Анализ готовых данных (ARD) радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR) может осуществляться для обнаружения затопленных территорий. После того как вы сделаете данные Sentinel-1 Ground Range Detected (GRD) готовыми к анализу данными, вы сможете использовать их для анализа и интерпретации.
Готовые к анализу данные Sentinel-1 GRD двойной поляризации
В этом сценарии ураган вызвал затопление территорий вдоль побережья и внутри страны. Используя данные SAR ARD, полученные до и после урагана, вы сможете найти затопленные районы, анализируя обратное рассеяние для сополяризованного и кросс-поляризованного каналов. Низкие значения обратного рассеяния соответствуют темным цветам, а высокие - светлым. Наблюдаемое здесь обратное рассеяние специфично для данных SAR с волнами длин C-диапазона и может быть другим для других длин волн.
Тип рассеяния
Существует четыре основных типа рассеяния: двойное отражение, объемное, диффузное и зеркальное.
При двойном отражении сигнал, идущий от радара, один раз отражается от вертикальной цели и попадает на гладкую поверхность, а после этого, отражаясь от гладкой поверхности, возвращается обратно к сенсору. В этом случае поляризация не изменяется и вызывает сильное обратное рассеяние в сополяризованном полосе канале и низкое обратное рассеяние в кросс-поляризованном канале.
При объемном рассеянии радиолокационный сигнал многократно отражается от трехмерного объекта, случайным образом меняя поляризацию во время отражений. Объемное рассеяние имеет место в короткой или редкой растительности, такой как кусты, полукустарники и сельскохозяйственные культуры.
При диффузном рассеянии сигнал радара отражается один раз от шероховатой поверхности и рассеивается в различных направлениях. Чем более неровная поверхность, тем выше сополяризованное обратное рассеяние.
При зеркальном отражении, также называемом прямым рассеянием, электромагнитный сигнал отражается один раз от гладкой поверхности, отражаясь в направлении, перпендикулярном исходному сигналу.
Композитное псевдоцветное SAR-изображение
Обычный способ анализа SAR ARD с двойной поляризацией - создание композитного псевдоцветного изображения. Композитный цвет использует комбинации каналов для красного, зеленого и синего каналов для создания псевдоцветных изображений. Часто используемыми комбинациями SAR с двойной поляризацией являются: 1) VV для красного, VH для зеленого и VV/VH для синего каналов и 2) HH для красного, HV для зеленого и HH/HV для синего. Эти комбинации каналов полезны, потому что подчеркивают различия в рассеянии, что позволяет получить информацию о характеристиках поверхности. Эти комбинации также обычно позволяют показать леса и густые кроны деревьев зеленым, а водоемы - синим.
Инструмент Создать синтезированное цветное изображение позволяет создать изображение в псевдо цветах, задав RGB-каналы. Вы можете создать выражение алгебры каналов для каждого из параметров выражения каналов. Чтобы задать математические операции с каналами, используя названия каналов, выберите Названия каналов для параметра Метод. Используемая математика каналов будет зависеть от единиц измерения ваших входных данных SAR ARD. Если ваши входные данные SAR ARD выражены в линейных единицах, используйте VV для красного, VH для зеленого и VV/VH для синего. Если входные данные SAR ARD выражены в децибелах (dB), комбинацией каналов должна быть: VV для красного, VH для зеленого и VV-VH для синего.
Ниже показаны примеры цветовых комбинаций каналов до и после урагана с использованием R: VV, G: VH, B: VV-VH в децибелах. На цветных композитных изображениях водоемы, включая океан и реки, показаны темно-синим цветом, городские постройки — светло-желтым, растительность и лесные массивы — зеленым, а затопленная растительность на водно-болотных угодьях — розовым. Некоторые городские структуры также отображаются розовым.
Примечание:
При отображении изображений SAR ARD рекомендуется использовать тип растяжки гистограммы Стандартное отклонение со значением 1.
Интерполяция областей интереса
Четыре области интереса (AOI), которые будут интерпретироваться, описаны в следующей таблице:
AOI | Интерпретация |
---|---|
Более темные зеленые пикселы соответствуют диффузному рассеянию от травы. Темно-синие пикселы соответствуют зеркальному отражению от гладкой бетонной площадки и взлетно-посадочных полос аэродрома. Обратное рассеяние для этого региона одинаково на синтезированных цветных изображениях до и после урагана. Постоянное обратное рассеяние означает, что область на изображении не была затоплена после урагана. | |
Желтые пикселы , расположенные рядом с синими пикселями, соответствуют двойному отраженному рассеянию и объемному рассеянию от кораблей в порту. Желтые и белые пикселы соответствуют рассеянию с двойным отражением и объемному рассеянию от транспортных контейнеров, ориентированных перпендикулярно направлению обзора радара. Розовые пикселы на изображении, сделанном до урагана, соответствуют двойному отражению от городских построек в порту, которые ориентированы перпендикулярно направлению обзора радара. Эти пикселы розовые, а не желтые из-за небольшого объемного рассеяния, обусловленного редким расположением структур. Новые розовые пикселы на изображении, сделанном после урагана, соответствуют затопленной растительности. Эти пикселы вновь затопленных областей находятся на северном побережье и на юге - вдоль берегов реки . | |
Темно-синие пикселы соответствуют зеркальному рассеянию от постоянных водоемов. Обратное рассеяние не меняется на изображениях, полученных до и после урагана. | |
Светло-зеленые пикселы соответствуют объемному рассеянию от растительности. Розовые пикселы соответствуют объемному рассеянию от затопленной растительности заболоченных областей. На изображении, сделанном после урагана, число пикселов затопленной растительности из-за вызванного ураганом затопления стало большим - по сравнению с изображением, полученным до урагана. |