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在SNAP中用sentinel-1数据做InSAR测量,以门源地震为例

在SNAP中用sentinel-1数据做InSAR测量,以门源地震为例

在SNAP中用sentinel-1数据做InSAR测量,以门源地震为例

  • 0 写在前面
  • 1 数据下载
  • 2 处理步骤
    • 2.1 split
    • 2.2 apply orbit 导入精密轨道
    • 2.3 查看数据的时空基线base line
    • 2.4 back-geocoding 配准
    • 2.5 Enhanced Spectral Diversity
    • 2.6 Deburst
    • 2.7 Interogram Formation 生成干涉图
    • 2.8 Multilook 多视
    • 2.9 Goldstein Phase Filtering 相位滤波
    • 2.10 Subset(可选)
    • 2.11 snaphu中的解缠处理
      • 2.11.1 snaphu--export 输出为snaphu文件
      • 2.11.2 Snaphu-unwrapping 解缠(GUI图形界面)
      • 2.11.2 Snaphu-unwrapping 解缠(terminal)
      • 2.11.3 snaphu-Import,导入解缠好的文件
    • 2.11 Phase to Dispalcement相位转形变
    • 2.12 导出成果为tif

0 写在前面

  • SNAP版本为8.0.0
  • snaphu的安装请参阅博文在SNAP中用sentinel-1数据制作DEM

1 数据下载

  1. SAR数据:
    使用sentinel-1数据,均为下行(Des)数据,数据下载请参阅
    哨兵-1 Sentinel-1数据下载(ASF)
    哨兵-1 Sentinel-1数据下载(欧空局)
    • 具体的数据名称为:

S1A_IW_SLC__1SDV_20211229T231926_20211229T231953_041230_04E66A_3DBE *Des
S1A_IW_SLC__1SDV_20220110T231926_20220110T231953_041405_04EC57_103E *Des

  1. DEM数据:
    使用的DEM数据为欧空局COP 30m
    下载方法请参阅QGIS下载各种DEM的插件(SRTM 90m/30m -ALOS 30m -Cop 30m/90m-NASADEM Global DEM)
    当然了,你也可以使用SRTM,如果网络条件好,SNAP也会自动下载DEM,包括上述数据。

  2. 精密轨道数据
    这个不必多说,一定是最精密的POEORB数据,SNAP会根据数据自动下载,如果想手动下载,请参阅3种方法下载Sentinel-1精密轨道数据

2 处理步骤

  • 把数据压缩包拖进SNAP
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2.1 split

  • 工具路径为Radar--Sentinel-1 TOPS--S-1 TOPS Split
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  • 选择数据,两景都要做split
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  • 选择subswath、pol(极化)、burst。这里我选择的是IW2、VV极化、2-7bursts,所有数据的设置要一致。选择brust的时候,鼠标拖动两遍的三角形,就可以移动位置了。设置好后点击RUN即可。
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2.2 apply orbit 导入精密轨道

  • 工具路径Radar--Apply Orbit File
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  • 选择Sentinel Precise(Auto Download)
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2.3 查看数据的时空基线base line

  • 工具路径Radar--Interferometic--InSAR SAtack Overview在SNAP中用sentinel-1数据做InSAR测量,以门源地震为例
  • 点击Add Opened(我打开的是_orbit数据),再点击Overview,可以看到时间基线(Btemp)12天,空间基线(Bperp)56.64米,模拟相干系数(Modeld Coherence)0.94,说明还不错,当然,做形变的空间基线越短越好。
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2.4 back-geocoding 配准

  • 工具路径:Radar--Coregistration--S1 TOPS Coregistration--S-1 Back Geocoding
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  • 添加数据,第一行为主影像。如果数据较多,请结合上一节的时空基线选择主影像。
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  • 选择参考DEM,精度越高越好,可以自动下载,也可以选择电脑上已经下载好的DEM,这里我选择的是自动下载COP30。
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2.5 Enhanced Spectral Diversity

  • 工具路径 Radar--Coregistration--S1 TOPS Coregistration--S1 Enhanced Spectral Diversity
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    默认即可

2.6 Deburst

就是把这些burst的缝接起来
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  • 工具路径Radar--Sentinel-1 TOPS--S-1 TOPS Deburst
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2.7 Interogram Formation 生成干涉图

  • 工具路径Radar--Interferometic--Products--Interferogram Formation
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  • 去平地相位、去地形相位;如果想制作DEM,则不需要去地形相位,参阅博文在SNAP中用sentinel-1数据制作DEM
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  • 近乎完美的蝴蝶纹
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2.8 Multilook 多视

  • 工具路径:Radar--SAR Utilities--Multilook
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  • 多视比默认为4:1,地距分辨率大概为14m
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2.9 Goldstein Phase Filtering 相位滤波

  • 工具路径Radar--Interferometic-Filtering--Goldstein Phase Filtering
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2.10 Subset(可选)

  • 工具路径Radar-Subset
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  • 参照flt之后的缠绕相位的图片,裁剪研究区,设定好范围之后,其他默认。
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  • 这是裁剪之后的范围
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  • 将裁剪后的成果save as。
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2.11 snaphu中的解缠处理

snaphu的安装请参阅博文在SNAP中用sentinel-1数据制作DEM

2.11.1 snaphu–export 输出为snaphu文件

这个意思是把数据导出成snaphu能处理的格式,所以这里文件夹的命名就要有snaphu相关的字符。导出之后要到文件夹中找到相关文件

  • 工具路径Radar--Interferometic--Unwrapping--Snaphu Export
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  • 设置导出路径,注意看这里的几个参数,包括分块、同时处理的块的数量、块之间的重叠,如果分块太多,块之间的重叠面积太小,可能会因为相位孤岛而导致解缠失败。当然,分块数量也是和电脑性能有关的,如果电脑性能若,就分块多一些,如果电脑性能好,就分块少一些,不管怎么分块,都要设置合适的重叠

  • 这里我设置了两中不同的参数:

      1. 第一个是分成10*10=100块,同时处理4块,块间重叠为100
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    1. 第二个是分块1*1=1,此时同时处理块数和块间已经无意义。

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如果不分块,只有一块的话,处理时间可能比较久。

2.11.2 Snaphu-unwrapping 解缠(GUI图形界面)

  • 工具路径Radar--Interferometic--Unwrapping--Snaphu-unwrapping
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  • 选择phase开头的snaphu.img格式的文件
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  • 这里解缠后导出的路径一定要精确到UnwPhase开头snaphu.hdr结尾的文件所在的文件夹。
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  • 解缠耗时较长,黑色界面会显示解缠进程。
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2.11.2 Snaphu-unwrapping 解缠(terminal)

  • linux系统
  • 在之前snaphu–export的文件夹中打开terminal
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  • 打开snaphu.conf文件,复制snaphu -f …… 这一行,在terminal中粘贴并执行。
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2.11.3 snaphu-Import,导入解缠好的文件

  • 工具路径 Radar--Interferometic--Unwrapping--Snaphu Import
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  • 1- Read-Pahse选择之前做好的flt文件
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  • 2- Read-Unwrapped-Phase选择上一步解缠后的UnwPhase开头snaphu.hdr结尾的文件
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  • 3-snaphuimport默认
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  • 4- Write 选择写入路径,就是转换成snap格式。
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  • 可见,S1A_IW_SLC__1SDV_20211229T231953_20220110_unwrapped.dim就是解缠后的SNAP格式的文件。
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- 解缠结果

  • 上文提到的第一种分块4*4=16的解缠结果,重叠100,可见解缠结果不太好
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  • 上文提到的第二种分块6*6=36的解缠结果,效果较好。但是这种设置是看电脑配置(尤其是内存)和数据量的,所以要多试试,且相同配置,在不同时候也看跑出不同的结果,这也是snaphu有时候的bug。
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2.11 Phase to Dispalcement相位转形变

  • 工具路径
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2.12 导出成果为tif

  • 点击数据名称(displacement),点击左上角的file–export–GeoTIFF/BigTIFF,选择文件夹,导出即可。
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