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SARscape中ALOS-2資料DInSAR處理

2016年4月14日21時26分(日本標準時間,東九區時間),日本熊本縣熊本地方發生矩震級6.2(Mw)的逆斷層型地震,震源深度約11千米(6.8英里)。2016年4月16日1時25分(JST),日本熊本縣熊本地方再次發生矩震級7.0(Mw)地震,震源深度約12千米(7.5英里)。日本氣象廳已確定4月16日所發生的地震為"主震",而在4月14日發生的地震則為"前震"。

下面用震前震後的ALOS-2干涉資料對,進行DInSAR差分干涉測量。處理軟體版本是ENVI5.3.1+SARscape5.2.1。

  • 資料來源:ALOS-2 SLC資料
  • 時相:20160307、20160418
  • 入射角:36.167
  • 極化方式:HH
  • 地面解析度:3米
  • 覆蓋區域:日本熊本地區

注:樣例資料由北京博宇智圖資訊科技有限公司提供,原始資料最終版權歸JAXA所有。

 

圖: 本文研究區

下面在SARscape中進行資料處理。

1 設定系統引數

開啟/SARscape/Preferences,選擇VHR(better than 10m),如果電腦支援GPU加速,選擇Opencl Platform Name為NVIDIA CUDA,設定Cartographic Grid Size為3米。

點選OK。

開啟ENVI主選單File->Parameters,設定預設的輸入輸出路徑,點選OK。

2 資料匯入

點選/SARscape/Import Data/SAR Spaceborne/ALOS PALSAR - 2工具,在Input Files面板,輸入兩景資料,Parameters面板,設定Data Type為JAXA-FBS Level1.1,Rename the file using parameters設定為True,Output Files面板按照預設,點選Exec按鈕進行資料匯入。

圖: 資料匯入各面板引數設定

資料匯入後,生成的資料包括SLC資料、地理範圍向量資料、以及相應的kml檔案。

3 參考DEM的準備

開啟工具/SARscape/General Tools/Digital Elevation Model Extraction/SRTM-3 Version 4,在Input Files面板輸入兩景SLC資料,切換到DEM/Cartographic system面板,設定座標系為GEO-GLOBAL WGS84,其他保持預設,點選Exec進行DEM下載。

圖: 參考DEM下載各面板引數設定

下載的研究區的90米的SRTM DEM如下圖所示

圖: 研究區SRTM DEM資料

 

4 DInSAR工作流

開啟工具/SARscape/Interferometry/DInSAR Displacement Workflow,在Input一步,分別輸入主從影像、參考DEM檔案、Grid Size按照預設的3米。點選Next;

圖: 資料輸入各引數設定面板

到干涉圖生成面板,軟體自動設定多視視數為1:1,引數按照預設,點選Next。

圖: 干涉圖生成引數面板

這一步生成了干涉圖、去平後的干涉圖。

圖: 去平之後的干涉圖_dint

濾波保持預設的Goldstein方法,點選Next,

圖: 濾波和相干性生成引數面板

干涉圖濾波和相干性生成之後,得到濾波後的干涉圖和相干係數圖。

圖: 濾波後的干涉圖_fint和相干係數圖_cc

圖: 相位解纏引數設定

圖: 解纏結果_upha

在控制點選擇的一步,點選Create GCP 按鈕,按照預設的資料輸入檔案,點選Next,滑鼠在解纏圖上選點,選點原則為:遠離形變區域,選擇相位好的點。選擇完之後,點選Finish。

圖: 選點介面

圖: 控制點的分佈,左圖是解纏圖,右圖是差分干涉圖

軌道精煉的介面,引數保持預設,點選Next,進行軌道精煉。

圖: 軌道精煉面板

軌道精煉之後,會生成一個精煉結果報表,如下圖:

圖: 軌道精煉報表

檢查軌道精煉的控制點,在ENVI中開啟臨時路徑下的INTERF_out_reflat_refinement.shp。

臨時路徑預設為C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\SARsTmpDir_ddmmyyyy_xxxxxx)

然後點選右鍵選擇Properties,在開啟的向量屬性面板上選擇Select Attribute為AbsResDiff,Color Table為RAINBOW,點選OK,控制點會進行彩色渲染顯示,顏色越紅的點,說明誤差越大。

圖: 軌道精煉控制點彩色渲染顯示

記錄下點號和位置(最好可以截圖儲存,以便刪除點的時候進行對照),然後在DInSAR工作流中,點選Back,回到選擇控制點的一步,載入進來控制點,把誤差大的幾個點刪除,再生成一次點檔案,同樣的方法再進行一次軌道精煉。

圖: 刪改之後的軌道精煉控制點

圖: 修改控制點之後的軌道精煉結果

圖: 軌道精煉前(左)後(右)的差分干涉圖對比

到相位轉形變和地理編碼面板,引數保持預設,點選Next,

圖: 相位轉形變和地理編碼引數面板

5 結果展示

得到的形變結果如下圖所示,結果顯示,地震區域形成了沿著東北-西南方向上的斷裂帶,北部呈現抬升,南部呈現沉降,形變在1米以內。

圖: DInSAR處理得到的日本熊本地震區域形變結果