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概述
产品级别/产品类型
单视复图像(SLC)
地理编码椭球校正(GEC)
地理编码地形校正 (GEO)
传感器独立复数据 (SICD)
Beta和sigma0
尺度变换因子
TIFF+JSON文件格式
概述
Capella 的 SAR 数据产品目前包括单视复图像 (single look complex, SLC)产品、地理编码椭球校正 (geocoded ellipsoid corrected , GEC)产品和地理编码地形校正 (geocoded terrain corrected, GEO) 图像产品类型,且所有模式、所有产品类型的SAR图像产品,均按照Capella定义的TIFF+JSON格式提供。另外聚束模式和条带模式的单视复图像数据也以传感器独立复数据 (Sensor Independent Complex Data, SICD) 格式提供。下图给出了由原始Raw回波数据到单视复图像、地理编码产品的处理过程。
产品级别/产品类型
单视复图像(SLC)
SLC图像是斜距平面上的单视复图像,且图像聚焦在零多普勒上。单视复图像包含了图像的幅度和相位信息,每个采样点都输复数,即同时包含实部和虚部。SLC的每个像素点占用32bit,其中前16bit是当前采样点的实部,数值类型为int16;后16bit是当前采样点的虚部,数值类型也是int16。这种复数的数值类型,被称为Cint16.
地理编码椭球校正(GEC)
GEC产品是经过多视处理后,进行地理编码并投影到椭球模型上的幅度产品,与SLC产品类似,GEC产品也是聚焦后的SAR图像。生成GEC产品时,只使用场景中心平均高程,没有考虑地形校正,即一景图像只使用一个高程值。因此,用户希望使用没有经过任何DEM校正、但具有明显地形起伏区域的SAR图像时,可以选在GEC产品。GEC产品的像素值和辐射校正处理过程与GEO产品相同。
地理编码地形校正 (GEO)
GEO产品是经过多视处理后,使用DEM进行地理编码和地理校正的幅度产品,其像素强度包含了线性辐射校正。
为了提高辐射分辨率,GEO产品的方位向进行了9倍多视。辐射分辨率是提高SAR系统检测能力的关键指标之一。Capella使用了多视技术,即将长合成孔径分成一系列小的子孔径,然后将这些子孔径的图像合成最终的GEO产品。
传感器独立复数据 (SICD)
对于在 聚束和条带模式下采集的 SAR 图像产品,Capella 以与 SICD 标准规范 v1.2.1 一致的传感器独立复数据 (SICD) 格式提供SLC图像数据。SICD 格式的图像产品以单个 NITF 格式文件 (*.ntf) 的形式提供,其中包含SLC图像数据和相关的 SAR 元数据。
SICD 是美国国家地理空间情报 (GEOINT) 标准,旨在以独立于传感器的方式存储和传播 SAR 单视复(SLC) 图像数据。 SICD 标准利用成熟的国家影像传输格式 (NITF) 容器格式,其中包含专门为存储 SAR 复影像产品而设计的定制数据格式和元数据标签。 Capella 的 SICD 格式复图像产品符合 2018 年 12 月 13 日发布的 SICD 标准 1.2.1 版 (NGA.STND.0024-1_1.2.1)。 Capella 图像产品是通过设置 ImageFormAlgo=”OTHER” 使用 SICD 标准支持的后向投影算法生成的。
Beta和sigma0
GEC和GEO产品的辐射类型是sigma0;SLC产品定义在斜距平面,辐射类型是beta。在beta产品的基础上,根据椭球模型计算并补偿入射角,即可得到sigma0产品,因此两者之间的关系可以用下式表示
其中,θ 表示入射角,β 表示雷达后向散射强度,Aβ 表示斜距平面的分辨单元面积。由于不同SAR图像可能是在不同入射角、不同的升降轨、不同的左右侧视等观测条件下获取的,这些观测条件的区别也会导致SAR图像的区别,sigma0产品的目的,就是尽可能减小这些区别,进而使这些产品可以相互比较。
尺度变换因子
尺度因子(Scale Factor,SC)描述了实际SAR图像回波值和目标后向散射系数之间的关系,由JSON扩展元文件提供。对于SLC产品,雷达亮度可以表示为
其中, 表示beta散射类型产品的雷达散射绝对值。同样,对于GEC和GEO产品,有
TIFF+JSON文件格式
Capella 在被称为 Capella TIFF+JSON 格式的 3 文件捆绑包中,提供所有工作模式(Spot | Site | Strip)和产品类型(SLC | GEC | GEO)的 SAR 数据。 Capella TIFF+JSON 格式捆绑包包括一个云优化的 GeoTIFF 格式图像文件以及两个 JSON 元数据文件(STAC 和扩展)。 Capella 的 TIFF+JSON 格式 3 文件捆绑包中交付的每个 SAR 图像产品都包括一个图像数据文件、一个目录元数据文件和一个扩展元数据文件。
图像数据文件:最终的图像产品,命名规范如下:
"EEEEEEE_SSS_MM_PPP_HH_SSSSSSSSSSSSSSS_EEEEEEEEEEEEEEE.tif"
目录元文件:包含SAR数据获取的相关信息,方便用户搜索和查询相关数据。
此元数据遵循时空信息目录 (STAC) 规范,格式 JSON。 STAC 简化了地理空间信息的描述、数据融合和时间序列分析的应用。命名规范如下:
EEEEEEE_SSS_MM_PPP_HH_SSSSSSSSSSSSSSS_EEEEEEEEEEEEEEE.json
扩展元文件:描述数据获取、定标、噪声和产品生产等相关信息,为JSON文件,命名规范如下:
EEEEEEE_SSS_MM_PPP_HH_SSSSSSSSSSSSSSS_EEEEEEEEEEEEEEE_extended.json
命名规范中字母的含义如下表所示。
三种文件的详细描述,见产品格式说明文档。
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