SARscape5.6版本导入外部DEM数据
参考DEM是进行SAR数据处理不可或缺的一个数据源,获取方式一般有使用SARscape自动下载和导入外部DEM两种方式。
在SARscape处理中,参考DEM需要是椭球高(ellipsoidal height),以避免引入大地水准面(geoid)相关的误差,因为大地水准面因具体地理位置而异,反之,采用大地高保证了与目前大多数卫星系统的一致性,其测量和参数参考地球中心。
此处,查阅了一些有关高程的概念,摘抄了以下内容供参考:
高程:在测量学中,高程的定义是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离,称绝对高程,简称高程。通俗理解,高程其实就是海拔高度。
高程分类:世界各国采用的高程系统主要有两类:正高系统和正常高系统,其所对应的高程名称分别为海拔高和近似海拔高,统称为高程。正常高系统和正高系统是有区别的,主要是由于重力场的影响不同,重力线就会产生一些偏移。我国规定采用的高程系统是正常高系统,如果不是进行科学研究,只是一般使用,正常高系统结果在国内也可以称为海拔高度。
大地水准面geoid:从测量学的角度定义,由静止的平均海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。
正高Orthometric height:指从一地面点沿过此点的重力线到大地水准面的距离。
正常高Normal height:地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离。
大地高geodetic height,ellipsoidal height:一点沿椭球法线到椭球面的距离。
目前常用的免费DEM数据,水平分辨率在30m~90m范围,数据基本信息见下表:
以上资料来源于网络。
重点来了:我们做SAR处理时常用的参考DEM数据,如SRTMDEM和AW3D30 DEM,都是基于EGM96大地水准参考面,而常规InSAR干涉处理和高级InSAR时序分析等都需要在参考椭球面下进行,需要参考DEM是椭球高(ellipsoidal height)。所以,在SARscape中导入外部DEM数据时,就需要考虑DEM的参考面的问题。
注:EGM96模型是美国推出的一种适用于全球范围,并综合利用现有全球大量重力数据所计算出来的高精度大地水准面模型。
SARscape5.6版本中,导入外部DEM数据的功能面板新增了两个参数选项:椭球高/水准高,本文以导入ENVI格式的SRTM DEM数据为例,进行数据导入操作,有两个步骤:
第一步:将ENVI格式的DEM数据导入为SARscape格式
所使用的数据是手动在USGS网站下载的SRTM DEM数据,在ENVI中进行了镶嵌和裁剪,下面导入生成SARscape格式的数据,便于后续使用。
在SARscape中,打开工具/SARscape/Import Data/ENVI Format/Original ENVI Format,打开Import Envi Original面板:
- 数据输入(Input Files)面板:
选择ENVI格式的DEM文件输入。
- 参数设置(Parameters)面板:
- 数据单位(Data Units):Geoidal DEM。水准高,也就是正高
- 水准面类型(Geoid Type):EGM96,当Data Unites设置为水准高时,该参数激活。
- 无效值(dummy Value):NaN。无效值用NaN填充。
- 数据输出(Output Files)面板:
在默认的数据文件名上点击右键选择Edit,修改后缀为_dem。
单击Exec执行。
完成后在Completed对话框点击确定,ENVI中自动加载导入后的DEM数据。在输出路径下,查看数据文件,在生成的6个文件中,_dem、_dem.hdr、_dem.sml为SARscape格式的DEM文件。
注:如果导入的外部DEM是TIFF格式,使用工具/SARscape/Import Data/Generic Format/Tiff导入。
第二步:将输入的水准高程减去大地水准面分量,得到椭球高
打开工具/SARscape/General Tools/Cartographic Transformation/Geoid Component,在Geoid Component界面:
- 数据输入(Input Files)面板:
选择上一步得到的SARscape格式的DEM文件;
- 参数设置(Parameters)面板:
- 水准面操作(Geoid Operation):Subtract Geoid,减去水准面
- 水准面类型(Geoid Type):EGM96。
- 数据输出(Output Files)面板
在默认的数据文件名上点击右键选择Edit,修改后缀为_dem。
点击Exec运行。得到椭球高的结果,即可作为参考DEM在接下来的SAR处理中使用。
下面是同一像元的椭球高程与水准高程值对比,相差几十米。
注:该工具提供了从DEM中减去或增加大地水准面组分的功能,支持WGS 84/EGM96大地水准面以及WGS 84/EGM2008大地水准面。
如果直接输入Geoid DEM作为参考DEM数据,在干涉处理时会遇到如下提示: