Загрузка файла орбиты и применение коррекции орбиты
Сначала вы загрузите и откроете проект в ArcGIS Pro. Затем вы начнете подготовительную обработку изображений SAR, обновив информацию об их орбите.
Загрузка и открытие проекта
Вы загрузите проект, содержащий все данные для этого руководства, и откроете его в ArcGIS Pro.
- Загрузите файл Process_Sentinel_1_SAR_Data.zip и найдите загруженный файл на своем компьютере.
Примечание:
Большинство веб-браузеров по умолчанию скачивают все в папку Загрузки.
- Щелкните правой кнопкой файл Process_Sentinel_1_SAR_Data.zip и разархивируйте его на свой компьютер, например, на диск C.
Подсказка:
Если при разархивировании файла вы получаете сообщение об ошибке, говорящей о том, что имена файлов слишком длинные, попробуйте разархивировать его в папку с максимально коротким путем, например, C:\Projects\.
- Откройте извлеченную папку Process_Sentinel_1_SAR_Data и дважды щелкните файл Process_Sentinel_1_SAR_Data.aprx, чтобы открыть проект в ArcGIS Pro.
- При получении соответствующего запроса войдите под своей учетной записью организации ArcGIS или в ArcGIS Enterprise под учётной записью именованного пользователя.
Примечание:
Если у вас нет доступа к ArcGIS Pro или учетной записи организации ArcGIS, см. варианты доступа к программному обеспечению.
Откроется проект.
В настоящий момент карта содержит только топографическую базовую карту по умолчанию с центром на заливе Галвестон (шт. Техас). Изображение SAR, которое вы будете обрабатывать в этом руководстве, содержится в проекте. Вы добавите его на карту.
- Щелкните вкладку Вид на ленте. В группе Окна щелкните Панель Каталог.
Появится панель Каталог.
- На панели Каталог щелкните стрелку рядом с элементом Папки, чтобы раскрыть его. Точно так же раскройте Process_Sentinel_1_SAR_Data и Данные.
Папка Данные содержит все данные для этого руководства. Изображение SAR содержится в папке S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE.
Примечание:
Это изображение представляет собой продукт данных SAR Ground Range Detected (GRD) миссии Copernicus Sentinel-1 Европейского космического агентства и получено из Copernicus Open Access Hub. Вы можете узнать больше о SAR GRD и других продуктах SAR, обычно используемых для доставки изображений SAR в разделе Спутниковые данные SAR. Длинное имя папки продукта соответствует имени части для сцены. Подробнее о соглашениях об именах продуктов и файловой структуре папок в разделе Форматирование продуктов Level-1 вы можете узнать в справке ESA Sentinel.
- Разверните папку S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE, щелкните правой кнопкой manifest.safe и выберите Добавить к текущей карте.
Прежде чем изображение появится на карте, вы увидите окно с предложением построить пирамидные слои и вычислить статистику.
Пирамидные слои – это обзорные изображения с пониженным разрешением данных при различных масштабах, используемые для ускорения прорисовки. Для выполнения определенных задач с изображениями, таких как их отображение с растяжкой, требуются статистические данные.
Примечание:
Подробнее о построении пирамидных слоев и вычислении статистики.
- В окне Построить пирамидные слои и вычислить статистику убедитесь, что для Пирамид отмечена опция Построить. Убедитесь, что для Статистики отмечена опция Вычислить.
Подсказка:
В зависимости от ваших настроек ArcGIS Pro по умолчанию могут быть запущены одна или обе эти опции, не отображаясь в списке. Вы можете изменить эти настройки, щелкнув на ленте Проект, а затем выбрав Опции, Растры и изображения и Набор растровых данных.
- Нажмите OK.
Через несколько секунд на карте появится изображение.
Вы дадите слою более понятное название.
- На панели Содержание щелкните слой S6_manifest, чтобы выбрать его, и щелкните его еще раз, чтобы переключиться в режим редактирования. Введите Galveston_Bay_S1_GRD и нажмите Enter.
Подсказка:
Чтобы просмотреть дополнительную информацию об изображении SAR, щелкните правой кнопкой Galveston_Bay_S1_GRD, выберите Свойства и щелкните вкладку Источник.
Загрузка файла орбиты
При подготовке изображения SAR к анализу важным шагом является применение коррекции орбиты. Независимо от того, насколько точно настроена орбита спутника, местоположение спутника будет меняться. Это может быть связано с сопротивлением воздуха и солнечными ветрами, несовершенной сферой Земли, объясняемой неоднородным гравитационным полем, и другими крупными объектами Солнечной системы, которые отклоняют орбиту спутника своей гравитацией. Из-за этих смещений необходимы периодические корректировки, которые позволят удерживать спутник на правильном траектории. Таким образом, очень важно иметь самые актуальные орбитальные файлы, чтобы получить точное местоположение спутника во время получения изображения.
Вы загрузите обновленный файл вектора состояния орбиты (.osv), который содержит точную информацию об орбите, в частности, скорость и положение спутника Sentinel-1. Вы сделаете это с помощью инструмента Загрузить файл орбиты из набора инструментов Image Analyst. Прочитав метаданные изображения, инструмент идентифицирует соответствующий .osv-файл Sentinel-1 и загрузит его в локальную папку изображений.
- Щелкните вкладку Вид на ленте. В группе Окна щелкните кнопку Геообработка.
Откроется панель Геообработка.
- На панели Геообработка, щелкните вкладку Наборы инструментов.
- Разверните Инструменты Image Analyst и группу инструментов Радар с синтезированной апертурой.
Эта группа инструментов содержит инструменты геообработки SAR, которые вы будете использовать в этом руководстве.
- Щелкните инструмент Загрузить файл орбиты, чтобы открыть его.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD.
- Убедитесь, что для Типа орбиты выбран Sentinel Precise.
- Щелкните Запустить.
Файл орбиты загрузится в папку со входным изображением SAR.
Подсказка:
Для параметра Тип орбиты есть две опции OSV: Sentinel Precise и Sentinel Restituted. Восстановленные (Restituted) файлы .osv доступны через Европейское космическое агентство (ЕКА) в течение трех часов после получения изображения. Точные (Precise) файлы .osv доступны через ЕКА в течение трех недель после получения изображения. При наличии предпочтительнее использовать тип Sentinel Precise, который в 20 раз точнее, чем Sentinel Restituted. Подробнее об этих опциях вы узнаете в разделе Точные орбитальные продукты и требования. Файлы Sentinel-1 .osv загружаются из Copernicus Sentinels POD Data Hub.
Применение коррекции орбиты
Затем вы обновите орбитальную информацию в изображении SAR и файле .osv с помощью инструмента Применить коррекцию орбиты.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- В разделе Радар с синтезированной апертурой щелкните инструмент Применить коррекцию орбиты.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD.
- Убедитесь, что для параметра Входной файл орбиты выбран загруженный вами файл орбиты.
Подсказка:
Вы можете также выбрать файл орбиты на своем диске, щелкнув кнопку Обзор рядом с параметром Входной файл орбиты.
Выберите Проект, Папки, Данные и S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE. Файл орбиты называется S1B_OPER_AUX_POEORB_OPOD_20210309T091152_V20170821T225942_20170823T005942.EOF.
- Щелкните Запустить.
После запуска инструмента появится сообщение Применение коррекции орбиты выполнено. Новый слой не создается, а обновляется исходное изображение. Хотя эти изменения могут быть незаметны для глаз человека, этот шаг имеет важное значение для точности последующей обработки и анализа.
Примечание:
Цвет, в котором отображается это изображение, может выглядеть слегка измененным, но это никак не влияет на значения пикселей или остальные параметры рабочего процесса.
Подсказка:
Вы также можете увидеть изменения, которые произошли на диске. Откройте окно Microsoft File Explorer и найдите папку S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE. Вы увидите только что созданный файл manifest.safe.aux.xml. Этот файл можно открыть в любом текстовом редакторе, и будет видно, что метаданные были обновлены и содержат новую информацию о векторе состояния орбиты.
- На Панели инструментов быстрого доступа нажмите Сохранить проект.
В этой части рабочего процесса вы загрузили и открыли проект ArcGIS Pro. После этого вы загрузили файл .osv, содержащий точную информацию об орбите, и использовали его для применения коррекции орбиты к изображению SAR.
Выполнение обработки SAR
Затем вы примените несколько инструментов к изображению SAR, чтобы преобразовать его в готовый к анализу слой. Эти инструменты позволят удалить тепловой шум, выполнить радиометрическую коррекцию и радиометрическое выравнивание рельефа, удалить спекл-шум с изображения, применить геометрическую коррекцию рельефа и конвертировать единицы SAR.
Удаление теплового шума
Сначала вы исправите помехи отраженного рассеяния, вызванные тепловым шумом, чтобы получить более четкое отображение данных SAR. Для этого вы запустите инструмент Удалить тепловой шум. Тепловой, или инструментальный шум, вызван микроскопическими движениями электронов вызванными температурой, как правило, из-за внутренней схемы спутника. Тепловой шум наиболее заметен в таких областях низкого обратного рассеяния, как постоянные водоемы, океаны, а также в кроссполяризованных сценах.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Щелкните инструмент Удалить тепловой шум.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD.
- Убедитесь, что автоматически заполнится параметр Выходные радарные данные.
- Отметьте Каналы поляризации HH и HV.
Спутник Sentinel-1 передает сигналы в двух поляризациях, в данном случае - HH и HV, которые сохраняются в виде двух отдельных растровых каналов на изображении SAR. Вы удалите тепловой шум в обоих поляризационных каналах.
- Щелкните Запустить.
Через несколько секунд появится новый растровый слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
Вы оцените разницу между двумя слоями SAR. Сначала вы примените к обоим слоям одинаковые символы.
- На панели Содержание убедитесь, что выбран слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
- Щелкните на ленте вкладку Растровый слой. В разделе Отображение щелкните кнопку Символы.
Появится панель Символы для слоя Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
- На панели Символы задайте следующие параметры:
- Для Основных символов выберите Растяжка.
- Для Канала выберите поляризацию HV.
- Для Гаммы введите 2.0.
Отобразится только поляризационный канал HV, что позволит уверенно сравнить слои для решения целей данного руководства. Гамма (степень контрастности) также увеличится, чтобы сделать изображение ярче. Слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf обновится, отобразив изменения.
Теперь вы подберёте символы для другого слоя.
- На панели Содержание снимите отметку рядом со слоем Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf, чтобы выключить его. Щелкните слой Galveston_Bay_S1_GRD.crf, чтобы выбрать его.
Теперь вы видите слой Galveston_Bay_S1_GRD на карте, а используемые для его отображения настройки символов показаны на панели Символы.
- На панели Символы задайте следующие параметры:
- Для Основных символов выберите Растяжка.
- Для Канала выберите поляризацию HV.
- Для параметра Число ср.-кв. отклонений введите 2.
- Для Гаммы введите 2.0.
Слой обновится, отобразив изменения. Вы сравните два изображения, посмотрев местоположение, где устранение теплового шума наиболее очевидно.
- На ленте, на вкладке Карта в группе Навигация щелкните Закладки и выберите Закладка 1.
Карта обновится, показав местоположение, сохраненное в закладке, и будет показан залив Галвестон с северной стороны и юг Мексиканского залива.
- На панели Содержание снимите отметку рядом со слоем Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf, чтобы снова включить его. Щелкните на слое, чтобы выбрать его.
- Щелкните на ленте вкладку Растровый слой. В группе Сравнить щелкните Спрятать.
- На карте несколько раз перетащите указатель шторки в разные стороны, чтобы скрыть верхний слой и открыть слой под ним.
Вы можете заметить, что тепловой шум уменьшился. Это особенно заметно на водоемах (представленных в черных и более темных тонах), где пыльный вид неоткорректированного изображения заменен чистой черной поверхностью. Обратите внимание, что яркие точки, появляющиеся в водоемах, — это корабли.
- После оценки изображений щелкните правой кнопкой на панели Содержание слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf и выберите Приблизить к слою.
Применение радиометрической калибровки
Затем вы воспользуетесь инструментом Применить радиометрическую калибровку. Калибровка данных SAR необходима для получения значимого обратного рассеяния, которое может быть связано с физическими свойствами объектов на изображении.
- В нижней части панели Символы щелкните вкладку Геообработка, и вернитесь на панель Геообработка.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Щелкните инструмент Применить радиометрическую калибровку, чтобы открыть его.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
- Убедитесь, что автоматически заполнится параметр Выходные радарные данные.
- Отметьте Каналы поляризации HH и HV.
- Убедитесь, что для Типа калибровки выбрано Бета-ноль.
Вы используете калибровку Бета-ноль по умолчанию, которая потребуется при последующем выполнении радиометрического сглаживания рельефа.
Примечание:
Изучите подробную информацию об опциях калибровки в документации к инструменту Применить радиометрическую калибровку.
- Щелкните Запустить.
Через несколько секунд появится новый растровый слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf. Вы отобразите этот слой с помощью растяжки гистограммы.
- На панели Содержание, под названием слоя Galveston_Bay_S1_GRD_TNR1_CalB0.crf, щелкните один из символов слоя, чтобы открыть панель Символы.
Подсказка:
Это другой способ открыть панель Символы.
- На панели Символы задайте следующие параметры:
- Для Основных символов выберите Растяжка.
- Для Канала выберите поляризацию HV.
- Для Гаммы введите 2.0.
Вы сравните два последних изображения при помощи инструмента Спрятать.
- На панели Содержание щелкните слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf, чтобы его выбрать.
- При необходимости на вкладке Растровый слой ленты щелкните в группе Сравнить инструмент Спрятать.
Примечание:
Функция шторки должна быть включенной с тех пор, как вы в последний раз использовали ее. Если это так, кнопку Спрятать больше нажимать не надо.
- На карте несколько раз перетащите указатель шторки в разные стороны, чтобы скрыть верхний слой и открыть слой под ним.
В изображениях слоев Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf и Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf нет визуальной разницы.
- На панели Содержание сравните числовые значения в слоях Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf и Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
Процесс радиометрической калибровки значительно изменил диапазон значений, поскольку были нормализованы значения обратного рассеяния. Однако это не привело к изменению разницы между значениями пикселов изображения, поэтому инструмент Спрятать не выявил никакой разницы по сравнению с исходным изображением (до выполнения калибровки).
Применение радиометрического выравнивания рельефа
Теперь вы скорректируете исходные данные SAR на предмет радиометрических искажений, вызванных топографией, с помощью инструмента Применить радиометрическое выравнивание рельефа. Из-за того, что сенсоры SAR направлены в стороны, расположенные на земле объекты, обращенные к сенсору, кажутся ярче, чем объекты, обращенные в противоположную от датчика сторону. Радиометрическое выравнивание рельефа позволяет нормализовать значения обратного рассеяния, чтобы убрать подобные искажения.
Для выполнения радиометрического выравнивания рельефа вам понадобится слой ЦМР, содержащий высотные данные для экстента, охватываемого изображением SAR. Загруженный вами проект содержит слой ЦМР, который вы и добавите на карту.
- Внизу панели Символы щелкните вкладку Каталог, чтобы вернуться на панель Каталог.
- На панели Каталог разверните Папки, Process_Sentinel_1_SAR_Data и Данные.
- Щелкните правой кнопкой Texas_DEM_90m.tif и выберите Добавить к текущей карте.
Слой ЦМР появится на карте.
- На панели Содержание щелкните символ под Texas_DEM_90m.tif.
- На панели Символы для Цветовой схемы щелкните стрелку ниспадающего списка и отметьте опцию Показать названия. Выберите цветовую схему Elevation #10.
Слой карты обновится - исходя из новых настроек символов.
Примечание:
ЦМР (DEM) — это представление рельефа Земли (без учета высоты деревьев, зданий и любых других расположенных на земной поверхности объектов). Слой Texas_DEM_90m.tif - это глобальная ЦМР от проекта Copernicus разрешением 90 м. Каждый пиксел содержит значение высоты над уровнем моря в метрах в этом месте.
В настоящий момент слой ЦМР закрывает слои снимков.
- На панели Содержание перетащите слой Texas_DEM_90m.tif ниже всех слоев SAR.
Карта обновится, и верхний снимок SAR отобразится над ЦМР.
Вы запустите инструмент Применить радиометрическое выравнивание рельефа.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Щелкните инструмент Применить радиометрическое выравнивание рельефа, чтобы открыть его.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf.
- Убедитесь, что автоматически заполнится параметр Выходные радарные данные.
- Для параметра Растр ЦМР выберите Texas_DEM_90m.tif.
- Подтвердите, что стоит отметка Применить коррекцию геоида.
- Отметьте Каналы поляризации HH и HV.
- Убедитесь, что для параметра Тип калибровки выбрано Гамма-ноль.
Примечание:
Разрешение слоя ЦМР 90 метров, что вполне подходит для этого рабочего процесса. Если вам нужна большая точность, воспользуйтесь ЦМР большего разрешения.
- Щелкните Запустить.
Инструмент может выполняться несколько минут. По завершении процесса на карте появится растровый слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf. Вы отобразите этот слой примерно так же, как и предыдущие.
- На панели Содержание, под названием слоя Galveston_Bay_S1_GRD_TNR1_CalB0.crf, щелкните один из символов слоя, чтобы открыть панель Символы.
- На панели Символы задайте следующие параметры:
- Для Основных символов выберите Растяжка.
- Для Типа растяжки выберите Стандартное отклонение.
- Для Канала выберите поляризацию HV.
- Для Гаммы введите 2.0.
Вы сравните это изображение с предыдущим, изучив пример места, где радиометрическое выравнивание рельефа наиболее наглядно.
- На вкладке Карта ленты щелкните Закладки и выберите Закладка 2.
Карта обновится, отобразив местоположение, сохраненное в закладке: и будут показаны окрестности холма McCarty Road Landfill.
- Выберите на панели Содержание слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf.
- При необходимости на вкладке Растровый слой ленты нажмите на кнопку Спрятать.
- На карте несколько раз перетащите указатель шторки в разные стороны, чтобы скрыть верхний слой и открыть слой под ним.
На холме McCarty Road Landfill в центре экстента есть участки, яркость которых изменилась. Это связано с тем, что значения Радиометрии были скорректированы в областях значительного влияния ракурса и наложения.
Примечание:
Подробнее о разных типах искажений вы узнаете в руководстве Основы радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR).
- После оценки изображений щелкните правой кнопкой на панели Содержание слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf и выберите Приблизить к слою.
Фильтрация спекл-шума на изображении
После этого вы скорректируете спекл-шум во входных данных SAR инструментом Фильтрация спекл-шума. Спекл-шум оприводит к зернистости или к снежинкам-помехам, появляющимся на изображении SAR. Обратное рассеяние, записанное для одного пикселя, является результатом взаимодействия радиолокационной волны с несколькими объектами, попадающие в пределы этого пиксела сцены. Когда эти взаимодействия испытывают конструктивную интерференцию, появляется яркий пиксел. В случае их деструктивной интерференции формируется темный пиксел. Оттенки серого соответствуют интерференции, которая не является ни конструктивной, ни деструктивной.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Щелкните инструмент Фильтрация спекл-шума, чтобы его открыть.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf.
- Убедитесь, что автоматически заполнится параметр Выходные радарные данные.
- Отметьте Каналы поляризации HH и HV.
- Щелкните Запустить.
Через несколько секунд на карте появится новый растровый слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk.crf. Вы отобразите этот слой примерно так же, как и предыдущие.
- На панели Содержание, под названием слоя Galveston_Bay_S1_GRD_TNR1_CalB0_RTFG0_Dspk.crf, щелкните один из символов слоя, чтобы открыть панель Символы.
- На панели Символы задайте следующие параметры:
- Для Основных символов выберите Растяжка.
- Для Типа растяжки выберите Стандартное отклонение.
- Для Канала выберите поляризацию HV.
- Для Гаммы введите 2.0.
Вы сравните это изображение с предыдущим, изучив пример места, где удаление пятен наиболее наглядно.
- На вкладке Карта ленты щелкните Закладки и выберите Закладка 3.
Карта переместится в положении, заданном закладкой, - к Национальному заповеднику Тринити-Ривер.
- На панели Содержание выберите слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk.crf.
- При необходимости на вкладке Растровый слой ленты нажмите на кнопку Спрятать.
- На карте несколько раз перетащите указатель шторки в разные стороны, чтобы скрыть верхний слой и открыть слой под ним.
Зернистость, или спекл-шум, был отфильтрован над территорией Национального заповедника Тринити-Ривер.
- После оценки изображений щелкните правой кнопкой на панели Содержание слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk.crf и выберите Приблизить к слою.
Применение геометрической коррекции рельефа
Ранее в этом рабочем процессе вы использовали слой ЦМР для коррекции радиометрических искажений. Вы снова воспользуетесь слоем ЦМР - на этот раз для исправления геометрических искажений и ортотрансформирования входных данных SAR. Ортотрансформирование - это процесс коррекции изменений визуального положения наземных объектов с учётом перспективы, так как сенсоры снимают под углом к поверхности Земли. Вы выполните ортотрансформирование с помощью инструмента Применить геометрическую коррекцию рельефа.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Щелкните инструмент Применить геометрическую коррекцию рельефа.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_ Dspk.crf.
- Убедитесь, что автоматически заполнится параметр Выходные радарные данные.
- Отметьте Каналы поляризации HH и HV.
- Для параметра Растр ЦМР выберите Texas_DEM_90m.tif.
Подсказка:
Вы должны использовать ЦМР в тех случаях, когда в сцене радарной съемки есть наземные объекты. Если ЦМР не указан или имеются области, не покрытые указанной ЦМР, будет создана аппроксимированная ЦМР, интерполированная на основе метаданных связующих точек. Использовать метод связующих точек можно только для сцен радарной съемки, полностью покрытых поверхностью океана.
- Щелкните Запустить.
Через несколько секунд на карте появится новый растровый слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf. Вы отобразите этот слой примерно так же, как и предыдущие.
- На панели Содержание, под названием слоя Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf, щелкните один из символов слоя, чтобы открыть панель Символы.
- На панели Символы задайте следующие параметры:
- Для Основных символов выберите Растяжка.
- Для Типа растяжки выберите Стандартное отклонение.
- Для Канала выберите поляризацию HV.
- Для Гаммы введите 2.0.
Вы сравните это изображение с предыдущим, изучив пример места, где геометрическая коррекция рельефа наиболее наглядна.
- На вкладке Карта ленты щелкните Закладки и выберите Закладка 4.
Карта обновится, отобразив местоположение, сохраненное в закладке: будет показан железнодорожный мост Union Pacific. Чтобы четко увидеть опорные точки, вы поменяете базовую карту.
- На ленте щелкните вкладку Карта. В группе Слой щелкните Базовая карта и выберите Снимки Гибрид.
Карта обновится. Новая базовая карта содержит гибридный базовый слой, отображающий важные объекты и надписи. Железнодорожный мост Union Pacific разрезает озеро по диагонали.
- На панели Содержание выберите слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf.
- При необходимости на вкладке Растровый слой ленты нажмите на кнопку Спрятать.
- На карте несколько раз перетащите указатель шторки в разные стороны, чтобы скрыть верхний слой и открыть слой под ним.
Теперь железнодорожный мост Union Pacific на снимке более точно привязан к местности и выровнен по гибридному базовому слою. Кроме того, на западном берегу рядом с парком Майкла Монкрифа искажение было исправлено.
- Когда вы закончите просматривать изображения, на панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf и выберите Приблизить к слою.
Слой ЦМР больше не нужен, поэтому вы его отключите.
- Щелкните отметку у слоя Texas_DEM_90m.tif, чтобы его отключить.
Снимок SAR отображается поверх базовой карты Imagery, а сверху отображается гибридный базовый слой.
- На ленте на вкладке Карта в группе Навигация щелкните кнопку Исследовать, чтобы выйти из режима спрятать.
Конвертация единиц измерения SAR
Далее вы преобразуете единицы данных SAR между линейными значениями и децибелами (дБ) с помощью инструмента Преобразовать единицы SAR. Поскольку дБ является логарифмической единицей, она удобна для визуализации больших значений и больших динамических диапазонов. Таким образом, перевод единиц измерения в дБ упростит интерпретацию изображения SAR и улучшит его вид, так как уменьшит диапазон значений амплитуды или интенсивности. После этого преобразования положительные значения будут соответствовать обратному рассеянию в направлении датчика, а отрицательные - в направлении от датчика.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- Щелкните инструмент Конвертировать единицы измерения SAR, чтобы его открыть.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf.
- Убедитесь, что автоматически заполнится параметр Выходные радарные данные.
- Убедитесь, что для Типа преобразования выбрана опция Линейные в дБ.
- Щелкните Запустить.
Через несколько секунд на карте появится новый растровый слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_dB.crf.
Теперь вы выполнили весь рабочий процесс подготовительной обработки, а снимок SAR подготовлен для его визуализации и анализа. Вы можете просмотреть историю выполнения этих подготовительных действий в свойствах изображения.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_dB.crf и выберите Свойства.
- В окне Свойства слоя щёлкните Источник. Раскройте Историю обработки.
- При необходимости разверните элементы Истории обработки, чтобы просмотреть дополнительные сведения.
- Закройте окно Слой свойств.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
Вы завершили обработку снимка SAR.
Изучение готовых к анализу спутниковых изображений SAR
Теперь, когда изображение SAR обработано, вы визуализируете его как синтезированное цветное изображение и интерпретируете некоторые содержащиеся на нем объекты.
Создание синтезированного цветного изображения
Вы создадите синтезированное цветное изображение инструментом Создать синтезированное цветное изображение. Как вы видели ранее, изображение SAR состоит из двух поляризационных каналов: HH и HV. Хотя вы можете просматривать отдельно каждый канал, их объединение создаст более богатое представление о ландшафте и позволит более четко различать находящиеся на поверхности объекты, такие как вода, земля и городские постройки. Это можно сделать, создав синтезированное цветное изображение, каналы которого будет назначены красному, зеленому или синему (RGB) каналам отображения. Создание синтезированного цветного изображения приведет к получению изображения, на котором объекты земной поверхности можно идентифицировать по цвету.
- На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
- В наборе инструментов Радар с синтезированной апертурой разверните раздел Анализ SAR и щелкните инструмент Создать синтезированное цветное изображение, чтобы открыть его.
- Задайте следующие параметры инструмента:
- Для параметра Входные радарные данные выберите Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf.
- Убедитесь, что автоматически заполнится параметр Выходные радарные данные.
- Для параметра Метод выберите Названия каналов.
- Для параметра Выражение Красный убедитесь, что значение установлено на HH.
- Для параметра Выражение Зеленый убедитесь, что значение установлено на HV.
- Для параметра Выражение Синий введите HH-HV.
Поскольку исходное изображение содержит два канала (HH и HV), третьего канала, который можно было бы назначить для параметра Выражение Синий, нет. Поэтому вы заполните его математической формулой HH-HV. Это означает, что для каждого пиксела изображения значение в канале HV будет вычтено из значения в канале HH. Результат будет выступать в качестве третьего канала, который будет отображаться через синий канал и дополнительно выделять интересные особенности ландшафта.
Примечание:
Используемая математика каналов зависит от единиц входных данных SAR. Если входные данные SAR выражены в децибелах, комбинация каналов должна быть HH для красного, HV для зеленого и HH-HV для синего. Если входные данные SAR выражены в линейных единицах, используйте HH для красного, HV для зеленого и HH/HV для синего.
- Щелкните Запустить.
Новый растровый слой Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_RGB.crf появится на карте.
На синтезированном цветном изображении водоемы отображаются синими, а участки с растительностью — светло-зелеными. Городские постройки и другие типы искусственных сооружений отображаются желтым, белым и розовым. Вы также можете видеть остаточный темно-зеленый шум по краям сцены.
- Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.
Интерпретация изображений SAR
Теперь вы изучите остальные закладки, чтобы показать, как синтезированное изображение отображает различные типы объектов. Сначала вы выключите слои, которые вам не нужны.
- На панели Содержание отключите все слои, кроме Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_RGB.crf, World Imagery и Hybrid Reference Layer.
- На вкладке Карта ленты щелкните Закладки. Изучите следующие закладки: Ships, City, Surface Hydrology, Airport и Shipping Containers.
Закладки демонстрируют, как отображаются определенные элементы изображений.
- На закладке Ships корабли отображаются розово-белыми цветами в основном из-за двойного отражения от борта корабля.
- На закладке City городские постройки в городе Бэйтаун отображаются в розовом, желтом и белом цвете. Розовый и белый цвета в основном обусловлены двойным отражением от стен зданий, которые ориентированы перпендикулярно линии обзора спутника, а желтый цвет - двойным отражением от стен зданий, которые не ориентированы перпендикулярно линии обзора спутника.
- На закладке Surface Hydrology водоемы (озера и реки) отображаются в основном синим цветом из-за рассеяния одиночных отражений, но также и зеленым - из-за остаточного шума. Вокруг водоемов есть суша, покрытая растительностью, и шероховатые поверхности светло-зеленых тонов за счет объемного рассеяния.
- На закладке Airport твердая поверхность взлетно-посадочной полосы аэропорта имени Уильяма Хобби отображается синим, что вызвано одиночными отражениями.
- На закладке Shipping Containers контейнеры отображаются розово-белыми цветами в основном из-за двойного отражения от стен контейнеров.
Примечание:
Более подробно о различных типах отражения
В этом руководстве вы обработали снимки SAR Sentinel-1 Level-1, чтобы создать изображение, готовое для анализа. Рабочий процесс включает обновление данных об орбите, устранение тепловых шумов, калибровка данных, уменьшение спекл-шума, устранение радиометрических и геометрических искажений и преобразование единиц изображения. Затем вы создали синтезированное цветное изображение, чтобы отобразить данные более наглядно, и изучили полученное изображение. Как эколог, работающий над проектом защиты залива Галвестон в Техасе, вы теперь готовы к дальнейшему изучению изображений SAR, чтобы лучше понять различные тенденции и виды деятельности в заливе и близлежащих районах.
Больше подобных руководств вы можете найти в серии Начало работы со спутниковыми изображениями SAR.
