Workflow für ein MTC-Komposit aus zwei Bildern

Mit der Image Analyst-Lizenz verfügbar.

Der Workflow für ein Komposit mit multitemporaler Kohärenz (MTC) aus zwei Bildern ist eine Dreibandvisualisierung, die mit SAR-Daten (Synthetic Aperture Radar) Veränderungen auf der Oberfläche und deren zeitliche Stabilität zeigt. Dabei werden zwei Arten von Informationen kombiniert:

• Das RTC-Rückstreusignal (Radiometrically Terrain Corrected) aus zwei unterschiedlichen Aufnahmen wird für das rote und das grüne Band verwendet.
• Die Kohärenz der beiden Aufnahmen wird für das blaue Band verwendet.

Dieses Farbkompositbild eignet sich zur Erkennung von Bereichen, in denen sich entweder die Radarhelligkeit (Rückstreuung), die Phasenähnlichkeit (Kohärenz) oder beides verändert hat. Es eignet sich besonders gut zur Erkennung von Veränderungen der Landbedeckung, zur Überwachung von Infrastrukturen, zur Darstellung von Bodenfeuchteunterschieden auf einer Karte und zur Bewertung von Vegetationswachstum oder Störungen.

Datenvoraussetzungen

Für diesen Workflow sind folgende Daten erforderlich:

• Dieser Prozess erfordert zwei SAR-Bilder, die denselben Interessenbereich abdecken.
• Beide Eingaben müssen denselben Sensormodus, denselben Track (aufsteigend oder absteigend) und dieselbe Polarisation aufweisen. Bei Sentinel-1 TOPS-Daten müssen beide Eingaben denselben Teilstreifen aufweisen.
• Ein digitales Höhenmodell (DEM), das mit den SAR-Bildern überlappt und zur Verarbeitung sowie Erstellung genauer Koregistrierungs- und Terrainkorrekturdaten verwendet wird.

Überblick über die Verarbeitung

Der SAR-RTC-Workflow muss zuerst für beide SAR-Szenen ausgeführt werden, um Radiometric-Terrain-Corrected-Rückstreudaten in Dezibel (dB) zu erzeugen. Die beiden Ausgaben dienen als rote und grüne Eingabebänder.

Im nächsten Schritt wird der Kohärenz-Workflow für das SAR-Bildpaar ausgeführt. Dabei werden die interferometrische Kohärenz zwischen den beiden Szenen ermittelt. Bei der Verwendung von Sentinel-1 sollte vor der Berechnung der Kohärenz eine präzise Orbitkorrektur durchgeführt werden. Wenden Sie das Werkzeug Geometrische Terrainkorrektur anwenden auf das Kohärenz-Raster an, damit es mit der Kartengeometrie der RTC-Rückstreudaten übereinstimmt.

Erstellen des MTC-Kompositbildes

Mit dem Werkzeug Multitemporale Kohärenz generieren lässt sich ein MTC-RGB-Komposit aus zwei Bildern erstellen. Dazu werden die beiden verarbeiteten SAR-RTC-Raster zusammen mit einem Kohärenz-Raster kombiniert. Vor dem Ausführen des Werkzeugs müssen alle diese Raster geometrisch aufeinander abgestimmt werden. Zur einfacheren Interpretation können optional Wasser- sowie Überkippung- und Schattenmasken auf die Eingabedaten angewendet werden.

Für das MTC-RGB-Komposit aus zwei Bildern wird die folgende Eingabestruktur verwendet.

Band	Übernahme	Verarbeitung	Bandquelle	Einheiten
Rotes Band	Szene 1 (Referenz)	SAR-RTC-Workflow	Rückstreuung	dB
Grünes Band	Szene 2 (Sekundär)	SAR-RTC-Workflow	Rückstreuung	dB
Blaues Band	SAR-Paar	Kohärenz-Workflow	Kohärenz	Keine Einheiten, mit einem Kohärenzbereich zwischen 0 und 1.

Interpretation

Jede Farbe im Kompositbild zeigt eine Kombination aus der Oberflächenhelligkeit (Rückstreuung) und der Phasenstabilität (Kohärenz). Für die Interpretation ist es wichtig zu verstehen, wie unterschiedliche Landbedeckungen im Zeitverlauf auf Radarsignale reagieren.

In der nachstehenden Tabelle wird die Interpretation der MTC-RGB-Komposit-Ausgabe erläutert.

Farbe	Bandwerte	Interpretation
Weiß	Rot: hohe Rückstreuung Grün: hohe Rückstreuung Blau: hohe Rückstreuung	Ein heller und stabiler Streubereich mit hoher zeitlicher Ähnlichkeit zwischen Daten. Dies ist typisch für Gebäude, Felsen und trockenen, unbewachsenen Boden.
Gelb	Rot: hohe Rückstreuung Grün: hohe Rückstreuung Blau: geringe Rückstreuung	Helle Ziele mit Dekorrelation zwischen den beiden Szenen. Die Radiometrie blieb hoch, die Phasenstabilität nahm jedoch ab. Dies ist typisch für Vegetationsveränderungen, bewegliche Maschinen, brechende Wellen und Baustellen.
Cyan	Rot: mittlere bis hohe Rückstreuung Grün: sehr hohe Rückstreuung Blau: mittlere bis hohe Rückstreuung	Die Rückstreuung stieg zwischen Szene 1 und Szene 2 an, während die Kohärenz weitgehend erhalten blieb. Dies ist typisch bei der Benetzung oder Aufrauhung der Oberfläche bei ähnlichen Geometrien.
Magenta	Rot: sehr hohe Rückstreuung Grün: mittlere bis hohe Rückstreuung Blau: mittlere bis hohe Rückstreuung	Die Rückstreuung verringerte sich zwischen Szene 1 und Szene 2, mit nur geringer Dekorrelation. Dies ist typisch beim Trocknen oder Glätten der Oberfläche bei ähnlichen Geometrien.
Dunkel/Schwarz	Rot: geringe Rückstreuung Grün: geringe Rückstreuung Blau: geringe Rückstreuung	Sowohl die Rückstreuung als auch die Kohärenz sind niedrig. Dies ist typisch für offenes Wasser, tiefe Schatten oder starke Fehlregistrierung.

Hinweis:

Die Interpretation kann in bestimmten Fällen unterschiedlich ausfallen und sollte mit Vorsicht erfolgen. Zusätzliche Informationen sind dabei hilfreich.

Hinweise zur Verarbeitung

Im Folgenden finden Sie einige wichtige Überlegungen zur Verarbeitung, um genaue Ergebnisse und eine korrekte Visualisierung zu gewährleisten:

• Verwenden Sie im SAR-RTC-Workflow für beide Szenen identische Parameter. Dies umfasst Parameter wie das digitale Höhenmodell (DEM), das Kalibrierungsmodell, die Eigenschaft "Mehrere Sichten" sowie weitere wichtige Optionen.
• Vor der Schätzung der Kohärenz ist eine präzise Koregistrierung unerlässlich, da Fehlregistrierungen die Kohärenz reduzieren und falsche Änderungen verursachen können.
• Für die Vegetationsanalyse sollte die zeitliche Basislinie kurz gehalten werden, idealerweise zwischen wenigen Tagen und einigen Wochen. Für die Erkennung struktureller Veränderungen können längere zeitliche Basislinien verwendet werden.
• Verwenden Sie Überkippung- und Schattenmasken, um zu verhindern, dass Radargeometrie-Artefakte fälschlicherweise als Oberflächenveränderungen interpretiert werden.
• Bei durchgehend niedriger Kohärenz sollten die Genauigkeit der Koregistrierung, die Basislinien und die Kompatibilität der Erfassung nochmals überprüft werden.
• Bei Rauschen im blauen Band sollte die Größe des Kohärenzfensters erhöht werden.