SAR数据常识

一、Sar数据的组织
遥感图像，特别是Sar图像常用的数据组织方式是数据＋头文件。即数据文件只存储二进制数据，比如一幅图像有m行，n列，每个像元用一个浮点数表示，那么这个数据文件就只存m*n个浮点数。因此，光有数据文件有时候很难显示一幅图像，因为你不知道数据是如何组织的，你甚至不知道图像有多少行，多少列。当然，有时候也是可以猜出来的。另外一个文件是头文件，里面存储是文本信息，又可称之为元数据。里面包含可能有图像大小，数据组织方式，轨道信息，坐标信息等等。

二，五种常用数据格式
COMPLEX_DATA：复数数据，比如一个复数占用8Byte，则实部和虚部各占4Byte，即一个复数由两个浮点数组成。存储的时候，将复数挨个存，即
REAL,IMG,REAL,IMG...
ALT_LINE_DATA：各波段按行存储，alternating lines，又称BIL(band interleaved by line)。按顺序存完每个波段的同一行，再接下来存下一行，以3波段为例，假设图像大小为3*3：
ALT_SAMPLE_DATA：各波波按像元存储，alternation sample，又称BIP(band interleaved by pixel)。按顺序存完每个波段的某个像元，再接下来存储下一像元，仍以3波段为例，假设图像大小为3*3：
ALT_BAND_DATA：即各波段按次序存储，又称BSQ(band sequental)。存完第一波段，存第二波段，再存第三波段。以3波段为例，假设图像大小 为3*3：
FLOAT_DATA：浮点数据。事实上，图像要么是整数数据，要么是浮点数据。这里的FLOAT_DATA主要指只有一个波段。

三，常用的文件格式
*.raw：二进制原始数据。像元的值可能是整数。
*.int：干涉图像。像元一般是复数，也就是8Byte的复数，由两个4Byte的浮点数组成。
*.amp：幅度图像，即形成干涉图像的两幅复数图像的幅度值，因此，一幅干涉图对应两幅幅度图像。这两个图像有时候放在一个文件中，分波段存储（一般是BIP），有时候放在两个文件中。
*.slc：即single-look complex，一幅单视复数图像。两幅 这样的图像就可以生成干涉图了。
*.cor：相干性数据。可能是FLOAT_DATA，存储一个波段，也可能是ALT_LINE_DATA（即BIL），存储多个波段。
随着以ALOS-PALSAR，TerraSAR-X，RadarSat-2为代表的第二代SAR卫星系统的相继发射成功，其数据也陆续开始向用户分发，星载SAR数据日益丰富的同时，其格式也呈现多样化的势态，不过个人认为以数据使用，共享的方便为目的，在目前众多的数据格式必然会相互借鉴各自的优势，最终形成一套如CEOS一样的数据格式规范。对过去数据格式的总结，分析如今数据格式的特点，借鉴国外SAR数据产品发布的规范，将有利于制定出我国自己的SAR卫星数据产品规范等级，使其能为全球用户服务，从而提升我国遥感产品的竞争。本数据格式的总结分两部分，这一部分着重介绍前一代星载SAR所产用的CEOS数据格式，下次将介绍新一代SAR的数据格式。
第一代星载SAR系统主要是以ERS-1/2，RadarSat-1，JERS-1为代表，他们特点主要是单极化，成像模式比较单一，主要以strip的方式（RadarSat-1具有ScanSAR的工作模式），每次成像获得的数据集一般只有一个，在这种情况下，它们均采用了CEOS的SAR数据存储标准格式，拿到的数据产品一般包括4个文件：DAT_01.001(数据文件)，LEA_01.001(头文件)，NUL_01.001(空文件)和VDF_01.001的卷文件，其中主要的信息存在DAT_01.001和LEA_01.001两个文件中，一个存储了实际获得的图像数据，一个保存图像获取时的卫星姿态参数以及图像本身的一些基本信息。对于一般的用户而言，该属性文件虽然采用了ASCII码的方式存储，但是其内容依然晦涩———采用”记录（Record）——字段“的方式，在文件固定位置存放固定的信息，但是由于没有字段名称只有“值”，因此在没有用户手册的情况下很难明白其含义，都得借助专门的程序才能使普通用户阅读。其次对于数据文件。所记录的图像也是按其特有的方式存储，不方便用户的预览，即使是非SLC的幅度图象，也还得经过程序的转换。
随着SAR遥感应用的越来越广泛，用户越来越多，能更方便地供用户使用的数据产品格式越来越迫切，另一方面随着第二代星载SAR系统开始运行，它们较之第一代SAR而言最大的区别是具有了多极化，多模式的工作方式，是其能够同时获得几个数据集（极化方式）的采集，因此定义新的数据产品格式也是适应新一代SAR系统的要求。
2002年ENVISAT卫星系统的成功发射，ASAR数据的成功获取分发，标志着星载SAR系统进入了一个新的发展阶段，随后2006年日本ALOS-PALSAR，2007年德国的TerraSAR-X，加拿大的RadarSAT-2，意大利的CosmoSkymMed成功入轨运行，则意味着新一代SAR系统的数据开始正式取代原星载SAR数据，成为以后一段时间对地观测主要SAR数据源。这一阶段星载SAR数据的主要特点是多极化的数据获取能力，从ASAR的交替极化（两种极化数据的获取）到后来的全极化数据获取，使得卫星能在一个时刻同时获得一个区域的至少两组的数据集，因此新一代的SAR数据产品对于多数据集的存储给予了较多的关注，其次为了便于SAR数据的应用，在新一代SAR数据产品格式中强调了格式的通用性，下面对几种新星载SAR数据格式产品作简要介绍。
1）ENVISAT-ASAR：作为ERS-1/2的后继星，采用了一种以.N1为后缀的文件格式，它将文件的属性新信息与数据合为一体，主要包括了MPH（一般头文件——对于所有产品文件），SPH（特殊信息头——针对各个产品文件）和数据集（data set以及对各个data set的描述）。这种文件格式能很好简便地包含两个极化通道的数据，但是对于头文件中所描述的信息依然晦涩，一般需要将.N1文件进行转换后才能方便用户的使用；
2）ALOS-PALSAR：依然采用了CEOS的文件格式，但是对于多（全）极化的情况，采用将各极化数据分别存为一个数据文件的策略；
3）TerraSAR-X：其头文件采用了网络上普遍使用的xml格式，使得用户能够不在其他特殊软件的支持下，既可以用ie就可以阅读获取卫星成像的参数等信息。而对于图像数据的存储，依据不同的数据等级而有所不同。对于SLC数据，它采用了cos的文件方式存储，需要编写程序进行转换，而对于其他等级的图像，则采用了Tiff这一通用的图像格式；
4）RadarSat-2：目前尚未拿到实际数据，根据已发文档介绍，头文件将也采用xml的格式，而对于数据文件也将考虑tiff的方式，等拿到实际数据后将再对其作专门说明；
5）CosmoSkyMed：采用了专门针对遥感科学的hdf5存储方式，它已group和data set为单元，其中group中记录元数据，而将可能的多极化数据存储在data set中，其中data set中还考虑了对缩略图的存储，目前GDAL已经提供了对于该格式的读取支持，用户可以在GDAL库的支持下方便获得各个数据集以及元数据信息。
从目前这些新一代SAR数据产品格式来看，认为xml，tiff这些通用格式将会逐步成为SAR遥感数据的标准之一，而针对遥感科学研究的hdf5也将在SAR数据产品中占有一席之地，而随着欧洲Sen-1计划，将会出现更多的SAR数据产品，其格式也将走向成熟规范。

 

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b9aefc2010115fw.html