使用SNAP 9.0进行Sentinel-1A SLC 影像预处理
使用SNAP 9.0进行Sentinel-1A SLC 影像预处理
Sentinel-1A SLC（单视复数）影像是一种重要的雷达遥感数据，广泛应用于地表形变监测、灾害评估等领域。本文将详细介绍如何使用SNAP 9.0软件对Sentinel-1A SLC影像进行预处理，包括数据导入、轨道校正、条带分割、辐射定标等关键步骤。
一、Sentinel-1A SLC 影像预处理框架
下面是使用SNAP 9.0进行Sentinel-1 SLC影像预处理的框架图。这里的预处理过程没有包含滤波处理，因为在某些特定项目的模型精度研究中发现，雷达影像是否滤波对模型精度影响较小，因此可以根据实际需求决定是否进行滤波处理。
二、Sentinel-1A SLC 影像预处理步骤介绍
1、导入数据（Open Product）
首先需要将Sentinel-1A SLC影像导入到Snap软件中。在SNAP中打开解压后的Sentinel-1A SLC影像所在路径，选择manifest.safe文件并打开。也有人直接把雷达影像压缩包拖进SNAP左上角的Product Explorer窗口进行数据导入，但需要注意这种方式可能会导致影像缺少IW3子条带。
2、轨道校正（Apply Orbit File）
利用SNAP下载精密的Sentinel-1轨道文件进行轨道校正。在SNAP工具栏选择Radar→Apply Orbit File，弹出轨道校正对话框。在I/O Parameters面板下，选择需要进行轨道校正的数据，即导入的Sentinel-1A SLC原始影像。设置文件的命名和存储路径时应尽量简短（重要信息应保留，比如日期），且全设置成英文。命名保留每一步操作对应的后缀，如轨道校正对应的是“_Orb”，之后处理的文件命名就是在此基础上不断增加后缀。此处可以将轨道校正后的文件命名为“S1A_SLC_20230109_Orb”文件。在Processing Parameters面板下，勾选“Do not fail if new orbit file is not found”，防止在找不到最新的轨道文件时操作会报错终止。其余保持默认，SNAP会自动下载轨道文件进行轨道校正。设置好之后点击“Run”，耐心等待一段时间，生成轨道校正后的“S1A_SLC_20230109_Orb”文件。
3、条带分割（S-1 TOPS Split）
使用条带分割将轨道校正后的影像分割成多个子条带，可以根据研究区的范围来选择只对哪些子条带或脉冲带进行处理，可以有效减小运算量，提高预处理的效率。在SNAP工具栏选择Radar→Sentinel-1 TOPS→S-1 TOPS Split，弹出条带分割对话框。I/O Parameters面板，选择需要分割的数据源，这里注意要选择轨道校正之后的影像作为数据源，在命名时要将IW1、IW2、IW3子条带区分开。一般情况下存储路径在上一步轨道校正时设置好之后，后续都会默认此路径，操作时检查一下即可。Processing Parameters面板，SubSwath可以根据需求选择研究区所在的子条带。如果不清楚研究区涉及哪些子条带，可以把IW1、IW2、IW3都处理了。第一次选择了IW2子条带，在命名时标记上IW2，分割完IW2不要急着把条带分割的对话框关闭，等重复操作分割IW3时，命名再标记上IW3。Polarisations按住Ctrl键再点击可以多选，这里可以把VH和VV极化都选上了。面板中的地球可以显示子条带的位置，滑动鼠标滚轮可以放大缩小，按住鼠标滚轮可以移动位置。设置好之后点击“Run”，生成分割后的“S1A_SLC_20230109_Orb_IW2_split”和“S1A_SLC_20230109_Orb_IW3_split”两个文件。
分割好后World View窗口显示如下。
4、辐射定标（Calibrate）
在SNAP工具栏选择Radar→Radiometric→Calibrate，弹出辐射定标对话框。I/O Parameters面板，选择需要辐射定标的数据源，这里先选择分割后的IW2子条带作为数据源进行辐射定标，之后按相同步骤再对IW3辐射定标。Processing Parameters面板，勾选Save as complex output，点击“Run”，生成辐射定标后的“S1A_SLC_20230109_Orb_IW2_split_Cal”和“S1A_SLC_20230109_Orb_IW3_split_Cal”两个文件。
5、脉冲带拼接（S-1 TOPS Deburst）
依次对辐射校正后的IW2和IW3子条带去除脉冲带中的暗带，拼接脉冲带有效信号部分。在SNAP工具栏选择Radar→Sentinel-1 TOPS→S-1 TOPS Deburst，弹出脉冲带拼接对话框。I/O Parameters面板，对辐射定标后的IW2子条带进行Deburst，辐射定标后的IW3同理。Processing Parameters面板，Polsarisations全选VH和VV两种极化方式，点击“Run”（这里运行的时间相对较长，请耐心等待），生成Deburst后的“S1A_SLC_20230109_Orb_IW2_split_Cal_deb”和“S1A_SLC_20230109_Orb_IW3_split_Cal_deb”两个文件。
可以对比Deburst前后影像的区别，很明显Deburst之后影像暗带消除了。
6、条带合并（S-1 TOPS Merge）
条带合并（S-1 TOPS Merge）与条带分割（S-1 TOPS Split）相反，可以将多个子条带合并成一个整体来做后续的处理。在SNAP工具栏选择Radar→Sentinel-1 TOPS→S-1 TOPS Merge，弹出条带合并对话框。ProductSet-Reader面板，点击面板最右边第二个加号按钮，可以加载Product Explorer窗口的所有文件，但我们只需要选择Deburst之后生成的所有文件来合并（即“S1A_SLC_20230109_Orb_IW2_split_Cal_deb”和“S1A_SLC_20230109_Orb_IW3_split_Cal_deb”两个文件），选中多余的文件，点击右边第三个减号按钮删除。TOPSAR-Merge面板，Polsarisations全选VH和VV两种极化方式。Write面板，设置文件命名和输出路径，这里的文件命名可以用“IW23”表示了Deburst后IW2和IW3子条带的合并。点击“Run”，生成条带合并之后的“S1A_SLC_20230109_Orb_IW23_split_Cal_deb_Mrg”文件。接下来的处理就在此文件基础上依次操作，无需再将IW2和IW3子条带分开处理。
目前Product Explorer窗口的文件较多，为了避免误选，可以把多余的文件关闭，只保留条带合并后的“S1A_SLC_20230109_Orb_IW23_split_Cal_deb_Mrg”文件。按住Ctrl键多选待关闭的文件(此处为8个)，右击选择Close 8 Products。查看条带合并后的影像和World View窗口，IW2与IW3已合并，且不包含IW1条带。
7、生成极化矩阵C2（Polarimetric Matrix Generation）
Sentinel-1为双极化卫星，生成的极化矩阵只能为C2协方差矩阵。在SNAP工具栏选择Radar→Polarimetric→Polarimetric Matrix Generation，弹出生成矩阵对话框。I/O Parameters面板，选择合并后的IW23生成C2矩阵。Processing Parameters面板，Polarimetric Matrix选择C2，点击“Run”，等待一段时间，生成文件“S1A_SLC_20230109_Orb_IW23_split_Cal_deb_Mrg_mat”文件。查看极化矩阵生成的结果，可以在Product Explorer窗口右击极化矩阵“S1A_SLC_20230109_Orb_IW23_split_Cal_deb_Mrg_mat”文件，选择Open RGB Image Window，查看假彩色合成图。
8、多视（Multilooking）
多视可以消除和减弱部分噪声，减少数据量。在SNAP工具栏选择Radar→SAR Utilities→Multilooking，弹出多视对话框。I/O Parameters面板，选择生成C2矩阵后的文件进行多视处理。Processing Parameters面板，所有选项均为默认值。点击“Run”，生成“S1A_SLC_20230109_Orb_IW23_split_Cal_deb_Mrg_mat_ML”文件。
9、地形校正 （Terrain Correction）
通过SNAP下载DEM，进行地形校正。在SNAP工具栏选择Radar→Geometric→Terrain Correction→Range-Doppler Terrain Correction，弹出地形校正对话框。I/O Parameters面板，选择多视后的文件进行地形校正。Processing Parameters面板，Digital Elevation Model，这里系统默认以及部分大佬的教程都选的是“SRTM 3Sec (Auto Download)”，但可以选择“SRTM 1Sec HGT (Auto Download)”是可以正常运行的。取消勾选“Mask out areas without elevation”，防止把没有DEM的海域掩膜掉。点击“Run”，生成“S1A_SLC_20230109_Orb_IW23_split_Cal_deb_Mrg_mat_ML_TC”文件。查看地形校正之后的 “S1A_SLC_20230109_Orb_IW23_split_Cal_deb_Mrg_mat_ML_TC”文件假彩色合成图。
至此，Sentinel-1A SLC影像已预处理完毕，可以进行后续的极化分解特征提取等工作。
补充说明： 发现在进行地形校正之后，如果想导出为PolSarPro格式，但导出的结果文件夹里面只有一个“config.txt”文件，PolSARpro是识别不了的。解决方案是不做第3步条带分割（S-1 TOPS Split）和第6步条带合并（S-1 TOPS Merge），而是把完整影像一路处理下来，是可以导出成PolSARpro格式的。这样轨道校正之后不再进行条带分割，那辐射定标就不用依次处理分割后的IW1、IW2、IW3影像了，只需要对轨道校正后的完整影像进行辐射定标就行，之后的预处理步骤同理。没有条带分割split自然也就不用条带合并merge，省了两个步骤，但数据量确实会大一点，不过耐心处理总能处理完（注意区分条带拼接merge和脉冲带拼接deburst，split和merge可以不做，但deburst是需要做的）。
原文来自CSDN