RADARSAT-2雷达卫星影像产品及其应用
Radarsat-2卫星影像数据解译
北京揽宇方圆信息技术有限公司Radarsat-2卫星影像数据解译采用Radarsat-2数据,开展工作区遥感解译工作。
采用遥感数据与多元数据相结合，计算机信息自动提取与人机交互解译相结合，遥感技术与卫星定位技术、地理信息系统技术相结合，室内综合研究与实地调查相结合的技术路线。
利用永久散射体技术获取长时间序列的城市区域沉降变化，永久散射体技术利用在长时间间隔SAR干涉图上保持有高相干特性的地面目标点，通过分析这些地面目标点上的相位，检测毫米级的地面形变。
将DEM误差、形变、大气和轨道误差造成的相位的空间相干性和时间相干性进行对比，根据各部分相位在时间和空间上的不同表现，可以将它们分离出来。
在DEM误差被分离出来之后，考虑到形变造成的相位在时间上的相干性，通过在时间域上的低通滤波，可以将形变造成的相位准确地估计出来。
（1）通过遥感数据重点解译如下内容：地质构造（特别是活动构造）、地形地貌、地表岩性、地表水体、湿地分布、水田分布、滩涂利用、河流水系、古河道及浅层淡水的分布范围与可能富水地段、古洼地、古岸线遗迹、河口变化、不良地质现象和地质灾害。
土地利用类型和利用现状，包括城市、农用地、林地、工矿用地等不同类型用地现状。
（2）地质环境要素遥感信息提取采用人机交互解译和自动分类两种技术方法。
其中主要内容依靠人机交互解译完成，图斑界线误差控制在一个像元之内。
那些光谱特征均方差小、与其它地物光谱反差明显的地物种类，采用计算机自动分类技术完成解译。
分类误差控制在5%以内。
（3）利用遥感图像资料，在完成图像处理的基础上，提取主要地质环境要素信息。
采取两种技术方法进行。
一是传统的不同年代遥感图像解译结果对比法。
通过这种不同年代遥感图像解译结果对比的方式，提取同一地点地质环境要素在性质、空间分布范围等方面的变化信息。
二是不同年代的不同分辨率的遥感数据组合法。
要求总误差小于5%。
（4）在基本查明主要地质环境要素的时空分布和变化特征的基础上，分析研究导致主要地质环境要素发生变化的原因以及变化过程，预测发展趋势。
Radarsat-2 SAR影像两种定位模型精度的对比分析
是光 学卫星遥 感影 像 的通 用 成像 几 何 模 型 ， 内外 国 学者 ［ 针 对光 学卫 星遥感 影像 以及 航 空框 幅 式影 ５ ］
星载 Ｓ ＡＲ 回波数 据 的距 离 ～ 多 普勒 参 数 可 实 现对
收稿 日期 ：０ １ ２ ｌ ２ １ —１ 一 ４ 修 订 日期 ：０ ２ ３ ２ ２ １ 一Ｏ ～２
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RADARSAT-2 雷达卫星数据D-InSAR处理报告
相干。
2.4 基线估计
平行基线和垂直基线分量的估计精度对平地相位的计算和地形相位的模拟至关重要，地表 微小形变的监测依赖于高精度的基线参数，而目前卫星系统提供的精密轨道信息精度不高甚至 没有提供精密轨道信息，导致基线的估计精度偏低，出现系统性误差；目前常用的基线估计方 法有轨道法、条纹频率法和基于地面控制点的基线精化估计等。
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图 1 InSAR 几何原理图
如图 1 显示了重复轨道干涉测量所需关键参数及卫星轨道与地面目标的相对几何关系。S1 和 S2 分别表示主辅图像传感器，B 为空间基线，H 为主传感器相对地面的高度，R1 和 R2 分别 为主辅图像斜距，α为基线 B 与水平方向的倾角，θ 为主图像入射角，P 为地面目标点，h 为 P 点高程，P0 为 P 在参考平地上的等斜距点。B∥和 B⊥分别表示空间基线 B 在雷达视线方向 S1 与垂直视线方向上的投影。它们的表达式如下：
息，它是干涉测量技术赖以实现的关键信息。根据波动方程，两次的回波信号可用复数分别表
示为：
S(R1) A(R1) exp(i (R1)) S(R2 ) A(R2 ) exp(i (R2 ))
(1-2)
其中，A(R1)、A(R2)为两回波的振幅，ψ(R1)、ψ(R2)为回
波相位。从式（1-2）可以看出，雷达回波的振幅与相位都是雷达天线到目标 P 的路径的函数。
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RADARSAT-2 雷达卫星数据 D-InSAR 处理报告
1 InSAR地表形变监测理论
雷达卫星地表形变监测通常是通过 D-InSAR 技术来实现，此技术是由 InSAR 技术发展而 来的，因此，首先需要介绍 InSAR 测量基本原理。
RADARSAT-2雷达卫星影像运行10年了
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01
2007年12月，加拿大RADARSAT-2卫星发射升空，到现在已在太空运行10年了，围绕地球运行了近23.5亿公里，平均每年获取60000多景影像。
RADARSAT-2能够在任何天气条件下日夜扫描地球，凭借成熟的商业运作模式和实力雄厚的技术支撑团队，每天可靠、高效、及时地向全世界用户提供陆地、海洋和冰川等方面的数据。
RADARSAT-2卫星是一颗C波段综合大卫星，发射至今，仍在不断改进和释放更多的能量。
另外，RADARSAT卫星星座（RCM）将在2018年发射，RADARSAT家族将会更加强大，为各行业提供更加优质的数据资源保障，敬请期待！
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常用雷达卫星影像数据介绍
北京揽宇方圆信息技术有限公司常用雷达卫星影像数据介绍（1）中国GF-3号卫星高分3号（GF-3）雷达卫星由中国航天科技集团公司五院抓总研制，2016年8月发射升空，是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达卫星，具有高分辨率、大成像幅宽、多成像模式等特点，既能实现大范围普查，也能详查特定区域，可满足不同用户对不同目标成像的需求。
（2）德国TerraSAR-X卫星TerraSAR-X卫星是德国宇航中心（DLR）与EADS Astrium公司为了TanDEM-X全球测高任务而联合开发的两颗卫星，雷达工作于X频段，两颗TerraSAR-X卫星分别于2007年6月和2010年6月发射升空，双星编队组网后利用InSAR技术在三年内完成了全球DEM测量。
在顺利完成测高任务的基础上，TerraSAR-X卫星在太空中还开展了大量的科学试验，高质量的雷达图像数据在其他领域也获得了很多应用。
（3）意大利COSMO-SkyMed卫星COSMO-SkyMed是意大利航天局（ASI）和意大利国防部（MoD）共同研发的X频段高分辨率雷达卫星星座，整个星座由四颗卫星编队组成，2007年6月发射第一颗卫星，2010年11月发射了第四颗卫星，目前COSMO-SkyMed的4颗卫星已全部在轨运行，是一个军民两用的对地观测系统。
（4）加拿大RadarSat-2卫星RadarSat-2卫星由加拿大空间署(CSA)与MDA公司合作研制与管理，于2007年12月发射升空，雷达工作于C频段。
RadarSat-2是RadarSat-1卫星的后继星，在图像获取能力及性能方面有了长足的进步。
RadarSat-1/2卫星将很多成像模式首次带入太空，在雷达数据运营管理模式上也有较大的创新，是一颗引领性的卫星，在中国GF-3号卫星身上可以看到很多RadarSat-1/2的影子。
（5）日本ALOS-PalSAR卫星ALOS先进对地观测系列卫星由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)研制与管理，载有三个传感器：全色遥感立体测绘仪（PRISM）、先进可见光与近红外辐射计（AVNIR）和L频段全极化合成孔径雷达（PALSAR）。
Radarsat-2的系统组成及技术革新分析
摘 要 ： Ｒａ ａｓｔ ｄ ｒａ－ ２是加 拿 大继 Ｒ ｄ ｒａ－ ａ ａｓ ｔ １之后 的 新一 代商 用合 成孔 径 雷达 （ ＡＲ 卫 星 ， Ｓ ）
它在 继承 Ｒａ ａｓｔ ｄ ｒａ－ １原有 成像模 式 和技 术特 点 的基 础 上 ， 行 了较 大 范 围的技 术 革 新 。总 结 进 了 Ｒ ｄ ｒａ一 ａ ａｓ ｔ ２的 系统 组成 和性 能参数 ， 并重 点分 析 了其 包括 超 精 细 分辨 率成 像 、 极 化 成像 、 全
验 用途 的雷 达 系统 ， 次采 用 了可 变视 角 的 Ｓ ａ ｓ 首 ｃ ｎ ＡＲ 工 作模 式 。随着 星 载 Ｓ ＡＲ的不 断发 展 ， 大量 新技 术 和
测（ ＭｏＤ Ｘ） 新 技 术 和 新 工 作 模 式 。本 文 介 绍 了 Ｅ 等 Ｒ ｄ ｒａ一 ａ ａｓｔ ２的计划 概况 ， 总结 了其 系统 组 成 ， 着重 阐述
中图分 类号 ： ＴＮ９ ４ Ｔ ５ ７ ； Ｎ９ ８
文献标 识 码 ： Ａ
Ｃｏ ｔｔ ｔｏ ａ ｅ ｈｎ ｃ ｌａ ｖ ｎ ｅ ｅ ｓ ｏ ｄａ ｓ ｔ ２ ｎｓ ｉｕ ｉ ｎ ｎｄ ｔ ｃ ｉ ａ ｄ ａ ｃ ｍ ｎｔ ｆ Ｒａ ｒ ａ 一
Ｃｈｅ ｗｅ ， ｉＤａ ｉ ＬｉＤｕｎ， ａ ｇ Ｘｕ ｓ ｇ ｎ Ｓｉ ｉ Ｄａ ｈａ ， Ｗ ｎ ｅ ｏｎ （ Ｃｏｌｅ ｅ ｔ ｏ ｃ Ｓｃｅ ｃ ｎ ｌｇｅ ｏｆＥｌｃ ｒ ｎｉ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎｇ ｎｅ ｒｎｇ， ｔｏ ｌＵｎｉ ｅ ｓｔ ｎｆ ｎｓ ｉ ｅｉ Ｎａ ｉ ｎａ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＤｅ ｅ ｅ Ｔｅ ｈｎ ｏｇｙ， ｃ ｏｌ Ｃｈａ ｎｇｓ ００ ３， ｕｎ ｎ， ｈａ ４１ ７ Ｈ ａ Ｃｈｉ ａ ｎ）
左右视 成像 等在 内的技 术革 新 和技 术 实现 。Ｒａ ａｓｔ ｄ ｒａ－ 为 当前十 分先 进 的 星栽 Ｓ ２作 ＡＲ 系统 ，
radarsat2精密轨道数据格式
《深度探讨Radarsat2精密轨道数据格式》1.引言Radarsat2是由加拿大航天局开发和运营的一颗合成孔径雷达（SAR）卫星，是世界上首颗专为海洋监测、气象灾害监测和环境监测而设计的商业卫星。
它具有高分辨率、广覆盖和全天候的成像能力，可以提供宝贵的地球观测数据，为科研、军事和商业活动提供了重要支持。
在Radarsat2卫星的运行中，精密轨道数据格式是至关重要的一环。
本文将就Radarsat2精密轨道数据格式进行深度探讨，以期帮助读者更全面地了解这一关键数据。
2. 数据格式说明精密轨道数据格式是Radarsat2卫星通过测距仪器和位置传感器实时测定的卫星位置和速度数据。
这些数据被精确记录，并以特定格式存储，以便后续处理和应用。
精密轨道数据格式通常包括卫星的位置、速度、姿态、时间等重要信息，以及与地球表面之间的距离和角度等相关的观测数据。
3. 数据应用精密轨道数据格式在多个领域都有重要应用价值。
在地球科学研究中，这些数据可以用于测量地球形状、地表变形、地壳运动等。
在气象灾害监测和预警中，精密轨道数据格式可以提供卫星在空间中的准确位置，为灾害监测和预警系统提供重要支持。
在国防领域，这些数据可以用于卫星导航、轨道预测、空间目标跟踪等任务。
精密轨道数据格式也在农业、城市规划、交通管理等领域有着广泛的应用。
4. 数据处理对于Radarsat2精密轨道数据格式的处理，通常需要进行数据解析、校正、配准等一系列步骤。
需要对数据格式进行解析，提取出位置、速度、时间等关键信息。
对这些数据进行误差校正，以确保数据的准确性和可靠性。
接下来，需要将这些数据进行空间配准，与地理空间参考系统进行匹配，以便后续的地图制作、遥感分析等应用。
5. 个人观点和理解作为一名地理信息工程师，我对精密轨道数据格式有着浓厚的兴趣和深刻的理解。
我认为Radarsat2精密轨道数据格式是宝贵的地球观测数据资源，对于地球科学研究、气象灾害监测和国防安全等领域起着不可替代的作用。
Radarsat-2卫星影像数据
Radarsat-2卫星介绍
Radarsat-2于2007年12月14日，在哈萨克斯坦的拜科努尔太空基地成功发射，是Radarsat-1的后续卫星，它除延续了Radarsat -1的拍摄能力外，在新的图像获取能力及性能方面，又有了长足的进展。
同时，它具备成熟的商业运作模式和实力雄厚的技术支撑团队，因此可以可靠地、保密地、及时地向商业用户提供高质量的SAR图像。
Radarsat-2作为世界上最先进的商业卫星，设计寿命是7年而预计可达12年。
相比Radarsat-1的设计，Radarsat-2更加灵活，可根据指令在左视和右视之间切换，这不仅缩短了重访周期，而且增加了获取立体成像的能力；而实施这种切换只是通过简单的滚动操作，约需10分钟就可以完成。
另外，对所有波束模式，都可以左视或右视。
除了重访间隔缩短，数据接收更有保证和图像处理更加快速外，Radarsat-2可以提供11种波束模式，包括2种高分辨率模式；三种极化模式、增宽的扫幅以及大容量的固态记录仪等。
这些都使Radarsat-2的运行更加灵活和便捷。
Radarsat-2卫星参数。
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RADARSAT-2卫星地面站（Ground Station）
全球共计24个RADARSAT-2地面接收站，覆盖全球大部分区 域，可快速接收卫星数据，并及时提供给用户
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德清卫星地面接收站建设
拟接收半径2000km 将覆盖中国渤海、东 海、南海等重要海域及 中东部经济发达区域 同时兼顾海洋常规业 务监测及沉降农业应用 监测需求
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RADARSAT-2雷达卫星的优势及改进
特 点 优 点 高分辨率模式 （最高为1米） 四极化模式 （HH+HV+VV+VH） 新增宽模式 左右视功能 近实时编程服务 （4-12小时） 近实时交付能力 （2-4小时） 对于小面积，更精细的目标检测、识别，可以获 取最大信息量。 改进地物识别、变化监测及分类的能力，在农作 物监测、林业等方面应用更为有效。 新增五种宽模式影像模式，单次成像面积增大， 对于大面积的监测更为有效。 提高了对目标区域的重访频率，提高了监测效率。 在应急响应事件中，尽可能快速的提供影像获取， 以满足处理紧急情况的需要。 数据接收后2-4小时可以交付产品，对于灾害监测 等突发事态处理有较好的帮助。
•
The arrows indicate the location of the river channels. The river channel in Area 1 is about 20 m wide, and the river channel in Area 2 is about 17 m wide.
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RADARSAT-2雷达卫星相关
RADARSAT-1 1995年发射，于2013年4月进入安全模式。 在海洋、国土等领域持续发挥着重要作用。
RADARSAT-2 2007年发射，凭借其精准的轨道定位、优质的图 像质量及多种成像模式，在国土、农业、林业、海 洋、地质及水文等领域得到较为广泛的应用。 RADARSAT卫星星座 在RADARSAR-1和RADARSAT-2发展基础上开展 由三颗卫星组成，提供昼夜覆盖，大大缩短了重 访周期 ，极大地提高监测频率。
5
不分昼夜均可成像
无论云雨均可成像
6
无云覆盖
7
铁路
铁路在雷达图像上一般表现为亮线，隧道路段断开。
8
立交桥
机场
9
雷达
光学
10
建筑物
建筑群
平顶建筑物呈“L”型
城市建筑物群相对密集，排列多且整齐,这些目标一般具有较强的后向散射信号。 平顶建筑屋顶大多数形成镜面反射，屋顶呈暗色调，在雷达图像上呈现“L”形
…….
4
雷达波段波长和频率
波段 Ka K Ku X C S L P 波长（cm） 频率（GHz） 0.75~1.18 1.18~1.67 1.67~2.40 2.40~3.75 3.75~7.5 7.5~15 15~30 77~136 40~26.5 26.5~18.0 18.0~12.5 12.5~8.0 8.0~4.0 4.0~2.0 2.0~1.0 0.39~0.22
RADARSAT-2 2007年 2280 kg 7年 C波段，5.405 GHz 0.7 to 100 米 单极化、双极化 全极化 左视和右视 800 公里 24 天
RADARSAT卫星星座 2017年及2018年 <1300 kg 7年 C波段，5.405 GHz 0.7 to 100 米 单极化、双极化 全极化、紧致极化 右视 600 公里 12 天
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波长越长，穿透性越强
14
雷达遥感卫星的发展阶段
过去 现在
SIR-C NASA/JPL(USA)/1994 L,C-Band
TerraSAR/DLR/Airbus/2007 X-Band
Sentinel-1-ESA/2014.4 C-Band
Байду номын сангаас
ENVISAT/ASR/ESA(EU)/2002 C-Band
24
不同极化的差异
HH HV
HH
HV
26
不同极化对于地物的识别效果各异
极化方式
地物后向散射强度取决于雷达波极化 状态，一般情况下： 对于表面散射VV>HH 对于体散射VV~HH 一般来说，交叉极化（HV、VH）后向 散射低于同极化（HH、VV），但是对 比度比较大
RADARSAT-2 UltraFine
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聚束模式成像原理
对某一特定兴趣区域进行方位向 的多次拍摄，以达到高的方位向 分辨率。
SpotLight mode
波束模式 产品 SLC SGX SpotLight SGF SSG,SPG 0.5*0.5 0.5*0.5
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像元大小（距 分辨率（距离* 幅宽 定标 离*方位）（m） 方位）（m） （km*km） 精度 1.3*0.4 1*1/3 18*8 4.6-2.0*0.8 <1dB 1.6*0.8
29
RADARSAT-2 SpotLight B subscene (HH)
30
不同分 辨率的 成像细 节能力 差异
1米分辨率
3米分辨率
31
31
水体
RADARSAT-2多视精细HH极化
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入射角和分辨率的影响
• Due to a larger incidence angle (and better resolution), the river channel is more discernable in the FQ 19 (~ 8 m resolution) image versus the FQ 7 (~12 m resolution) image.
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2、雷达卫星相比光学的优势： 雷达卫星搭载主动传感器，具有全天候、全天时探测能力 波长较长，穿透力强、无云覆盖 采用侧视方式，一次成像面积大、成本低 SAR能够获取地面物体纹理特性
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主流雷达卫星常用波段
波段 X 卫星 TerraSAR、TanDEM Cosmosky-Med ERS-1/2 C ENVISAT ASAR RADARSAT-2 Sentinel-1A L ALOS PALSAR ALOS-2 PALSAR-2 波长（cm） 频率（GHz） 3.1 3.1 5.6 5.6 5.6 5.6 23.6 25 9.65 9.65 5.33 5.33 5.40 5.40 1.27 1.20
RADARSAT-2 产品级别
产品级别 基本说明
单视复型产品。它采用单视处理，保留了SAR相应信息，以32bit SLC（Single Look Complex） 复数形式记录图像数据。只有单波束模式的数据可以生成SLC产 品，该产品面向于具有相当处理水平和处理条件的用户。 SAR地理参考精细分辨率产品。只有单波束模式的数据可以生成 SGF产品。对标准模式、宽模式、超低和超高模式均采用 SGF（SAR Georeferenced Fine Resolution） 12.5m×12.5m的象元尺寸和4视处理；对于精细模式，采用 6.25m×6.25m的象元尺寸和单视处理。 SGX（SAR Georeferenced Extra Fine Resolution） SCN（ScanSAR Narrow Beam） SCW（ScanSAR Wide Beam） SSG（SAR Systematically Geocoded） SAR地理参考超精细分辨率产品。该产品与SGF产品相仿，唯一 的区别是SGX采用更小的象元尺寸，因而产品的数据量较大。 窄幅ScanSAR产品。图像为25m×25m的象元尺寸。 宽幅ScanSAR产品。图像为50m×50m的象元尺寸。 SAR地理编码系统校正产品。该产品在SGF产品的基础上进行了 地图投影校正。只有单波速模式数据可以生成SSG产品。 SAR地理编码精校正产品。该产品与SSG产品相仿，不同之处在 于采用地面控制点对几何校正模型进行修正，从而大大提高了产 品的几何精度。
RADARSAT雷达卫星影像 产品体系及其应用优化
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提纲
一、雷达卫星遥感的优势及发展 二、雷达影像的成像原理及典型地物特征 三、MDA及RADARSAT系列卫星情况介绍 四、RADARSAT-2产品体系及产品级别 五、RADARSAT-2产品应用优化 六、常用SAR处理软件 七、总结
COSMOSky-Med/Italy/2007 X-Band
ALOS2-JAXA/2014.5 L-Band
ALOS/PALSAR/NASDA/JADOS/2006 L-Band
RADARSAT-2/CSA/MDA/2007 C-Band
国产高分三号
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雷达卫星产品发展特点：
1、完成了从低分辨率到高分辨率的过渡（从最高30米到目前最高0.25米） 2、波长覆盖广（X-C-S-L） 3、完成了从单极化到全极化的突破性改善 4、模式、幅宽选择越来越多样化 5、ALOS-2及RADARSAT Constellation 新增加紧致极化
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三、 MDA及RADARSAT系列卫星情况介绍
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RADARSAT-1 发射时间 重量 设计寿命 频率 空间分辨率 极化方式 视向 轨道高度 重访周期 1995年 2013年进入安全模式 2750 kg 5年 C波段， 5.3 GHz 10 to 100 米 HH 右视 800 公里 24 天
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近距离亮，远距离暗
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透视收缩（Foreshortening）： 影像中斜面的长度被缩短，斜坡比较亮
叠掩（顶底位移）（Layover）： 由于坡度大，雷达波束先到坡顶，后到坡底 显示顶底倒移
阴影（Shadow）： 背向雷达的斜坡，信号达不到该区域
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入射角的影响
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关于极化（同极化:HH和VV；交叉极化：HV和VH）
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路灯等信息清晰可见