Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska. ćwiczenia II

Transkrypt

1 Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska ćwiczenia II

2 Satelitarna interferometria radarowa Sentinel-1 Toolbox owprowadzenie do programu Sentinel-1 Toolbox. Podczas zajęć wykorzystywane będę obrazy radarowe udostępnione przez firmę SmallGIS.

3 Program Sentinel-1 Toolbox Satelitarna interferometria radarowa Sentinel-1 Toolbox to darmowy program Europejskiej Agencji Kosmicznej do przetwarzania obrazów radarowych SAR. Program umożliwia m.in.: o wizualizację obrazów radarowych, o nadawanie geoodniesienia obrazom SAR, o filtrację, koregistrację obrazów SAR, o tworzenie cyfrowego modelu terenu, o tworzenie interferogramów. Program Sentinel-1 Toolbox umożliwia przetwarzanie obrazów SAR pozyskanych z satelitów: ERS-1, ERS-2, ENVISAT, TerraSAR-X, JERS-1, ALOS PALSAR, RadarSAT-2, Cosmo-Skymed Sentinel-1

4 Wprowadzenie do S1 Toolbox Satelitarna interferometria radarowa 1. Pobierz i rozpakuj dane: DANE 2 2. Otwórz program S1 Toolbox. 3. Wczytaj dane do programu File -> Open Raster Product.. 4. Utwórz projekt File -> New Project.. 5. Wyświetl kanały: Intensity_HH, Phase_HH Jak możesz zinterpretować wyświetlone obrazy?

5 Uaktualnianie informacji o orbicie Analiza InSAR w programie NEST Uwaga: Informacje o orbicie, które znajdują się w metadanych obrazu SAR są często niedokładne. Ich dokładność można zwiększyć na podstawie informacji zawartych w plikach (precise orbit file) tworzonych kilka dni/tygodni po pozyskaniu zobrazowania SAR. Pliki dostarczają danych na temat położenia satelity i jej prędkości w czasie pozyskiwania obrazu radarowego. Mogą one zostać automatycznie pobrane z różnego rodzaju serwerów (np. ośrodka DELFT).

6 Wprowadzenie do S1 Toolbox Satelitarna interferometria radarowa 6. Wyszukaj informacje o obrazie SAR. o Kiedy pozyskano analizowany obraz SAR? o Podaj numer orbity z której pozyskano obraz. o Podaj polaryzację w jakiej wykonano obraz. o Podaj wielkość analizowanej sceny radarowej. o Podaj współrzędne geograficzne sceny radarowej. o W jakim trybie ASCENDING czy DESCENDING pozyskano obraz? Co to oznacza?

7 Wprowadzenie do S1 Toolbox 7. Wyszukiwanie informacji o konkretnych kanałach. 8. Wyszukiwanie informacji dla konkretnego piksela obrazu SAR.

8 Wprowadzenie do S1 Toolbox 9. Wyznaczanie podobszaru do analizy (create subset) Proszę ustawić: Scene start X: 3560 Scene start Y: Scene end X: 9800 Scene end Y: 25250

9 Wprowadzenie do S1 Toolbox 10. Filtracja obrazów SAR Redukcja efektu plamkowania (ang. speckle filtering). Efekt plamkowania objawia się jako przestrzenna zmienność jasności sąsiednich pikseli (tzw. sól i pieprz) i jest typowy dla systemów koherentnych, gdzie wartość rejestrowanego sygnału jest wektorową sumą odbić od obiektów znajdujących się wewnątrz komórki rozdzielczości. (J. Kolecki, M. Badurska REDUKCJA EFEKTU PLAMKOWANIA NA OBRAZACH RADAROWYCH Z WYKORZYSTANIEM PROPAGACYJNO-SEPARACYJNEGO ALGORYTMU METODY NAJWIĘKSZEJ WIARYGODNOŚCI ) SAR Tools -> Speckle filtering -> Single Product Speckle Filter... Intensity_HH Przetestuj inne metody filtracji: Lee, Median,..

10 Wprowadzenie do S1 Toolbox Satelitarna interferometria radarowa 11. Sprawdź lokalizację sceny radarowej na mapie świata. View -> Tool Windows ->World Map/Beam World Map/ 3D View Czy można zauważyć coś interesującego?

11 Wprowadzenie do S1 Toolbox 12. Multilooking Obrazy SAR mają zazwyczaj kilkukrotnie ( ok. 5x) lepszą rozdzielczość w kierunku lotu satelity (azimuth direction) niż w kierunku zasięgu (range direction). Ta ich własność sprawia, że wczytane obrazy wydają się być rozciągnięte w kierunku zbliżonym do NS. Aby wyrównać rozdzielczość w obu kierunkach wykonuje się multilooking. SarTools -> Multilooking..

12 Wprowadzenie do S1 Toolbox 12. Nadawanie geoodniesienia. Geometry -> Terrain Correction -> Range-Doppler Terrain Correction..

13 Automatyczna koregistracja obrazów Uwaga: Proces koregistracji odgrywa kluczową role w procesie przetwarzania obrazów SAR metodą InSAR! Koregistracja polega na dopasowaniu geometrii zobrazowania SAR wykonanego później (slave image) do geometrii zobrazowania SAR wykonanego wcześniej (master image). Analiza InSAR w programie S1 Toolbox

14 Analiza amplitudy obrazów SAR Analiza amplitudy obrazów radarowych Cel: Wyznaczenie zasięgu powodzi, która miała miejsce w maju 2008 w Ekwadorze. Dane SAR: Obraz ENVISAT: Obraz ENVISAT: Pobierz i rozpakuj DANE 3

15 Analiza amplitudy obrazów SAR Zadanie 1 Zadanie 2 Dla wczytanych obrazów SAR przeglądnij zawartość katalogu Identyfication oraz wyświetl obraz Intensity z katalogu Bands. Przeglądnij metadane obrazów. Czy można wyświetlić obrazy fazy? 1. Sprawdź polaryzację, w jakiej wykonano zobrazowania. 2. Jakiego obszaru dotyczą analizowane obrazy radarowe? 3. Czy na obrazach radarowych widać zasięg fali powodziowej?

16 Zadanie 3 Analiza amplitudy obrazów SAR Wykonaj koregistrację obrazów /automatic coregistration/. Pozostaw parametry domyślne. Zauważ, że opcja Apply Fine Registration jest niedostępna. Jaka może być tego przyczyna? Zadanie 4 Do dalszej analizy wybierz tylko ten obszar sceny radarowej, który reprezentuje rejon najbardziej dotknięty powodzią. /create subset/

17 Zadanie 5 Analiza amplitudy obrazów SAR 1. Wyświetl amplitudę obrazu z 2008 roku. 2. Przejdź do okienka LayerManager. Do warstwy przedstawiającej obraz z 2008 roku dołącz obraz przedstawiające amplitudę z roku Zmieniając przeźroczystość można porównać obrazy.

18 Zadanie 6 Analiza amplitudy obrazów SAR W celu pokazania różnic pomiędzy analizowanymi obrazami należy utworzyć kompozycję RGB. Musimy mieć zatem trzy kanały, z których wykonana zostanie kompozycja. Trzeci kanał robimy z obrazu pozyskanego w roku Utilities -> Band Maths...

19 Zadanie 7 Analiza amplitudy obrazów SAR Tworzymy kompozycję RGB. View->Open RGB Image R amplituda z 2008 G amplituda z 2004 B amplituda z 2004 Zadanie domowe: Dlaczego zaproponowana kompozycja RGB jest najlepsza do detekcji obszarów zalanych?