【InSAR】InSAR技術是利用雷達系統獲取同一地區兩幅SAR影像所提供的相位信息進行干涉處理，來獲取地表的三維信息，可以建立目標地區的數字高程模型。另外一個重要應用是獲取地表的形變
InSAR技術反演DEM
【思路】利用一對SAR數據的相干相位信息反演DEM
數據要求
若要反演DEM，則必須滿足以下5個要求的數據對
- SLC數據對，要具有相位信息。例如做多視處理後相位信息就丟失了
- 數據拍攝的幾何形態要一致，即入射角要一致
- 極化方式（VV、VH）要一致
- 軌道方向（升軌、降軌）要一致
- 數據覆蓋範圍具有重疊區
反演DEM的步驟
可先利用默認參數將過程跑一邊，查看結果的快視圖，判斷哪個地方出了問題，再根據幫助文檔（在工具左下角的問號圖標打開幫助文檔）修改相應參數
【工具位置】SARscape提供反演DEM的工具流，方便流程化處理：SARscape-->Interferometry-->InSAR DEM workflow
【使用前的準備工作】
- 【設置工作的默認文件夾】使用此工具流之前，設置系統參數，將數據緩存地址，輸出地址等提前設置好，默認緩存數據的文件夾在C盤（
C:\Users\PasserQi\AppData\Local\Temp\SARsTmpDir_***） - 【設置符合數據源的系統參數】使用此工具流之前，選擇你使用數據的系統參數。例如此選擇的是COSMO SkyMed HIMAGE 3米的數據，則選用VHR的系統參數：
SARscape-->Preferences-->Load Preference-->VHR(better than 10m) - 【設置製圖精度】即DEM反演結果的分辨率，例如COSMO SkyMed HIMAGE 3米的數據可選擇5米：
SARscape-->Preferences-->General parameters-->Cartographic Grid Size(m)-->修改爲5 - 【事先導入】使用此工具前，數據要先導入成slc數據
- 【保存工程】此工具流可以保存成工程（工具中間下放有一個保存按鈕），方便隨時打開重做
- 【生成快視圖】在每一步中，可以在Global參數中，將
Generate Quick Look設置成True，即生成快速圖，方便查看和出圖
一、基線估算
（1）基線估算的背景
【空間基線】衛星兩次拍攝的位置是有一定的距離的，這個距離稱爲空間基線
【失相干】如果空間基線較長，兩個數據就有可能失相干（即相位之間沒有干涉信息）。故空間基線要滿足一定的閾值，才能夠進行InSAR分析
【時間基線】兩次拍攝的時間相隔太長也會導致失相干（此爲時間失相干）
只有在獲得地面反射至少有兩個天線重疊的時候纔可以產生干涉，當基線垂直分量超過了臨界值的時候，沒有位相信息，相干性丟失，就無法做干涉
（2）基線估算的作用
用來評價干涉影像對的質量，檢查數據是否滿足基線閾值。計算基線、軌道偏移（距離向和方位向）和其他系統參數。
1.時間基線：越短越好
2.空間基線：在一定範圍內越長（但要一定要遠小於閾值），對地形、高程的探測敏感越高
（3）基線估算的工具
基線估算有兩個工具
- 兩景數據：
SARScape-->Interferometry-->Interferometric Tools-->Baseline Estimation - 多景數據：
SARscape-->Interferometry-->Interferometric Tools-->Multi Baseline Calculation
（4）Baseline Estimation工具（兩景數據的基線估算）說明
工具位置：SARScape-->Interferometry-->Interferometric Tools-->Baseline Estimation
操作說明：
Input Master File：輸入主影像，一般更早的那景爲主影像Optional Files-->Output Baseline Root Name：可選，即輸出結果。若不填即表示計算完打印一下就好，不輸出到文件中
結果說明：
| 結果 | 說明 |
|---|---|
Normal Baseline(m) = 180.504 |
空間基線，在拍攝時兩個傳感器間隔的距離180.504米 |
Critical Baseline min-max(m) = [-6400.098] - [6400.098] |
臨界基線，即若空間基線大於6400.098表示兩個數據失相干了。一般在應用中需要小於臨界基線的十分之一 |
Absolute Time Baseline (Days)=1 |
時間基線 |
Range Shift (pixels) = 0.515 Azimuth Shift (pixels)=0.038 |
數據在方面向、距離向的偏移量，之後可以通過配準來校正 |
2 PI Ambiguity height (InSAR) (m) = 58.925 |
2PI模糊高程（即一週期的相位變化對應的高程變化）。相位變化是週期性的，相位變化2PI對應的高程變化量是58.925。此參數越小，高程測量的精度越高。此參數與空間基線是反比關係。 |
2 PI Ambiguity displacement (DInSAR) (m) = 0.016 |
DInSAR精度爲0.016 |
1 Pixel Shift Ambiguity height(Stereo Radargrammetry) (m) = 6285.378 |
立體量測的精度6285.378m（哨兵數據適合做InSAR、不適合應用於立體量測） |
1 Pixel Shift Ambiguity displacement (Amplitude Tracking (m) = 1.666 |
振幅偏移量測，做大的形變（完全失相干的形變，如滑坡、冰川移動等）的精度是1.666米 |
Master Incidence Angle = 48.963 Absolute Incidence Angle difference = 0.011 |
主影像入射角48.963，主從影像相差0.011 |
二、配準
【配準】主輔影像基於相位的配準
【作用】將多幅SAR影像進行地理配準，統一柵格單元的位置
【工具位置】SARscape-->Basic-->Intensity Processing-->Coregistration
【配準結果】_rsp文件。若沒有配準好，將多景進行彩色顯示，會產生重影
【說明】
1.Input File List：參與配準的SAR影像（_pwr強度數據）
2.Input Reference File：配準的主影像（_pwr強度數據）
3.DEM File：可選項（_dem文件）。若是Sentinel數據必須提供，哨兵數據就是基於DEM進行配準的
4.Coregistration With DEM：是否用DEM配準，設置爲True
三、生成干涉圖&干涉去平
【生成干涉圖&干涉去平】兩個相位共軛相乘所得結果即爲干涉圖。但干涉圖具有平地效應，需要干涉去平
【干涉條紋】：即是干涉相位圖形化顯示的結果，可以打開*_int_ql.tif干涉快視圖進行查看
- 一個顏色週期就代表相位的一次2π變化：紅色-黃色-藍綠色爲一個完整的2PI變化週期
- 干涉條紋越密集，此地方的地表高程變化越大，起伏的越厲害。這些是要保留下來的地形相位
- 間隔相同，有規律的條紋是由於平地效應所造成的，可以通過去平工具去除
【去平之後的干涉圖像】：去除間隔相同，由平地效應造成的干涉條紋。保留因地形起伏、高程起伏所導致的干涉條紋。可以打開*_dint_ql.tif來查看。接下來就是進行濾波，去除一些噪聲，讓干涉條紋變得更加平滑。
四、自適應濾波&相干性計算
【自適應濾波&相干性計算】對干涉圖進行濾波，抑制斑點噪聲，提高相干性，使干涉條紋更加平滑。得到相干性圖（_cc_ql.tif）、濾波後的干涉圖（_fint_ql.tif)
【工具說明】
1.Adaptive Filter and Coherence Generation-->Filtering-->Goldstein Min Aplha、Goldstein Max Alpha
若要增加濾波強度，可同步增加這兩個參數，Max不要超過4，Min可以改爲1
【濾波後干涉圖】
【相干性圖】代表每個像元的相干性，值處於0到1之間
- 值越大（圖中亮的區域），表示相干性越好，得到的結果越精確
- 黑色區域代表無意義、無信號的區域，噪聲很大，都是不可信，需要利用插值進行處理
五、相位解纏
（1）相位解纏
得到連續的地形變化
（2）分解等級
Unwrapping Decomposition Level
解纏會對數據進行過採樣，即先採樣成低的分辨率，再進行解纏，解纏結束後，再採樣成高分辨率。
分解等級即是指此採樣的倍數，最高不能超過3。倍數越大，重採樣更粗，處理的速度更快，可以避免一些解纏的錯誤。一般對特殊地形採取更高的採樣倍數。若保持原有分辨率進行採樣，可設置爲-1
（3）解纏相干性閾值
Unwrapping Coherence Threshold
表示：相干性小於此閾值的區域不具有意義，故不進行解纏。這個值設的越大，代表對相干性越嚴格，解纏結果就越少
（4）結果
解纏結果（*_upha.tif）出現類似狀況，可以增大解纏相干性閾值，忽略噪聲區域，讓結果更平滑
六、軌道精煉&重去平
（1）軌道精煉&重去平
【背景】當軌道參數不夠精確，影響從干涉相位轉變爲地形高度
- 使用GCP重新定義基線參數
- 計算相位偏移（如獲取絕對相位值）
- 重新修改解纏圖像的頭文件中的軌道參數
【軌道優化】通過人爲添加的GCP點，進行軌道重計算
【效果】軌道參數不精確會導致干涉圖上有大的軌道殘差（即分佈在整個干涉圖上的大條紋），通過GCP控制，軌道誤差去除的效果是非常明顯的
（2）工具使用說明
【步驟一】創建控制點
【步驟二】選擇參考文件
【步驟三】選擇控制點
背景：在光學遙感中GCP代表的是已知座標的點（如河流拐點、道路交點等地表特徵點）。但在SAR影像中，GCP選的是相位穩定的點，相干性高，相位沒有發生變化的點，即平地點
GCP點個數：軌道精煉是基於多項式，若GCP點太少，程序會將默認的三次多項式降到二次多項式，建議選擇10個以上
選擇原則：選高程沒有變化的地方（即平地）
- 在
_fint濾波後干涉圖像中，平地即是條紋未變化區域，即要避免選擇條紋變化區域（地形起伏的區域），用彩色顯示干涉條紋輔助觀察（右鍵out_fint數據-->Change Color Table->Rainbow） - 由於
upha解纏結果即代表地形起伏，則在解纏結果中，平地即是比較平滑點，要避開噪聲點
【步驟四】選擇GCP之後，即是Refinement and Re-flattening
（3）結果說明
重去平結果：_reflat_upha即根據新的軌道參數重新去平的結果
結果報告：若精度較差，可在剛纔的基礎上再次選擇GCP，再做一兩次
七、相位轉高程&地理編碼
（1）產品的相干性閾值
Product Coherence Threshold：此要大於等於解纏的閾值。小於此閾值的不轉換爲高程
（2）小波等級
【地形殘差】參考的DEM一般分辨率是比較粗的（比如SRTM的90米分辨率的DEM），但通過此工具反演的分辨率可以達到5米，而90米作爲5米的參考，就會導致一個地形殘差（可以理解爲數據空洞）
【小波等級】Wavelet number of levels，利用此方法修正的地形殘差
【公式】，求出n即是此參數的值
例如：SAR分辨率爲3米，參考的DEM使用的是90米的分辨率，可以解算出n=5（），則Wavelet number of levels設成5
（3）輸出類型
1.Ellipsoidal：橢球高
2.Ellipsoidal and Geoidal
（4）設置內插
對小於產品相干性閾值的部分，用內插的方法進行填充。
在Geocoding參數中，Relax Interpolation設置爲True
Dummy Removal：有效數據之外的邊框數據是否去除，設置爲True（將邊框外的值改爲NoData）
八、結果說明
【結果文件說明】
【結果預覽】
