Доступно с лицензией Image Analyst.
Перед тем, как снимок с радиолокатора с синтезированной апертурой 1 уровня можно будет использовать для визуализации или анализа, он должен быть обработан. Cреди проблем, которые необходимо решить, - обновление данных об орбите, устранение тепловых шумов, калибровка для получения значимой величины обратного рассеяния, уменьшение спеклов, устранение радиометрических и геометрических искажений, а также рендеринг изображений с большим диапазоном значений. Обработка, которую необходимо выполнить, зависит от датчика и уровня обработки.
Набор инструментов Радиолокатор с синтезированной апертурой в наборе инструментов Image Analyst содержит восемь инструментов, которые можно использовать для создания откалиброванных, скорректированных с учетом рельефа местности, готовых к анализу данных изображений с поддерживаемых датчиков SAR.
| Инструмент | Описание |
|---|---|
Загружает обновленные файлы орбиты для входных данных радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR). | |
Обновляет орбитальную информацию в наборе данных радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR), используя более точный векторный файл состояния орбиты (OSV). | |
Исправляет помехи обратного рассеяния, вызванные тепловым шумом во входных данных радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR), что обеспечивает более плавное изображение. | |
|
Преобразует отражательную способность входного радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR) в физические единицы нормализованного обратного рассеяния путем нормализации отражательной способности с использованием базовой плоскости. | |
Корректирует входные данные радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR) с учетом радиометрических искажений, вызванных топографией. | |
Корректирует входные данные радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR) на наличие спеклов, которые являются результатом когерентного освещения, напоминающего зернистость или эффект соли с перцем. | |
Ортотрансформирует входные данные радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR), используя алгоритм обратного геокодирования с доплеровским диапазоном. | |
Преобразует масштабирование входных данных изображений радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR) между амплитудой и интенсивностью, а также между линейными величинами и децибелами (дБ). |
Загрузка и применение векторов состояния орбиты
Точность радиометрических и геометрических поправок рельефа зависит от имеющихся векторов состояния орбиты (OSV). Большинство датчиков SAR содержат OSV в метаданных своего продукта. В зависимости от датчика, может потребоваться обновить OSV до более точной версии, которая обычно доступна в течение от нескольких часов до нескольких недель с момента получения изображения.
Для поддерживаемых датчиков инструмент Загрузить файл орбиты позволяет найти и загрузить соответствующий файл OSV. Инструмент Применить коррекцию орбиты использует этот загруженный файл OSV для обновления метаданных продукта SAR.
Удаление тепловых шумов
Изображения SAR искажаются аддитивным тепловым шумом. Тепловой шум наиболее заметен на изображениях с низким обратным рассеянием, например, в канале с перекрестной поляризацией (VH, HV), для которого характерно более узкое распределение обратного рассеяния.
Датчики, которые получают данные в режиме Terrain Observations with Progressive Scans (TOPS), такие как Sentinel-1 и ICEYE, могут показывать различные уровни тепловых шумов при сканировании отдельных подзон. Этот тип теплового шума обычно проявляется в виде резкого контраста между сканами этих подзон.
Для устранения теплового шума, производимого поддерживаемыми датчиками, инструмент Удалить тепловой шум использует метаданные продукта SAR.
Радиометрическая калибровка
Инструмент Применить радиометрическую калибровку использует метаданные этого продукта SAR для получения значимых значений обратного рассеяния. Радиометрическая калибровка - это процесс преобразования продуктов SAR из цифрового числа пикселов изображения (DN) в физическую величину интенсивности обратного рассеяния SAR на единицу площади. Существует три типа калибровки - бета-ноль (
), сигма-ноль (
) и гамма-ноль (
). Тип калибровки определяется площадью единицы измерения, используемой для калибровки.
Бета-ноль показывает отражательную способность радара на единицу площади в наклонной дальности и широко известен как коэффициент яркости радара.
Сигма ноль показывает отражательную способность радара на единицу площади в наземной дальности. Несмотря на то, что сигма-ноль является популярным вариантом описания отражательной способности, использовать его следует с осторожностью. Значения сигма-нуля варьируются в зависимости от угла падения, поэтому у объекта в ближнем диапазоне может быть другое значение сигма-нуля в дальнем диапазоне. При выполнении динамического по времени анализа или при обнаружении изменений с использованием сигма-нуля используйте изображения с того же датчика и с той же геометрией просмотра, чтобы убедиться, что изменения в сигма-нуле вызваны физическими процессами во времени, а не артефактами, возникающими вследствие различий в геометрии просмотра.
Гамма-ноль показывает отражательную способность радара на единицу площади в плоскости, перпендикулярной наклонной дальности. Он нормализуется с использованием угла падения относительно эллипсоида, поэтому обеспечивает значение измерения, не зависящее от диапазона. Если вы хотите использовать значения обратного рассеяния, чтобы отличать уникальные объекты на отдельном изображении, используйте гамма-ноль вместо сигма-ноль. Кроме того, используйте гамма-ноль, если необходимо выполнить динамический во времени анализ или обнаружить изменения с использованием изображений SAR с разных датчиков или разных геометрий обзора (по возрастанию или по убыванию). Гамма-ноль следует использовать в этих типах приложений только в том случае, если местность плоская.
Радиометрическое выравнивание рельефа
Из-за того, что датчики SAR направлены в стороны, объекты, обращенные к датчику, кажутся искусственно ярче, чем объекты, обращенные в сторону от датчика. Инструмент Применить радиометрическое сглаживание Terrain корректирует искусственные радиометрические значения, являющиеся результатом сложной топографии и геометрии обзора датчика.
С учетом входной цифровой модели рельефа (DEM) и обнаруженного входного продукта SAR, откалиброванного на бета-ноль, инструмент Применить радиометрическое сглаживание Terrain использует метод с диапазоном Доплера, чтобы рассчитать освещенную область и получить в результате гамма-нуль со сглаживанием рельефа. Кроме того, вы можете задать сигма-ноль с выравниванием рельефа, который нормализуется с помощью локального угла падения на основе ЦМР.
Дополнительным результатом является имитируемая область рассеяния. Эти выходные данные могут использоваться для получения представления о том, какое влияние оказывает ландшафт на калиброванные данные с не сглаженного рельефа.
Другим дополнительным результатом является маска геометрических искажений для определения пикселов, подвергшихся воздействию тени, ракурса, удлинения или расслоения. Выходные данные маски геометрических искажений позволяют маскировать выходные данные гамма-нуля с выравниванием рельефа или сигма-нуля в зависимости от типа геометрического искажения.
Последним дополнительным результатом является растр геометрических искажений, содержащий параметры наклона местности, угла обзора, коэффициента ракурса и локального угла падения. Параметры геометрического искажения позволяют получить данные, которые используются для сглаживания рельефа и определения пикселов, затронутых геометрическими искажениями.
Радиометрическое выравнивание рельефа необходимо выполнять для приложений, интерпретирующих одно изображение на любой местности, или для приложений, сравнивающих несколько изображений с разных датчиков или с одного и того же датчика с разной геометрией обзора над любой местностью.
Фильтрация спекл-шума
Изображения SAR характеризуются шумоподобными аномалиями, которые называются спеклами. Это неотъемлемое условие является результатом конструктивного и деструктивного вмешательства сигнала обратного рассеивания. Инструмент Фильтрация спекл-шума предлагает несколько спекл-фильтров, улучшающих отношение сигнал/шум изображения SAR. Доступны спекл-фильтры Lee, Enhanced Lee, Refined Lee, Frost, Kuan и Gamma MAP. Эти фильтры используют локальную статистику пикселов для оптимизации подавления спеклов при сохранении детализации объектов. Чтобы сохранить статистические свойства, необходимые для этих фильтров, рекомендуется применить инструмент Фильтрация спекл-шума перед геометрической коррекцией ландшафта, которая выполнит повторную выборку и перепроецирование данных.
Геометрическая коррекция ландшафта
Поскольку датчики SAR направлены в стороны, объекты, обращенные к датчику, выглядят сжатыми, в то время как объекты, обращенные в сторону от датчика, выглядят растянутыми. Инструмент Применить геометрическую коррекцию Terrain исправляет геометрические искажения, смещая пикселы в их правильное географическое положение.
В инструменте Применить геометрическую коррекцию Terrain используется подход range-Doppler и входная ЦМР для ортотрансформирования входного изображения SAR. Для большинства приложений рекомендуется использовать ЦМР с разрешением, близким к входным данным SAR или превышающим их. Для приложений, в которых ландшафт отсутствует, ввод ЦМР можно не выполнять. Инструмент Применить геометрическую коррекцию Terrain может использовать метод range-Doppler и сетку геолокации из метаданных продукта для того, чтобы ортотрансформировать входное изображение SAR.
Конвертация в децибелы
Заключительным шагом для подготовки готовых к анализу данных является преобразование безразмерной (линейной) интенсивности обратного рассеяния в децибелы (дБ). Инструмент Конвертировать единицы измерения SAR преобразует линейную интенсивность обратного рассеяния в децибелы с помощью простого логарифмического преобразования. Логарифмическое преобразование уменьшает диапазон значений интенсивности обратного рассеяния с целью улучшения визуализации и интерпретации изображения.