用SARscape做干涉处理时(InSAR/DInSAR),在轨道精炼的一步,必须输入控制点文件(refinement GCP file),用于修正干涉相位和解缠后的相位。
用于优化的控制点可以是斜距坐标(方位向和距离向坐标),也可以是地理坐标(xyz)高程可以自动从输入的参考DEM上获取。一般情况下,都是输入SAR坐标的。如果控制点用于不同轨道的同一区域数据,最好是在两景数据的重叠区域选择地理坐标的控制点,避免不同的控制点在不同轨道数据上导致的相位误差。当输入的是地理坐标的控制点时,软件会自动编码到SAR坐标系上。
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图 不同轨道数据,在地理编码后的数据上选择重叠区域的控制点
用于轨道精炼的控制点一般遵循以下几个原则:
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不能位于高频的残余地形相位上
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不能位于形变相位上,要远离形变区域,控制点的被认为是形变为0的点
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不能位于解缠错误的相位跃变上(phase jump)
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如果fint上存在规律的几何误差,如轨道条纹,GCP在满足上述条件的前提下,分布于整个图像,从而去除规律的相位误差
SARscape提供了通用的控制点生成的工具:/SARscape/General Tools/Generate Ground Control Points,这个工具也嵌入到了所有用到控制点的处理中,如InSAR流程化工具、DInSAR流程化工具等,在选择控制点的一步,点击
按钮可启动控制点选择工具。在生成GCP工具的在文件选择面板,输入三个文件,分别是:_upha、_dem和_fint。
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图 生成控制点工具和文件选择面板
输入文件后,点击Next,_upha和_fint自动在ENVI中显示,可以在Lay Manager中切换两个图层查看,可以用ENVI的彩色渲染功能对_fint图进行彩色显示,更好的看出相位的信息。
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图 解缠后的相位(_upha)和未解缠的相位(_fint)在图层中自动显示
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图 在图层上点击右键,选择Change Color Table->Rainbow,对干涉图进行颜色渲染能更好的看出干涉图效果
前面提到,GCP点应该远离形变区域、解缠错误的相位跃变区域和残余地形相位。平地区域是比较好的选择控制点的位置。下面分不同情况来说明控制点选择的建议。
如果是InSAR测量DEM,在整个图像中选择几个控制点用于去除系统的几何误差(轨道误差),GCP要远离陡峭的地形区域和残余地形相位,当地形起伏大的山区,最好是选择山谷底部的平地区域。
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图 做InSAR测量DEM时候,用于轨道精炼的GCP,位于远离残余地形相位和陡峭地形的位置,左图是_fint,右图是_upha
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图 在地形起伏大的山区,建议在山谷底部的平地区域选择控制点,左图是_fint,右图是_upha
如果DInSAR测量地表形变时,在没有轨道误差的情况下,远离形变区域的位置选择一个GCP点就可以。如下图所示。
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图 DInSAR测量地表形变的控制点,在干涉图上没有轨道误差,在远离形变相位和残余地形相位的区域,选择了1个GCP点(左图是_fint,右图是_upha)
做InSAR测量地形或者DInSAR测量地表形变时,如果存在轨道误差的情况下,需要选择多个GCP点,作为稳定的参考点,程序从这些点中计算出误差相位从而去除。如下图所示。
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图 InSAR测量DEM的轨道精炼的控制点,在干涉图上看到有明显的轨道相位,GCP位于远离残余地形和地形起伏大的山顶区域(左图是_fint,右图是_upha)
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图 干涉图上存在明显的轨道条纹,在远离形变相位和残余地形相位的前提下,在整个图像上选择GCP点,进行轨道优化,去除误差(左图是_fint,右图是_reflat_fint)
不论什么情况,在选择GCP之前,确定处理区域没有解缠错误的相位,也就是相位跃变的情况。下图显示了解缠错误的相位,查看解缠错误的相位孤岛的剖面曲线,恰好是2π的周期。
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图 好的解缠结果(右上)和错误的解缠结果的对比(右下)
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图 解缠错误位置的剖面曲线
有时候为了比较结果,会对同一区域用不同的观测几何的数据对进行处理,即升轨数据对和降轨数据对。这种情况下,GCP最好使用同一组,这样可以减少两个图像之间的相位误差,方法是:对两个数据对的去平后干涉图_fint进行地理编码,在地理坐标的图上选择GCP点。
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图 在地理编码后的升轨和降轨的_fint图像上选择GCP点,保证位于两组数据的重叠区
最后,有两个注意事项:(1)如果要选择子区域的话,最好选择比研究区大一些的区域,以保证除了形变区域以外还存在稳定区域用于选择控制点。(2)轨道精炼的方法有轨道优化和多项式优化两种。如果选择轨道优化的方法,至少需要7个控制点,否则,会自动改为多项式优化,控制点最少为多项式系数(Residual Phase Poly Degree),否则,多项式系数会自动减少。