GF-3双极化SAR遥感影像预处理【基础版】

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论文原文
2.3 数据预处理
本文对GF-3sar实验数据进行了双极化预处理。首先，采用IDL8.5对原始影像进行辐射定标和数据格式转换；其次，利用PolSARpro5.0工具将极化散射矩阵S2格式的影像数据提取到极化协方差矩阵C2；最后，借助ENVI5.3工具对极化协方差矩阵C2数据进行正射校正，并做9*9的均值滤波来抑制斑点噪声，提高信噪比。
Data Preprocessing
Firstly, IDL is used to implement the radiometric calibration and data format conversion of the original images. Next, PolSARpro is used to extract the polarization scattering matrix (S2) of the image data, then transforming it on to the polarization covariance matrix (C2). Finally, ENVI is used to orthorectify the C2 data, and create 9×9 mean filtering to suppress speckle noise and thus improve the signal-to-noise ratio of the images.

GF-3 SAR数据预处理流程概括：从L0级RAW数据一步一步升级到L3级GTC数据

1、下载数据
下载到的数据是RAW数据（L0级），即SAR传感器接收到的原始信号。
I:\GF3_preprocessing_workspace\FS2\GF3_KAS_FSII_020325_E119.3_N35.0_20200619_L1A_HHHV_L10004881669
2、预处理第一步-IDL8.5
（1）利用聚焦算法对原始影像RAW数据进行成像处理，生成斜距单视复数影像SLC数据（L1级）；
（2）由于多种误差源的存在，SLC数据存在辐射误差，为能精确反映地物回波特性，需要进行辐射定标处理，将输入信号转化为雷达后向散射系数，对SLC数据进行辐射定标，生成L1级辐射定标产品；
（3）以上两步由一个程序完成，输出.bin文件（复数型），极化散射矩阵S2数据（L1级辐射定标产品=带辐射定标的SLC数据）。
（疑问：所以S2==后向散射系数图像吗？）
I:\GF3_preprocessing_workspace\FS2\GF3_KAS_FSII_020325_E119.3_N35.0_20200619_L1A_HHHV_L10004881669\SLC
3、预处理第二步-PolSARpro5.0
将极化散射矩阵S2数据提取转换为极化协方差矩阵C2数据（仍为L1级），输出.bin文件（浮点型）。此处其实也可以转换为强度数据；此处其实也可以再进行多视处理。
[PS：强度特征是SAR影像最主要的特征之一，基于SAR强度影像可以提取地物信息，因此需要将SAR复数影像数据转换为SAR强度影像数据。
SLC数据为1视复数数据，为提高图像的视觉效果，同时提高对每个像元后向散射的估计精度，需要进行多视处理，即对目标的多个独立样本进行平均叠加。多视处理一方面使影像几何特征更接近地面实际情况，另一方面也在一定程度上降低了斑点噪声，但在降低噪声的同时降低了空间分辨率。考虑到GF-3数据空间分辨率原本就不高，本文不对其进行多视处理，实际上如果做，会影响之后的图像坐标。]
I:\GF3_preprocessing_workspace\FS2\GF3_KAS_FSII_020325_E119.3_N35.0_20200619_L1A_HHHV_L10004881669\SLC\C2
4、预处理第三步-ENVI5.3
（1）对极化协方差矩阵C2数据做9*9的均值滤波来抑制斑点噪声，提高信噪比；
[PS：由于SAR系统是相干系统，相干斑噪声是SAR影像的固有现象。相干斑噪声的存在严重影响了SAR影像的地物可解议性，因此需要进行斑点噪声滤波处理。常用的SAR 滤波器通常指空间滤波器，主要有Lee滤波器、Frost 滤波器、Kuan滤波器以及Gamma MAP滤波器等。针对多时相数据，还可以采用多通道滤波器或多时相滤波器。]
（2）借助原始高分三号自带的控制点数据（.rpc）对C2数据进行几何校正（输出_geo.tif，浮点型），完成地理编码，使其具有地理坐标；
此时，L1级C2数据变为L2级地理编码产品，即地理编码椭球校正(GEC) 产品。
[PS：GEC将地球表面简化为一个椭球面。]
（3）使用ENVI默认的全球DEM数据对L2级GEC数据进行正射校正（输出_ort，浮点型），使其具有投影。
此时，L2级GEC数据变为L3级地理编码产品，即地理编码地形校正(GTC)产品。
[PS：GTC利用数字高程表面模型作为真实地球表面或利用控制点对定位模型进行参数优化。
几何校正分为不同级别，正射校正可以说是几何校正的最高级别。我们一般所说的几何校正是消除因大气传输、传感器本身、地球曲率等因素造成的几何畸变，主要纠正或者赋予影像平面坐标。正射校正除了进行常规的几何校正的功能外，还要根据DEM来纠正影像因地形起伏而产生的畸变，会给图像加上高程信息。流程顺序应为：辐射定标——>大气校正——>几何校正——>正射校正]
I:\GF3_preprocessing_workspace\FS2\GF3_KAS_FSII_020325_E119.3_N35.0_20200619_L1A_HHHV_L10004881669\SLC\C2

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