流程

1.split

Radar->Sentinel-1 TOPS->S-1 TOPS Split
分别对两景数据做split,选择同极化(Sentinel-1选择VV)、覆盖研究区的IW及Brust。

注:两景数据分割的极化、IW及Brust需一致。

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2.更新精密轨道

Radar->Apply Orbit File
分别对刚刚生成的两幅影像定轨,为SAR卫星数据提供精确的卫星位置和速度信息,以消除因轨道数据不准确导致的几何误差和相位误差。

  • 典型的几何误差:配准失败导致的干涉失效;定位偏差导致定位系统偏移。
  • 典型的相位误差:残余平地相位(趋势面)

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3.配准

Radar->Coregistration->S1 TOPS Coregistration->S-1 Back Geocoding
将两幅或多幅在不同时间获取的SAR图像(参考图像和待配准图像)的像素在几何空间上精对齐(1/10像元精度)。

注:选择事发前为参考图像。

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在这里插入图片描述
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4.增强谱分集

Radar->Coregistration->S1 TOPS Coregistration->S1 Enhanced Spectral Diversity

注:ESD是SD方法的改进版本,适用于克服TOPS成像模式下相邻Brusts在距离向、方位向的相位不连续。

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5.Deburst

Radar->Sentinel-1 TOPS->S-1 TOPS Deburst
Sentinel-1 IW模式SAR数据是多条独立成像的Burst组成,相邻Brust之间在方位向存在50~100个像素重叠。
Deburst过程就是将这些扫描带之间的接缝“抹平”,将若干个小“SLC”拼接为大“SLC”。
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Deburst 效果对比图:
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注:若无精密轨道、或ESD配准失效,则易产生方位向干涉相位不连续,具体如下图所示。
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6. 生成差分干涉图

Radar->Interferometic->Products->Interferogram Formation
在这里插入图片描述

勾选此项的目的是:从干涉图中移除由地形起伏引起的相位信号,只保留我们真正关心的地表形变信号。
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干涉图结果:
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7.多视

Radar->SAR Utilities->Multilooking
基于视数进行时间域平均处理,通过牺牲影像空间采样分辨率,来提高SAR图像的信噪比,从而改善图像质量并便于后续分析。
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多视结果:
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8.相位滤波

Radar Interferometic->Filtering->Goldstein Phase Filtering
抑制干涉图中固有的随机噪声,使代表形变的相位条纹更加清晰、连续,为关键的相位解缠步骤提供可靠的数据基础。
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相位滤波结果:
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9. Subset 裁剪研究区

(可选,本次实验没做,仅供展示)
Radster->Subset
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根据需要对图像进行裁剪,拖动蓝框选择区域。
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10.snaphu解缠

10.1 输出为snaphu文件:Radar->Interferometic->Unwrapping->Snaphu Export
将SNAP内部的干涉图相位数据,转换为Snaphu这个专业解缠程序能够读取的专用文件格式,以便利用SNAPHU算法进行相位解缠。
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10.2 Snaphu-unwrapping 解缠:Radar->Interferometic->Unwrapping->Snaphu-unwrapping
为了将缠绕相位转换为连续相位,从而获得可用于形变反演提取的真实相位信息。
输入文件选择上一步导出的文件夹中名为“Phase_ifg_xxx.snaphu.img”的文件;输出文件夹选择该文件所在的文件夹。

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10.3 snaphu-Import导入解缠好的文件:Radar->Interferometic->Unwrapping->Snaphu Import
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页面1:选择之前做好的flt文件;
页面2:选择10.1那一步输出的文件夹中名为“UnwPhase_ifg_xxx.snaphu.hdr”的文件;其他默认;
页面4:修改目录,也可默认
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解缠结果:
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11. 相位转形变

Rader->interferometric->Products->Phase to Displacement
把已经解缠后的相位值转换为实际的地表形变(SNAP单位为米)
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选择上一个输出结果,参数默认,不要看文件前面的序号
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相位转形变结果:
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12.地形校正

Radar->Geometric->Terrain Correction->Range-Doppler Terrain Correction
利用DEM对影像进行地形校正,把 SAR 数据从斜距坐标精确纠正到地理坐标(如 WGS84),消除地形起伏造成的几何畸变,使影像具有正确的位置和尺寸。
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地形矫正结果;
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13.改变配方颜色并查看变量

页面左下角
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使用划线工具画图工具查看形变量
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结果展示:
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14.结果导出

File->Export->Geo TIFF/Big TIFF
导出tif格式
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关于我们

        河南地枢遥感科技有限公司专注星载 InSAR 技术产业化,致力于打通从卫星数据处理、核心算法研发到行业场景落地的“最后一公里”,构建起从算法到服务的全栈式解决方案。
        公司以自主可控的 InSAR 产品体系和专业技术服务为双轮驱动,围绕交通基础设施、能源电力、矿山与采空区等重点领域,提供毫米级地表形变监测、地质灾害预警与风险评估服务,帮助用户实现对大范围地质胁迫的早识别、早预警、早处置,支撑工程设施的安全运行和资产的精细化管理。


END

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