双影像 MTC 复合工作流

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双影像多时相相干性 (MTC) 复合工作流可使用合成孔径雷达 (SAR) 数据创建高亮显示表面变化和时态稳定性的三波段可视化。 它可以组合两种类型的信息:

  • 来自两次独立采集的辐射测量地形校正 (RTC) 反向散射,如红色和绿色波段。
  • 相同的两次采集之间的相干性,如蓝色波段。

这种彩色合成对于识别雷达亮度(反向散射)或相位相似性(相干性)发生变化,或者两者都发生变化的区域非常有用。 它对于探测土地覆盖变化、监测基础设施、绘制地表湿度变化以及评估植被生长或干扰特别有帮助。

数据前提条件

此工作流需要以下数据:

  • 此过程需要 2 个覆盖同一感兴趣区域的 SAR 影像
  • 两个输入必须具有相同的传感器模式、轨迹(升序或降序)和极化。 如果输入是 Sentinel-1 TOPS,则它们都需要具有相同的子条带。
  • 与 SAR 图像重叠的 DEM,将用于处理和创建精确的配准和地形校正数据。

处理概览

首先,SAR RTC 工作流需要在两个 SAR 场景上运行以创建经辐射测量地形校正的反向散射数据,以分贝 (dB) 为单位。 这两个输出将用作红色和绿色输入波段。

接下来,在 SAR 影像对上运行相干性工作流。 该步骤会估计两个场景之间的干涉相干性。 如果使用 Sentinel-1,请确保在计算相干性之前应用精确的轨道校正。 在相干性栅格上使用应用几何地形校正工具,使其与 RTC 反向散射输出匹配相同的地图几何。

创建 MTC 复合

通过组合两个经过处理的 SAR RTC 栅格和一个相干性栅格,生成多时相相干性工具可以创建双影像 MTC RGB 复合。 在运行工具之前,所有这些栅格都需要进行几何对齐。 可以选择为输入应用水或覆盖/阴影掩膜,使其更易于解释。

双影像 MTC RGB 复合使用以下输入结构。

波段收购处理波段源单元

红色波段

场景 1(参考)

SAR RTC 工作流

反向散射

dB

绿色波段

场景 2(次要)

SAR RTC 工作流

反向散射

dB

蓝色波段

SAR 像对

相干性工作流

一致性

没有单位,相干性范围在 0 到 1 之间。

解释

合成中的每种颜色反映了表面亮度(反向散射)和相位稳定性(相干性)的组合。 解释依赖于理解不同的土地覆盖在不同时间对雷达信号的反应。

下表解释了如何解释 MTC RGB 复合输出。

颜色波段值解释

白色

红色 - 高反向散射

绿色 - 高反向散射

蓝色 - 高反向散射

明亮而稳定的散射体,日期之间具有高度的时态相似性。

这在建筑物、岩石和干燥裸露地表中很常见。

红色 - 高反向散射

绿色 - 高反向散射

蓝色 - 低反向散射

在两个场景之间去相关的明亮目标。 辐射度仍然较高,但相位稳定性下降。

这在植被变化、移动机械、破碎波和建筑中很常见。

青色

红色 - 中到高反向散射

绿色 - 非常高反向散射

蓝色 - 中到高反向散射

从场景 1 到场景 2,反向散射增加,同时保持相当的相干性。

这在相似几何下的表面润湿或粗糙化中很常见。

洋红色

红色 - 非常高反向散射

绿色 - 中到高反向散射

蓝色 - 中到高反向散射

从场景 1 到场景 2,反向散射减少,去相关有限。

这在相似几何下的表面干燥或平滑中很常见。

深色 / 黑色

红色 - 低反向散射

绿色 - 低反向散射

蓝色 - 低反向散射

存在低反向散射和低相干性。

这在开阔水域、深阴影或明显的对版不准中很常见。

注:

在某些情况下,解释可能会有所不同,应谨慎对待,并采用附加信息提供支持。

处理注意事项

以下是一些重要处理注意事项,以确保准确的结果和正确的可视化:

  • 在两个场景的 SAR RTC 工作流中使用相同的参数。 其中包括诸如 DEM、校准模型、多视等参数和其他相关选项。
  • 在相干性估算之前确保精确配准;对版不准会降低相干性并引入错误的变化。
  • 对于植被分析,可以保持较短的时间基线;可以是几天或几星期。 您可以为结构变化检测使用较长的基线。
  • 使用停留或阴影掩膜以防止将雷达几何伪影错误地解释为表面变化。
  • 如果相干性一致较低,则重新检查配准、基线和采集兼容性的准确性。
  • 如果蓝色波段有噪声,则增加相干性窗口大小。

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