6. Analiza InSAR Koregistracja: jest to proces niezbędny/najważniejszy dla całej analizy interferometrycznej. Od dokładności tego procesu zależy jakość wykonanej analizy. 6.1. Wczytywanie obrazu: Pierwszym krokiem jest otwarcie (zaimportowanie) obrazów radarowych do SNAPa File Open Product. Dla każdego obrazu są pliki z rozszerzeniem.data i.dim. Wybierz oba z rozszerzeniem.dim. Po zaimportowaniu obrazów wybierz Radar Interferometry InSAR Stack Overview: Add Opened i na dole Overwiew. Wybrany zostanie obraz typu master i slave i na tej podstawie policzone zostaną parametry: Bperp [m] odległośc bazowa Height Ambg [m] -??? zapisz te wartości, będą potrzebne po wykonaniu analizy interferometrycznej. 6.2. Koregistracja obrazów dla satelitów ERS1/2, RadarSAT1/2, CosmoSkyMed,ALOS1/2 itd: Aby wykonać koregistracje obrazów radarowych wybierz Radar Coregistration Coregistration ProductSet-Reader: użyj narzędzia Add Oppened (zaznaczone na czerwono). Aby obrazy muszą już zostać zaimportowane do SNAPa. zadziałało
CreateStack: Znalezienie optymalnego obrazu master odbywa się poprzez kliknięcie Find Optimal Master. W drugiej kolejności należy zmienić parametry Resampling Type dowolne za wyjątkiem NONE i Output Extents Minimum. Cross-Correlation: etap kluczowy. Dobór parametrów ma wpływ na jakość procesu. Number of GCPs: zwykle wartości od 200-2000 w zależności od rozmiaru zdjęcia i jakości pary interferometrycznej. Coarse Window Width/Height, Fine Window Width/Height: rozmiar okna przeszukiwania, zależne od pary interferometrycznej. Coherence Threshold: poziom koherencji uznawany za dobry. Wartości z przedziału (0,1]. Max Iterations: wystarczy 1 lub 2. Wyższe wartości dla bardziej skomplikowanych analiz gdzie obrazy radarowe są bardzo zaszumione. W pierwszej kolejności zastosować parametry jak na obrazie.
Warp: RMS Threshold: próg dopasowania metodą najmniejszych kwadratów, mówi o dokładności dopasowania. Warp Polynomial Order: rząd wielomianu do obliczenia krzywej przesunięcia obrazów. Wartość 1 mówi o tym, że przesunięcie obrazów jest liniowe. Dla zestawów danych zaszumionych należy wybrać wyższe wartości. Interpolation Method: metoda interpolacji: każda oprócz liniowej jest dobra. Wpływa na czas obliczeń. Write: wybierz własny katalog, nazwę wyniku i format zapisu jako BEAM-DIMAP 6.3. Generowanie Interferogramu. Polega na obliczeniu różnicy faz obu zdjęć a następnie wykonywane jest spłaszczenie interferogramu czyli pozbycie się wpływu krzywizny Ziemi na wynik. Zostaw parametry domyślne. Wynik powinien być podobny do obrazka poniżej, widać na nim charakterystyczne prążki interferometryczne.
6.4. Filtracja: Filtracja Interferogramu: Radar Interferometric Filtering Goldstein Phase Filtering Adaptive Filter Exponent: wartości mniejsze to słabsza filtracja, wartość 1 najmocniejsza. Window Size: rozmiar okna filtracji. 6.5. Korekcja terenu + nadanie geoodniesienia: Radar Geometric Terrain Correction Range Doppler Terrain Correction. W zakładce Processing Parameters zaznaczyć źródłowe kanały: Intensity..., Phase... i coh... Wyniki każdego kroku zapisywane są w katalogu roboczym zdefiniowanym przez studenta. Każdy krok pośredni zawiera plik z rozszerzeniem.dim (który wykorzystujemy przy wczytywaniu do SNAPa) oraz katalog z rozszerzeniem.data. W tym katalogu dla każdego produktu znajduje się plik z rozszerzeniem.hdr (jest to plik nagłówkowy w którym jest opis zdjęcia) oraz plik z rozszerzeniem.img (ten plik możemy wczytać do ArcMap). Proszę wczytać wyniki fazy interferometrycznej po nadaniu geoodniesienia do ArcMap.
6.6. Obliczanie wysokości na podstawie prążków interferometrycznych: Oblicz wysokość wulkanu Etna wiedząc, że zmiana fazy o wartość 2 pi daje zmianę wysokości opisaną wzorem: hamb= λ Rsin (θ) Bn gdzie: λ długość fali radarowej, R wysokość orbity, θ kąt padania wiązkiradarowej, B n odległośc bazowa wysokość orbity wynosi ok 850 km, kąt padania wiązki wynosi pomiędzy 21 a 23 stopnie, odległość bazowa została sprawdzona na początku zajęć. Długość fali radarowej liczymy ze wzoru: λ [ m]= c [m/ s] f [ Hz ] dla satelitów ERS częstotliwość f = 5,3 GHz, c jest to prędkość światła (300 000 000 m/s) Mając wszystkie dane oblicz hamb i zastosuj wartość do obliczenia wysokości wulkanu. 6.7. Koregistracja obrazów Sentinel-1. Wczytaj obrazy Sentinel-1 analogicznie jak obrazy ERS. Sprawdź parametry: Bperp i Height Ambg.Na potrzeby zajęć obrazy zostały przycięte. Cała scena radarowa z satelity sentinel-1 zajmuje 4,9 GB a do jej przetworzenia potrzeba ok 28 GB pamięci RAM i trwa to do kilku godzin w zależności od procesora. Można jednak przetworzyć jedynie jej wycinek. Całe zdjęcie składa się z 3 części zwanych IW, każde IW składa się z 9 burstów. Na potrzeby zajęć przeliczymy tylko 3 bursty na których mamy wulkan Etna.
Obrazy na dzisiejsze zajęcia są już przycięte! Aby zmniejszyć ilość przetwarzanych danych należy wybrać narzędzie S-1 TOPS Split: i wybrać interesujący nas kawałek zdjęcia:
Koregistracja obrazów Sentinel-1 różni się od koregistracji zdjęć pozyskanych z innych satelitów. Wykorzystuje ona informacji o orbitach i cyfrowy model terenu: Należy więc każdemu obrazowi uaktualnić informacje o orbitach wykorzystując narzędzie Radar Apply Orbit File. Wykorzystać parametry domyślne. Po zaktualizowaniu orbit należy wykorzystać narzędzie Radar Coregistration S1 TOPS Coregistration S-1 Back Geocoding (do tego procesu wybrać 2 obrazy z aktualnymi orbitami) Parametry domyślne są OK. Po zakończeniu procesu koregistracji należy obliczyć intefrerogram (analogicznie jak w przypadku innych satelitów) Radar Interferometric Products Interferogram Formation. Wynik dalej będzie zawierał dziury w miejscach łączenia burstów. Aby je wyeliminować należy skorzystać z narzędzia: Radar Sentinel-1 TOPS S-1 TOPS Deburst Pozostałe kroki czyli filtracja, nadawanie geoodniesienia wykonujemy analogicznie jak w przypadku satelity ERS. Oblicz wysokość wylkanu analogicznie jak w przypadku satelity ERS, korzystając z parametru Heigh Ambg[m] (InSAR Stack Overview). Porównaj wyniki otrzymane z satelity ERS i Sentinel-1.