StaMPS软件操作作业流程.doc

注意：冒号后面全部是解释，假如步骤。
没说更改目录就一直是前一步目录。每个命令全部有一个log对应

1成像处理（ROI_PAC）
1.1 SAR影像原始数据准备
建立SLC文件夹，将SAR原数据拷贝到SLC目录里，为每景影像根据获取时间分别建立yyyymmdd文件夹，每景SAR影像原始数据对应数据和头文件分别命名为IMAGERYyymmdd和SARLEADERyyyymmdd。
1.2 主影像成像(对应是0级)
根据主影像选择标准选择主影像，进入到主影像文件夹master_date，对于ERS-1/2数据，运行step_slc_ers命令成像。step_slc_ers关键经过调用ROI_PAC软件中make_raw.pl, roi_prep.pl, roi.pl命令，及其StaMPS本身roipac2doris命令来完成。
step_slc_ers命令介绍
Step_slc_ers
Make_raw.pl
命令使用
make_raw.pl orbit_type leader_file date
输入参数
轨道类型（ODR）、数据头文件（SARLEADERyyyymmdd）和影像获取时间yyyymmdd
输出关键结果
<date>.raw、<date>.raw.rsc、<date>_parse_lines.out、shift.out、shift.out.rsc
作用
SAR原始数据预处理，关键完成1）解析数据产品文件，将其转为ROI＿PAC内部格式；2）填补原始中缺失行；3）调整采样窗口起始时间；4）提取成像参数
Roi_prep.pl
命令使用
roi_prep.pl date OrbitType
输入参数
影像获取时间（yyyymmdd）、轨道类型（ODR）
输出关键结果
<date>.slc.rsc、<date>.roi.in、<date>.roi.out
作用
生成slc参数文件
Roi.pl
命令使用
roi.pl date no 1 no
输入参数
影像获取时间（yyyymmdd）
输出关键结果
<date>.slc
作用
生成slc图像
roipac2doris
命令使用
Roipac2doris date [s]
输入参数
影像获取时间（yyyymmdd）
输出关键结果
master.res或slave.res
作用
生成Doris处理所需影像信息
1.3 选择主影像爱好区域重新成像I yao
观察主影像成像图像，确定研究区域，根据研究区域边界扩展1000像元范围来编辑roi.proc。重新运行step_slc_ers，根据爱好区域重新成像。step_slc_ers命令使用方法同1.2.//粗裁。直接在SLC文件夹下生成有这个文件，在里面修改，别忘记去掉#号。
1.4 建立主影像
精裁，观察主影像成像图像，编辑master_crop.in文件，再次确定裁剪区域。运行step_master_setup命令建立主影像。//从ROI_PAC_SCR中复制master_crop.in到主影像成像文件夹中。
还要注意精裁裁剪范围是在粗裁后影像中得范围不是在初始成像后主影像行列。
Step_master_setup
所需参数文件
master_crop.in
生成结果
辅影像列表：Make_slcs.list
在和SLC同目录下建立文件夹INSAR_master_date,将master_date.slc.rsc、master_crop.slc、dem.dorisin、geocode.dorisn、timing.dorisin、master.res等文件拷入此文件夹
作用
确定裁剪区域，建立主影像，确定辅影像列表
1.5 辅影像成像
在SLC目录下，运行make_slcs_ers命令，对全部辅影像根据爱好范围成像。运行过程为逐一进行辅影像目录，实施step_slc_ers命令成像。step_slc_ers使用方法同1.2.
//注意其它辅影像成像时候是根据粗裁范围裁剪，她不进行精裁，因为主影像又进行了精裁，通常辅影像比较大。
对应1级产品不用成像，直接仿照说明书，读取即可
1建立连接并读取主影像
link_slcs_路径 （初始数据）
cd master_date（即是主影像日期文件夹）//进入主影像日期文件夹
step read whole XXX (where XXX is ‘ERS’, ‘Envisat’, ‘RSAT’, or ‘TSX’)
第一次对主影像读取，全部读取，不裁剪
2裁剪主影像
cp $MY SCR/master_crop.in 或从安装文件里考
并编辑
3裁剪后主影像再次读取
step_master_read
4读取各个辅影像
返回到SLC目录
make_read
2 差分干涉处理（DORIS）
2.1 提取精密轨道信息（冒号后面是此步骤解释说明，不是让你这么操作）
在insarmaster文件夹下
step_master_orbit_ODR：主影像精密轨道信息提取。//没有精轨不运行这步，直接下步
make_orbits：为每幅辅影像建立对应文件夹，在每个文件夹内实施step_orbit命令，读取对应辅影像精密轨道信息。
step_master_orbit_ODR运行Doris中M_PORBITS步骤：
M_PORBITS

关键参数
M_ORBDIR $SAR_ODR_DIR/ERS1 //精密轨道文件路径
M_ORB_INTERVAL 1 //星历时间间隔（s）
M_ORB_EXTRATIME 6 //Time in seconds before first and last line to output ephemerides.
输出结果
提出精密轨道信息保留在master.res中。
作用
提取主影像精密轨道信息
step_orbit实施orbit_ers.dorisin命令卡,运行Doris中S_PORBITS步骤：
S_PORBITS

关键参数
S_ORBDIR $SAR_ODR_DIR/ERS1 //精密轨道文件路径
S_ORB_INTERVAL 1 //星历时间间隔（s）
S_ORB_EXTRATIME 6 //Time in seconds before first and last line to output ephemerides.
输出结果
提出精密轨道信息保留在slave.res中。
作用
提取辅影像精密轨道信息
2.2 主辅影像配准
2.2.1 主辅影像粗配准
make_coarse：进入每幅辅影像对应文件夹，在每个文件夹内实施step_coarse命令，（coarse.dorisin）进行主辅影像一级轨道配准和二级像素级配准。
Step_coarse命令实施Doris软件COARSEORB和COARSECORR两步骤。
COARSEORB

关键参数
不需要参数，依靠读取主辅影像master.res和slave.res来完成
输出结果
轨道配准结果保留在coreg.out文件中
作用
基于主辅影像轨道数据配准，精度达30个像元
COARSECORR

关键参数
CC_METHOD magfft //相关系数计算方法，magfft是先使用fft变换到频率域，然后计算相关系数。magspace是直接在空间域计算相关系数
CC_NWIN 21 //像素级配准划分窗口数目，大于5. CC_WINSIZE 1024 256 //匹配窗口大小，处理时候被改变为奇数。
CC_INITOFF orbit //利用轨道计算偏移量作为初始偏移量
输出结果
计算出Coarse_correlation_translation_lines和
coarse_correlation_translation_pixels，保留在coreg.out文件中。
作用
利用相关系数法实现像素级配准。
2.2.2 主辅影像精配准
make_coreg：精配准，精配准过程中全部基线距小于设定bperp_max值直接和主影像配准，基线距比较大和离它最近三个辅影像配准。然后利用Hooper提出配准方法，利用中间过渡方法实现全部主辅影像配准。
make_coreg命令运行Doris软件中FINE和COREGPM步骤，即三级子像素精配准和估量配准多项式系数。
FINE

关键参数
FC_METHOD oversample //精配准计算方法，过采样处理
FC_IN_POS fc_pos.in // ASCII文件，统计主影像上待配准点点坐标
FC_WINSIZE 64 64 // 匹配窗口大小
FC_ACC 8 8 //在方位向和距离向搜索偏移量
FC_INITOFF coarsecorr //使用像素级配准后偏移量
FC_OSFACTOR 32 // 过采样内插倍数
输出结果
配准结果保留在INSAR_date文件夹下coreg文件夹中coreg.out和CPM_DATA.n1.n2文件里
作用
计算主辅影像每个配准点偏移量
COREGPM

关键参数
CPM_THRESHOLD 0.30 //经配准后生成大量匹配点，当相关系数大于CPM_THRESHOLD时，才参与平差运算。阈值大小和File中窗口大小相关，小窗口情况下阈值趋于1.0，阈值越大越好。
CPM_DEGREE 2 //多项式阶数，2阶即可。
CPM_WEIGHT bamler // 最小二乘中权矩阵方法选择，bamler：权矩阵为相关系数2倍，linear：权矩阵为相关系数1倍。
CPM_MAXITER 8000 //最小二乘运算最大迭代次数
输出结果
计算出方位向和距离向配准多项式系数，输出结果保留在coreg文件夹coreg.out文件里。
作用
计算配准多项式系数
2.3 主影像强度图模拟和地形相位计算(平坦地域地形可不实施 )
cd INSAR_master_date//在INSAR_master_date文件夹，修改timing.dorisin文件参数
step_master_timing：模拟主影像强度图，计算DEM和主影像Timing Error。
make_dems：进入到每个辅影像目录，实施step_dem命令，计算每个干涉正确地形相位。

step_master_timing运行Doris软件M_SIMAMP和M_TIMING步骤：
M_SIMAMP

关键参数
SAM_IN_FORMAT I2/r型 //DEM格式，关键包含I2（整），R4（float）和R8（double）
SAM_IN_DEM /sungt/suzhou_test/DEM/suzhou.dem //DEM路径
SAM_IN_SIZE 3601 3601 // DEM行数和列数
SAM_IN_DELTA 0. // DEM采样间隔
SAM_IN_UL 39.99583333 115.9958333 // DEM左上角纬度和精度，能够在hdr文件里看到，用写字板打开可看
SAM_IN_NODATA -32768/-9999 //无值区取值
SAM_OUT_FILE master_sam.raw //模拟主影像幅度图
SAM_OUT_DEM dem_sam.raw //裁剪DEM
输出结果
模拟主影像幅度图master_sam.raw和依据主影像裁剪DEM dem_sam_raw 或demcrop.raw（行列号在step_master_timing.logNcolsDEM和NrowsDEM）
作用
模拟主影像幅度图
M_TIMING

关键参数
MTE_METHOD magfft // Magfft是先使用fft变换到频率域，然后计算相关系数。Magspace是直接在空间域计算相关系数。Magfft计算快于magspace。
MTE_NWIN 30 // 划分窗口数目
MTE_INITOFF 0 0 //初始偏移量
MTE_WINSIZE 4096 2048 // 匹配窗口大小
输出结果
模拟幅度图和主影像方位向和距离向Timing Error：
Master_azimuth_timing_error和Master_range_timing_error
模拟图和主影像粗配准偏移量Coarse_correlation_translation_lines和Coarse_correlation_translation_pixels；
作用
计算模拟幅度图和主影像Timing Error和粗配准偏移量。/DEM偏移量计算。

step_dem运行Doris软件中COMPREFDEM步骤：
COMPREFDEM

关键参数
CRD_METHOD trilinear //求取地形相位方法，有nearest和trilinear两种。因为是粗DEM，和影像分辨率不一致，需要过采样到同一分辨率下。
CRD_INCLUDE_FE OFF // phase w.r.t. ellipsoid
CRD_OUT_FILE refdem_1l.raw //由DEM反算得到地形相位文件
CRD_OUT_DEM_LP dem_radar.raw //原DEM得到目前雷达坐标系统下新DEM（已采样）
输出结果
地形相位文件refdem_1l.raw和雷达坐标系下DEM ：dem_radar.raw
（在各辅影像文件夹中）， dem_radar_i.raw（在主影像文件夹中）这多个文件和主影像行列号一样，float格式。
作用
计算地形相位
2.4 辅影像重采样
make_resample：对辅影像根据精配准算出多项式来重采样。进入到每个辅影像目录，实施step_resample。(resample.dorisin,自动加入RS_DBOW 1000 10999 1500 3019)
step_resample运行Doris软件中RESAMPLE步骤：
RESAMPLE

关键参数
RS_METHOD rc12p //重采样内插核
RS_OUT_FILE slave_res.slc //重采样后生成文件名
RS_OUT_FORMAT cr4 //输出文件数据类型
输出结果
重采样后辅影像slave_res.slc
作用
辅影像重采样
2.5差分干涉处理
make_ifgs：主辅影像进行干涉处理，去除平地相位和地形相位。进入到每个辅影像目录，运行step_ifg命令。（integram.dorisin）（make_ifgs_nodem对于平坦地域不用去地形）
step_ifg运行Doris软件中SUBTRREFDEM、COMPREFPHA和SUBTRREFPHA步骤，即 生成干涉图，利用轨道来计算平地相位，减去平地相位，减去由粗DEM反算得到地形相位：
inter

关键参数
INT_OUT_CINT cint.raw //生成干涉图文件，为复数float型
INT_MULTILOOK 1 1 // 多视处理系数
输出结果
干涉图：cint.raw
作用
干涉处理，生成干涉图
COMPREFPHA

关键参数
FE_METHOD porbits //采取计算平地相位方法，精轨
FE_DEGREE 3 //位置和平地相位之间多项式系数
FE_NPOINTS 201 //最小二乘法来计算平地相位所用来拟合点数
输出结果
平地相位终端实施过程存于Interferogram.out中
作用
依据精轨信息计算平地相位
SUBTRREFPHA
(SUBTRREFDEM)

关键参数
SRP_METHOD polynomial //采取减去平地相位方法
SRP_OUT_CINT cint.minrefpha.raw //去除平地效应后干涉图
输出结果
去除平地相位干涉图：cint.minrefpha.raw（去地形后没有了）
作用
去除平地相位影响
SUBTRREFDEM

关键参数
SRD_OUT_CINT cint.minrefdem.raw//去除地形相位后复干涉图文件
SRD_OFFSET 0 0 //基于粗DEM得到地形相位和原始干涉合成相位之间间隔差异。
输出结果
去除地形相位后干涉图文件cint.minrefdem.raw
作用
去除地形相位
2.6 地理编码
step_geo：从雷达坐标系转换到地图坐标系//只在INSAR_masterdate文件夹下任意一个辅文件（就是日期那个文件夹）夹下运行一次就行。
Step_geo运行Doris软件中GEOCODE步骤：
GEOCODE

关键参数
GEO_OUT_LAM lon.raw //经度输出文件
GEO_OUT_PHI lat.raw //纬度输出文件
输出结果
像元经纬度信息lon.raw和lat.raw（就生成一个结果在INSAR文件夹，就是累积形变。）
作用
地理编码，参考坐标系转换
3 PS处理
3.1准备
注意小基线不是在此步初选点，是在确定小基线对后再初选点，别弄错了
//命令是mt_prep 0.4 3 2 50 200还是在INSAR master date目录下
mt_prep：根据设定幅度离差阈值、距离向方位向分块和重合范围等参数进行处理，选定初始PS候选点。
mt_prep在运行过程中还调用了mt_extract_info和mt_extract_cands
mt_prep

关键参数
da_thresh //幅度离差阈值，通常取值0.4-0.42，小于此幅度离差选为PS候选点，默认为0.4
rg_patches //距离向上分块，默认为1
az_patches //方位向上分块，默认为1
rg_overlap //距离向上块间重合像元数，默认50
az_overlap //方位向上块间重合像元数，默认200
输出结果
建立PATCH（分多个块，产生多个文件）文件夹，
（直接在INSAR master date目录下）主影像行数和列数width.txt、len.txt，基线分布bperp.1.in,辅影像日期day.1.in,主影像日期master_day.1.in，干涉对日期ifgday.1.in，文件头信息heading.1.in，主影像雷达波长lambda.1.in，视角文件look_angele.1.in，幅度定标信息calamp.out，DEM参数demparm.in
分块情况patch.list，
平均幅度图mean_amp.flt，分块范围patch.in和patch_noover.in，PS候选点pscands.1.ij和pscands.1.da；每个候选点经纬度信息pscands.1.ll，每个候选点高程信息pscands.1.hgt，每个候选点相位信息pscands.1.ph等

phname=['pscands.1.ph']; % for each PS candidate, a float complex value for each ifg
ijname=['pscands.1.ij']; % ID# Azimuth# Range# 1 line per PS candidate
bperpname=['bperp.1.in']; % in meters 1 line per slave image
dayname=['day.1.in']; % YYYYMMDD, 1 line per slave image
ifgdayname=['ifgday.1.in']; % YYYYMMDD YYYYMMDD, 1 line per ifg
masterdayname=['master_day.1.in']; % YYYYMMDD
llname=['pscands.1.ll']; % 2 float values (lon and lat) per PS candidate
daname=['pscands.1.da']; % 1 float value per PS candidate
hgtname=['pscands.1.hgt']; % 1 float value per PS candidate
laname=['look_angle.1.in']; % grid of look angle values
headingname=['heading.1.in']; % satellite heading
lambdaname=['lambda.1.in']; % wavelength
calname=['calamp.out']; % amplitide calibrations
widthname=['width.txt']; % width of interferograms
lenname=['len.txt']; % length of interferograms
作用
提取所需信息，幅度校正，建立分块，选择初始PS候选点
3.2 stamps处理
//在INSAR master date下先开启matlab
getparm(parmname),无参数时显示全部参数，默认参数从ps_parms_default.m提取；
setparm(‘parmname’,value),修改某个参数值。
参数结果保留在parms.mat文件里。

//在INSAR master date下，运行stamps
stamps（start_step，end_step，patches_flag，est_gamma_parm）
Patches_flag 默认为‘y’，假如设置为‘n’把全部数据作为一块处理。
Est_gamma_parm是一个可选参数passed to ps_est_gamma_quick。选y则利用ps_est_gamma_quick（est_gamma_parm），n利用ps_est_gamma（est_gamma_parm）。

stamps(1,1)：调用ps_load_initial.m，将PS处理所需多种文件加载进matlab工作空间
ps_load_inital

所需文件
pscands.1.ph，pscands.1.ij，bperp.1.in，day.1.in，ifgday.1.in，master_day.1.in，pscands.1.ll，pscands.1.da，pscands.1.hgt，look_angle.1.in，heading.1.in，lambda.1.in，calamp.out，len.txt, width.txt
输出结果
干涉图中每个候选点基线分布bp1.mat，每个候选点幅度离差da1.mat，每个候选点高度值hg1.mat，每个候选点视角la1.mat,每个候选点干涉相位ph1.mat，每个候选点点位、行列号、经纬度等信息ps1.mat
作用
将PS处理所需要多种文件加载到Matlab工作空间，生成对应.mat文件

stamps(2,2)：调用ps_est_gamma_quick.m，迭代计算每个干涉图中每个候选点噪声相位，计算每个候选点值。
ps_est_gamma_quick

关键参数
max_topo_err 5 // Maximum uncorrelated DEM error (in m). Pixels with uncorrelated DEM error greater than this will not be picked 。
filter_grid_size 50 // Pixel size of grid (in m). Candidate pixels are resampled to a grid with this spacing before filtering to determine the spatially correlated phase.
filter_weighting ‘P-square’// Weighting scheme (PS probability squared), the other possibility being ‘SNR’. Candidate pixels are weighted during resampling according to this scheme.
clap_win 32 // CLAP (Combined Low-pass and Adaptive Phase) filter window size。 窗口大小单位不是米，是32*32矩阵
clap_low_pass_wavelength 800 // CLAP filter low-pass contribution cut-off spatial wavelength (in m). Wavelengths longer than this are passed.反算出频率，因为是低通频域滤波。
clap_alpha 1 //CLAP term. Together with the term, determines the relative contribution of the low-pass and adaptive phase elements to the CLAP filter.
clap_beta 0.3 // CLAPterm
gamma_change_convergence 0.005 //Threshold for change in
gamma
change in mean value of . Determines when convergence is reached and iteration ceases. 收敛阈值

Low_coh_thresh 31//就是0.31,较低γ阈值，小于次值时没有ps点,应用于在P-square方法算weighing时。
输出结果
pm1.mat
作用
迭代计算每个干涉图中每个候选点噪声相位，计算每个候选点值

stamps(3,3)：调用ps_select.m，基于计算出每个候选点值，同时考虑幅度离差选择PS像元。
ps_select

关键参数
select method ‘DENSITY’ //Other option ‘PERCENT’.
density rand 20 // Maximum acceptable spatial density (per km2) of selected pixels with random phase. 点太多话这个值能够小些如2
percent rand 20 //Maximum acceptable percentage of selected pixels with random phase.
输出结果
select1.mat
作用
基于计算出每个候选点值，同时考虑幅度离差选择PS像元

stamps(4,4):调用ps_weed.m，去除那些只在部分干涉图中相位稳定PS点及其受临近PS点影响而表示为PS点特征像元。同时依据噪声标准差去除噪声点。
ps_weed

关键参数
weed_alpha 8 //Smoothing parameter for estimating phase noise distribution for each pair of neighbouring pixels. The time series phase for each pair is smoothed using a Gaussian window with standard deviation 1/weed alpha. The original phase minus the smoothed phase is assumed to be noise.
weed_standard_dev 1.0 //Threshold standard deviation. If the minimum standard deviation is greater than the threshold, the pixel is dropped.
输出结果
psweed.1.node, psweed2.node, weed1.mat, pm2.mat, ph2.mat, ps2.mat, hgt2.mat, la2.mat, bp2.mat
作用
去除那些只在部分干涉图中相位稳定PS点及其受临近PS点影响而表示为PS点特征像元

stamps(5,5):调用ps_correct_phase.m和ps_calc_ifg_std.m（计算每一个干涉图噪声标准差，作为权重），对选择PS像元缠绕相位去除spatiall-uncorrelated look angel (DEM) error. 还要调用ps_merge_patches

ps_correct_phase
ps_calc_ifg_std

关键参数
merge_resample_size 0 // Coarser posting (in m) to resample to. If set to 0, no resamplingis applied.
输出结果
rc2.mat(去除SULA和master noise后相位), ifgstd2.mat(噪声标准差)
作用
对选择PS像元缠绕相位纠正spatiall-uncorrelated look angel (DEM) error.

stamps(6,6):调用ps_unwrap.m，对选择PS像元进行相位解缠。
ps_unwrap.m

关键参数
Unwrap_method ‘3D’ //Unwrapping method.
Unwrap_ifg_index ‘all’ //Index to interferograms to be unwrapped.
Unwrap_prefilter_flag ‘y’ //Prefilter phase before unwrapping to reduce noise.
Unwrap_patch_phase ‘n’ //Use the patch phase from Step 3 as prefiltered phase. If setto ‘n’ (recommended), PS phase is filtered using a Goldsteinadaptive phase filter.
Unwrap_grid_size 100 //Resampling grid spacing.
Unwrap_gold_n_win 32 //Window size for Goldstein filter.
Unwrap_time_win 180 // Smoothing window (in days) for estimating phase noise distribution for each pair of neighbouring pixels. Unwrap_gold_alpha 0.8 //Value of for Goldstein filter.
输出结果
phuw2.mat, unwrap.1.node, unwrap.2.node
作用
对选择PS像元缠绕相位进行相位解缠

stamps(7,7): 调用ps_calc_scla.m、ps_smooth_scla.m(减去SCLA后重新解缠时用)，估量spatially-correlated look angle error，同时估量出主影像大气影响相位和轨道误差相位（AOE）
stamps(8,8): ps_scn_filt.m，滤除其它空间相关项如辅影像AOE。
ps_calc_scla.m
ps_smooth_scla .m
ps_scn_filt.m

关键参数
Recalc_index ‘all’ //Index to interferograms to be used in the SCLA estimation.
Scla_deramp ‘y’ //If set to ‘y’, a phase ramp is estimated for each interferogram.Other option is ‘n’.
输出结果
scla2.mat（SCLA和C主影像大气和轨道误差也在里面）, scla_smooth2.mat（滤波后…）, scn2.mat（滤波后各项误差相位）
作用
估量spatially-correlated look angle error，同时估量出主影像大气影响相位和轨道误差相位（AOE）

最终输出显示
ps_plot(‘v’，4)
4 小基线处理
假如没有运行前面PS处理，则需要先在INSAR master date目录下读取基线信息加载到matlab工作空间，命令以下
mt_extract_info
matlab
>>ps_load_info
4.1 确定小基线对
在matlab里sb_find:寻求小基线干涉对//sb_find(rho_min,ddiff_max,bdiff_max)运行后显示基线图。也能够使用命令plot_sb_basel