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行业动态

Sar卫星数据的格式

来源:本站   发布时间: 2019-11-15 08:39:08   浏览:2157次  字号: [大] [中] [小]

一、Sar数据的组织
   遥感图像,特别是Sar图像常用的数据组织方式是数据+头文件。即数据文件只存储二进制数据,比如一幅图像有m行,n列,每个像元用一个浮点数表示,那么这个数据文件就只存m*n个浮点数。因此,光有数据文件有时候很难显示一幅图像,因为你不知道数据是如何组织的,你甚至不知道图像有多少行,多少列。当然,有时候也是可以猜出来的。另外一个文件是头文件,里面存储是文本信息,又可称之为元数据。里面包含可能有图像大小,数据组织方式,轨道信息,坐标信息等等。


二,五种常用数据格式
COMPLEX_DATA:复数数据,比如一个复数占用8Byte,则实部和虚部各占4Byte,即一个复数由两个浮点数组成。存储的时候,将复数挨个存,即
REAL,IMG,REAL,IMG...

ALT_LINE_DATA:各波段按行存储,alternating lines,又称BIL(band interleaved by line)。按顺序存完每个波段的同一行,再接下来存下一行,以3波段为例,假设图像大小为3*3:



ALT_SAMPLE_DATA:各波波按像元存储,alternation sample,又称BIP(band interleaved by pixel)。按顺序存完每个波段的某个像元,再接下来存储下一像元,仍以3波段为例,假设图像大小为3*3:


ALT_BAND_DATA:即各波段按次序存储,又称BSQ(band sequental)。存完第一波段,存第二波段,再存第三波段。以3波段为例,假设图像大小 为3*3:


FLOAT_DATA:浮点数据。事实上,图像要么是整数数据,要么是浮点数据。这里的FLOAT_DATA主要指只有一个波段。

三,常用的文件格式
*.raw:二进制原始数据。像元的值可能是整数。
*.int:干涉图像。像元一般是复数,也就是8Byte的复数,由两个4Byte的浮点数组成。
*.amp:幅度图像,即形成干涉图像的两幅复数图像的幅度值,因此,一幅干涉图对应两幅幅度图像。这两个图像有时候放在一个文件中,分波段存储(一般是BIP),有时候放在两个文件中。
*.slc:即single-look complex,一幅单视复数图像。两幅 这样的图像就可以生成干涉图了。
*.cor:相干性数据。可能是FLOAT_DATA,存储一个波段,也可能是ALT_LINE_DATA(即BIL),存储多个波段。

    随着以ALOS-PALSAR,TerraSAR-X,RadarSat-2为代表的第二代SAR卫星系统的相继发射成功,其数据也陆续开始向用户分发,星载SAR数据日益丰富的同时,其格式也呈现多样化的势态,不过个人认为以数据使用,共享的方便为目的,在目前众多的数据格式必然会相互借鉴各自的优势,最终形成一套如CEOS一样的数据格式规范。对过去数据格式的总结,分析如今数据格式的特点,借鉴国外SAR数据产品发布的规范,将有利于制定出我国自己的SAR卫星数据产品规范等级,使其能为全球用户服务,从而提升我国遥感产品的竞争。本数据格式的总结分两部分,这一部分着重介绍前一代星载SAR所产用的CEOS数据格式,下次将介绍新一代SAR的数据格式。
   第一代星载SAR系统主要是以ERS-1/2,RadarSat-1,JERS-1为代表,他们特点主要是单极化,成像模式比较单一,主要以strip的方式(RadarSat-1具有ScanSAR的工作模式),每次成像获得的数据集一般只有一个,在这种情况下,它们均采用了CEOS的SAR数据存储标准格式,拿到的数据产品一般包括4个文件:DAT_01.001(数据文件),LEA_01.001(头文件),NUL_01.001(空文件)和VDF_01.001的卷文件,其中主要的信息存在DAT_01.001和LEA_01.001两个文件中,一个存储了实际获得的图像数据,一个保存图像获取时的卫星姿态参数以及图像本身的一些基本信息。对于一般的用户而言,该属性文件虽然采用了ASCII码的方式存储,但是其内容依然晦涩———采用”记录(Record)——字段“的方式,在文件固定位置存放固定的信息,但是由于没有字段名称只有“值”,因此在没有用户手册的情况下很难明白其含义,都得借助专门的程序才能使普通用户阅读。其次对于数据文件。所记录的图像也是按其特有的方式存储,不方便用户的预览,即使是非SLC的幅度图象,也还得经过程序的转换。
   随着SAR遥感应用的越来越广泛,用户越来越多,能更方便地供用户使用的数据产品格式越来越迫切,另一方面随着第二代星载SAR系统开始运行,它们较之第一代SAR而言最大的区别是具有了多极化,多模式的工作方式,是其能够同时获得几个数据集(极化方式)的采集,因此定义新的数据产品格式也是适应新一代SAR系统的要求。
   2002年ENVISAT卫星系统的成功发射,ASAR数据的成功获取分发,标志着星载SAR系统进入了一个新的发展阶段,随后2006年日本ALOS-PALSAR,2007年德国的TerraSAR-X加拿大的RadarSAT-2意大利的CosmoSkymMed成功入轨运行,则意味着新一代SAR系统的数据开始正式取代原星载SAR数据,成为以后一段时间对地观测主要SAR数据源。这一阶段星载SAR数据的主要特点是多极化的数据获取能力,从ASAR的交替极化(两种极化数据的获取)到后来的全极化数据获取,使得卫星能在一个时刻同时获得一个区域的至少两组的数据集,因此新一代的SAR数据产品对于多数据集的存储给予了较多的关注,其次为了便于SAR数据的应用,在新一代SAR数据产品格式中强调了格式的通用性,下面对几种新星载SAR数据格式产品作简要介绍。
1)ENVISAT-ASAR:作为ERS-1/2的后继星,采用了一种以.N1为后缀的文件格式,它将文件的属性新信息与数据合为一体,主要包括了MPH(一般头文件——对于所有产品文件),SPH(特殊信息头——针对各个产品文件)和数据集(data set以及对各个data set的描述)。这种文件格式能很好简便地包含两个极化通道的数据,但是对于头文件中所描述的信息依然晦涩,一般需要将.N1文件进行转换后才能方便用户的使用;
2)ALOS-PALSAR:依然采用了CEOS的文件格式,但是对于多(全)极化的情况,采用将各极化数据分别存为一个数据文件的策略;
3)TerraSAR-X:其头文件采用了网络上普遍使用的xml格式,使得用户能够不在其他特殊软件的支持下,既可以用ie就可以阅读获取卫星成像的参数等信息。而对于图像数据的存储,依据不同的数据等级而有所不同。对于SLC数据,它采用了cos的文件方式存储,需要编写程序进行转换,而对于其他等级的图像,则采用了Tiff这一通用的图像格式;
4)RadarSat-2:目前尚未拿到实际数据,根据已发文档介绍,头文件将也采用xml的格式,而对于数据文件也将考虑tiff的方式,等拿到实际数据后将再对其作专门说明;
5)CosmoSkyMed:采用了专门针对遥感科学的hdf5存储方式,它已group和data set为单元,其中group中记录元数据,而将可能的多极化数据存储在data set中,其中data set中还考虑了对缩略图的存储,目前GDAL已经提供了对于该格式的读取支持,用户可以在GDAL库的支持下方便获得各个数据集以及元数据信息。
从目前这些新一代SAR数据产品格式来看,认为xml,tiff这些通用格式将会逐步成为SAR遥感数据的标准之一,而针对遥感科学研究的hdf5也将在SAR数据产品中占有一席之地,而随着欧洲Sen-1计划,将会出现更多的SAR数据产品,其格式也将走向成熟规范。

 

 

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