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产品描述

 

Skysense软件简介

Skysense软件是香港洪都(国际) 发展有限公司与香港中文大学合作,经过6年时间,研发出的国内第一款商业InSAR自动化处理软件,其通过分析SAR卫星影像,可精确应用于城市地面沉降和基础设施形变的监测,适用于城市高楼、铁路、公路、桥梁、机场、堤坝、石油平台、油气管道沿线以及山体滑坡等的沉降和形变监测,从而为城市基础设施进行大面积扫描体检,保障基础设施的健康安全运行。Skysense采用C++OpenMP并行编程,实现了SLC到最终InSAR产品(InSAR DEM产品、DInSAR形变产品、PS DSM产品和PS形变产品)的自动化处理,软件共包括工程管理、SAR基本工具、InSAR处理、DInSAR处理、MT-InSAR分析、后处理和可视化模块。

       


Skysense支持的卫星数据类型

SAR基本工具

SAR基本工具模块实现对SAR/InSAR图像的基本处理操作,包括裁剪AOI、干涉滤波、数据掩膜、地理编码、过/降采样、影像加减操作、统计等基本功能。通过裁剪AOI可从全景SLC影像中提取感兴趣的研究区域;干涉滤波操作包括对干涉图进行的Goldstein滤波和同质点滤波(DS点);数据掩膜操作用于对低相干区与进行掩膜,避免空间二维解缠过程中产生误差;地理编码应用于对InSAR中间产品和最终产品进行地理编码,实现SAR斜距成像几何到正射影像几何的转换;过/降采样操作对不同分辨率的影像采样到同一分辨率,使其能够进行干涉处理,适应于PALSAR单极化、双极化影像的分析;影像加减操作实现了影像之间物理量的加减运算;还有包括产品直方图统计等功能。

                                       

                                                               滤波前                                              滤波后



InSAR
处理

InSAR处理模块实现了传统干涉到地形数据(DEM)生成的过程,利用两景影像干涉能力实现DEM的生成,高程精度可达5-15米。功能包括影像配准、生成干涉图、生成相干系数、去平地相位、基线精化、相位解缠、生成地形数据等操作。影像配准实现了影像的粗配准和精配准,配准精度达到0.2个像素以内,其中Sentinel-1影像配准通过外部SRTM实现;生成干涉图利用两幅配准后影像实现干涉操作;生成相干系数得到了干涉图的空间相干系数,可用于干涉质量评价和后期的MT-InSAR初选点;去平地相位去除了由平地效应导致的相位信息;基线精化操作可通过生成的去平地干涉图含有的轨道信息来精化基线,适应于Radarsat-2GF-3ALOS-1/2等卫星轨道误差的去除;相位解缠利用MCF算法对去平地干涉图或差分干涉图进行二维解缠,以便生成对应的高程结果或者形变结果;生成地形数据是利用解缠后结果生成最终SAR坐标系下的高程数据,是传统InSAR测量的最终产品。

高分三号干涉图

                        

DInSAR处理

DInSAR处理利用干涉数据和外部地形数据(如SRTM)实现两个时间段的大变形测量,可用于火山、地震、滑坡等灾害引起的地面位移测量,提高对其活动规律的认识,测量精度可达分米级到厘米级。DInSAR处理包括模拟地形相位、生成差分干涉图、去除高程相关大气、和生成形变数据操作。模拟地形相位是指利用卫星基线信息模拟外部DEM(如SRTM)产生的相位信息;生成差分干涉图是利用去平地干涉图减去模拟相位生成残余相位,差分干涉相位一般包括大气和形变成分;大气分布一般和高度成线性关系,去除高程相关大气会去除部分与高度成线性关系的大气成分,保留形变信息;生成形变数据是利用解缠后的差分干涉图生成最终的形变数据。

 

     

MT-InSAR分析

MT-InSAR分析功能模块实现了长时间序列地表变形信息提取,核心算法包括具有自主知识产权的CuPS(香港中文大学永久散射体干涉)算法和CuSBAS(香港中文大学小基线集)算法,形变监测精度在厘米到毫米级。CuPS算法主要适用于高分辨率SAR影像在影像数量充足情况下(一般>25景)提取城市基础设施高度和形变信息,CuSBAS算法主要适用于中低分辨率SAR影像在数量有限(一般>12景)的情况下提取大范围沉降漏斗信息。

算法的主要优势包括:

Ø  采用自适应混合构网技术探测PS点,挑选最优构网路径通过邻近点去大气,对大气噪声有更好的抑制作用;

Ø  使用稳健估计算法(M估计和岭估计)提高形变提取的精度和稳定性;

Ø  引入季节性温度变化模型,能够提取热胀冷缩导致的非线性形变;

Ø  利用先进的TomoSAR技术探测叠掩散射体,更适用于高密度复杂城区的监测;通过同质滤波提高低相干目标(如公路路面、草坪等)的相干系数,可用于提取DS点;

Ø  采用C++OpenMP并行编程,利用版本树统一组织管理数据,在Windows系统下有良好的用户交互界面,使用并行计算方法提高了算法效率。


                                                                混凝土热胀冷缩

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