使用 ISCE2 topsStack 典型步骤解读

最新推荐文章于 2025-05-29 10:27:40 发布

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Sentinel-1 TOPS 模式 InSAR 处理流程（例如使用 ISCE2 topsStack 或类似脚本）的典型步骤进行推断。不同软件或脚本可能存在细节差异，但总体思路相似。以下为对这 16 个脚本的大致功能解释，供参考。

run_01_unpack_topo_reference
主要作用：解压或解包用于参考轨道（或者称“参考影像”）的地形数据（DEM）及相关辅助文件，并将其转换为后续处理所需的格式或目录结构。
背景：InSAR 处理中通常需要事先准备地形数据（如 SRTM、DEM）来进行正射几何校正、相位模拟等。
run_02_unpack_secondary_slc
主要作用：解压或解包次要(SLC)影像数据（如多时相 Sentinel-1 SLC 产品）。
背景：在处理 Sentinel-1 TOPS 模式时，通常需要解压 ZIP 格式的原始数据，并整理到指定的目录，供后续步骤读取和处理。
run_03_average_baseline
主要作用：计算各影像对（Master-Reference 与多 Secondary 影像）的平均空间基线（或时间基线）。
背景：在时序 InSAR 或多基线处理流程中，需要知道每个干涉对的基线信息（即卫星在两次成像时的轨道几何差异）。
run_04_extract_burst_overlaps
主要作用：针对 Sentinel-1 TOPS 模式的特点，提取各影像在相同波束（子Swath）和相同 Burst段的重叠区域。
背景：Sentinel-1 的 TOPS SLC 是由多个子波束(Subswath)和每个波束里的多个 Burst 拼接而成。为了生成干涉图，需要将参考影像与次要影像中对应的 Burst 精确对齐。
run_05_overlap_geo2rdr
主要作用：对提取到的重叠区域进行 geo2rdr 运算（从地理坐标到雷达坐标的几何变换）。
背景：InSAR 中常见的几何配准步骤。 geo2rdr 是将在地理坐标或地图投影坐标下的数据重新投影到雷达成像坐标（方位向-距离向）。
run_06_overlap_resample
主要作用：对重叠区域进行重采样 (resample)，使得参考影像和次要影像在相同雷达坐标系中严格对齐。
背景：配准是 InSAR 最关键的步骤之一，只有两景影像精确对齐后才能得到高质量的干涉相位。
run_07_pairs_misreg
主要作用：对前面已配准好的干涉对进行配准误差（mis-registration）估计或修正。
背景：在完成第一轮几何校正和重采样后，软件会计算实际相位或相关系数，以检测是否存在微量配准误差，进而对其进行迭代修正。
run_08_timeseries_misreg
主要作用：时序配准误差评估，即检查多个时相（不止一对）之间的配准误差随时间或影像对组合的变化。
背景：在多时相或时序 InSAR 处理中，需要对每一幅 Secondary 影像相对于参考影像做高精度对齐，并在全时序上保证一致性。
run_09_fullBurst_geo2rdr
主要作用：针对完整的（full burst）SLC，进行地理坐标到雷达坐标的转换（geo2rdr），而不仅仅是前面提到的重叠段。
背景：在前几个脚本中，已经对 Burst 重叠区域进行了测试性或局部的配准；此时需要对全部影像数据进行统一的几何变换，为后续干涉处理做准备。
run_10_fullBurst_resample
主要作用：对完整的（full burst）SLC进行重采样，使所有影像在雷达坐标下完全对齐。
背景：完成 geo2rdr 之后，需要将次要影像插值或重采样到与参考影像相同的网格上。这样才能确保后续生成的干涉图相位像素一一对应。
run_11_extract_stack_valid_region
主要作用：在多景影像（stack）中，提取所有时相都有效的共同区域，或者去除一些无效区域（如水域、几何畸变区等）。
背景：在时序处理前或生成干涉之前，一般会对影像做掩膜或裁剪，只保留后续分析所需的有效像素范围。
run_12_merge_reference_secondary_slc
主要作用：将处理好的参考影像与各次要影像进行合并或对齐到同一个目录或文件，以便后续一次性生成干涉对。
背景：在多时相处理框架中，通常要将所有已校正对齐的影像组织起来进行批量干涉计算。
run_13_generate_burst_igram
主要作用：基于配准好的各个 Burst，对参考影像与次要影像逐个生成干涉图 (Interferogram)。
背景：Sentinel-1 TOPS 模式干涉处理中，一般先在 Burst 级别生成干涉图，确保每个 Burst 区域都正确配准，之后再进行合并。
run_14_merge_burst_igram
主要作用：将单个 Burst 的干涉图拼接合并成整景的干涉图。
背景：Sentinel-1 的一景通常包含多个相邻的 burst，合并后才能得到连续的干涉相位覆盖范围。
run_15_filter_coherence
主要作用：对生成的干涉图计算或过滤相干系数(coherence)，并可能对干涉相位进行滤波（如 Goldstein 滤波）。
背景：相干系数可以用来评估像素在干涉对之间的相位保真度；滤波可以平滑相位噪声，提升后续相位解缠的质量。
run_16_unwrap
主要作用：对干涉相位进行相位解缠（phase unwrapping）。
背景：InSAR 干涉相位在 2π 范围内是模糊的，需要通过解缠算法将相位从[0, 2π)范围展开为连续的位移量，才能进行后续形变分析或高程反演。