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1、 StaMPS软件操作流程 21 2020年4月19日 文档仅供参考 注意：冒号后面都是解释，如果步骤。 没说更改目录就一直是前一步的目录。每个命令都有一个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，为每景影像按照获取时间分别建立yyyymmdd文件夹，每景SAR影像原始数据对应的数据和头文件分别命名为IMAGERYyymmdd和SARLEADERyyyymmdd。 1.2 主影像成像(对应的是0级) 按照主影像选取原则选取主影像，进入到主影像文件夹m
2、aster_date，对于ERS-1/2数据，运行step_slc_ers命令成像。step_slc_ers主要经过调用ROI_PAC软件中的make_raw.pl, roi_prep.pl, roi.pl命令，及其StaMPS本身的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
输出主要结果
3、raw、
4、Roi.pl
命令使用
roi.pl date no 1 no
输入参数
影像获取时间（yyyymmdd）
输出主要结果
5、按照兴趣区域重新成像。step_slc_ers命令用法同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到主影像成像的文件夹中。 还要注意精裁的裁剪范围是在粗裁后的影像中得范围不是在初始成像后的主影像的行列。 Step_master_setup 所需参数文件 master_crop.in 生成结果 辅影像列表：Make_slcs
6、list 在与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，对所有辅影像按照兴趣范围成像。运行过程为逐个进行辅影像目录，执行step_slc_ers命令成像。step_slc_ers用法同1.2. //注意其它辅影像成像的时候是按照粗裁的范围裁剪的，她不
7、进行精裁，由于主影像又进行了精裁，一般辅影像比较大。 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 （初始数据的） 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 或者从安装文件里考 并编辑 3裁剪后主影像再次读取 step_master_read
8、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（冒号后面的是此步骤的解释说明，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：为每幅辅影像建立相应的文件夹，在每个文件夹内执行step_orbit命令，读取相应辅影像精密轨道信息。 step_master_orbit_ODR运行Doris中的M_PORBITS步骤： M_PORBITS 主要参数 M_ORBDIR
9、 $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 提出的精密轨道信息保存在master.res中。 作用 提取主影像精密轨道信息 step_orbit执行orbit_ers.dorisin命令卡,运行Doris中S_PORBITS步骤： S_PORBITS 主要参数 S_ORBDIR $S
10、AR_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 提出的精密轨道信息保存在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：进入每幅辅影像相应的文件夹，在每个文件夹内执行step_coarse命令，（coarse.dorisin）进行主辅
11、影像一级轨道配准和二级像素级配准。 Step_coarse命令执行Doris软件的COARSEORB和COARSECORR两步骤。 COARSEORB 主要参数 不需要参数，依靠读取主辅影像的的master.res和slave.res来完成 输出结果 轨道配准结果保存在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 主要参数 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
12、 21 //像素级配准划分窗口的数目，大于5. CC_WINSIZE 1024 256 //匹配窗口的大小，处理的时候被改变为奇数。 CC_INITOFF orbit //利用轨道计算的偏移量作为初始偏移量 输出结果 计算出Coarse_correlation_translation_lines与 coarse_correlation_translation_pixels，保存在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，精配准过程中所有基线距
13、小于设定的bperp_max值的直接与主影像配准，基线距比较大的和离它最近的三个辅影像配准。然后利用Hooper提出的配准方法，利用中间过渡的方法实现所有主辅影像的配准。 make_coreg命令运行Doris软件中的FINE和COREGPM步骤，即三级子像素精配准和估计配准多项式系数。 FINE 主要参数 FC_METHOD oversample //精配准计算方法，过采样处理 FC_IN_POS fc_pos.in // ASCII文件，记录主影像上待配准点点的坐标 FC_WINSIZE 64 64 // 匹
14、配窗口的大小 FC_ACC 8 8 //在方位向和距离向的搜索偏移量 FC_INITOFF coarsecorr //使用像素级配准后的偏移量 FC_OSFACTOR 32 // 过采样的内插倍数 输出结果 配准结果保存在INSAR_date文件夹下coreg文件夹中的coreg.out和CPM_DATA.n1.n2文件里 作用 计算主辅影像每个配准点的偏移量 COREGPM 主要参数 CPM_THRESHOLD 0.30 //经配准后生成大量的匹配点，当相关系数
15、大于CPM_THRESHOLD时，才参与平差运算。阈值的大小与File中窗口的大小有关，小窗口情况下阈值趋于1.0，阈值越大越好。 CPM_DEGREE 2 //多项式的阶数，2阶即可。 CPM_WEIGHT bamler // 最小二乘中权矩阵方法选择，bamler：权矩阵为相关系数的2倍，linear：权矩阵为相关系数的1倍。 CPM_MAXITER 8000 //最小二乘运算的最大迭代次数 输出结果 计算出方位向和距离向配准多项式系数，输出的结果保存在coreg文件夹的coreg.out文件里
16、 作用 计算配准多项式系数 2.3 主影像强度图模拟与地形相位计算(平坦地区地形可不执行 ) 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与主影像的Timing Error。 make_dems：进入到每个辅影像目录，执行step_dem命令，计算每个干涉正确地形相位。 step_master_timing运行Doris软件的M_SIMAMP和M_TIMING步骤： M_SIMAMP 主要参数 SAM_IN_FO
17、RMAT I2/r型的 //DEM格式，主要包括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/-9
18、999 //无值区的取值 SAM_OUT_FILE master_sam.raw //模拟主影像幅度图 SAM_OUT_DEM dem_sam.raw //裁剪的DEM 输出结果 模拟的主影像幅度图master_sam.raw和根据主影像裁剪的DEM dem_sam_raw 或者demcrop.raw（行列号在step_master_timing.log的NcolsDEM和NrowsDEM） 作用 模拟主影像幅度图 M_TIMING 主要参数 MTE_METHOD magfft // Magfft是先使用fft变换到
19、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 // 划分窗口的数目 MTE_INITOFF 0 0 //初始偏移量 MTE_WINSIZE 4096 2048 // 匹配窗口大小 输出结果 模拟幅度图与主影像方位向和距离向的Timing Error： Master_azimuth_timing_error和Master_range_timing_error 模拟图与主影像的粗配准偏移量Coarse_correl
20、ation_translation_lines与Coarse_correlation_translation_pixels； 作用 计算模拟幅度图与主影像的Timing Error以及粗配准偏移量。/DEM偏移量计算。 step_dem运行Doris软件中的COMPREFDEM步骤： COMPREFDEM 主要参数 CRD_METHOD trilinear //求取地形相位方法，有nearest和trilinear两种。由于是粗DEM，与影像的分辨率不一致，需要过采样到同一分辨率下。 CRD_INCLUDE_FE OFF // ph
21、ase w.r.t. ellipsoid CRD_OUT_FILE refdem_1l.raw //由DEM反算得到的地形相位文件 CRD_OUT_DEM_LP dem_radar.raw //原DEM得到的当前雷达坐标系统下的新DEM（已采样） 输出结果 地形相位文件refdem_1l.raw和雷达坐标系下的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）这几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：对辅影像按照精配准算出的多
22、项式来重采样。进入到每个辅影像目录，执行step_resample。(resample.dorisin,自动加入RS_DBOW 1000 10999 1500 3019) step_resample运行Doris软件中的RESAMPLE步骤： RESAMPLE 主要参数 RS_METHOD rc12p //重采样的内插核 RS_OUT_FILE slave_res.slc //重采样后生成的文件名 RS_OUT_FORMAT cr4 //输出文件数据类型 输出结果 重采样后的辅影像slave_res.s
23、lc 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对于平坦地区不用去地形） step_ifg运行Doris软件中的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反算得到的地形相位： inter 主要参数 INT_OUT_CINT cint.raw //生成的干涉图文件，
24、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 主要参数 FE_METHOD porbits //采用计算平地相位的方法，精轨 FE_DEGREE 3 //位置与平地相位之间的多项式系数 FE_NPOINTS 201 //最小二乘法来计算平地相位所用来拟合的点数 输出结果 平地相位终端执行过程存于Interferogram.out中 作用 根据精轨信息计算平地相位 SUBTRREFPHA
25、SUBTRREFDEM) 主要参数 SRP_METHOD polynomial //采用减去平地相位的方法 SRP_OUT_CINT cint.minrefpha.raw //去除平地效应后的干涉图 输出结果 去除平地相位的干涉图：cint.minrefpha.raw（去地形后没有了） 作用 去除平地相位影响 SUBTRREFDEM 主要参数 SRD_OUT_CINT cint.minrefdem.raw//去除地形相位后的复干涉图文件 SRD_OFFSET 0 0 //基于粗DEM得到的地形相位与原始干涉合
26、成相位之间的间隔差异。 输出结果 去除地形相位后的干涉图文件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软件中的GEOCODE步骤： GEOCODE 主要参数 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l
27、on.raw和lat.raw（就生成一个结果在INSAR文件夹，就是累积的形变。） 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：按照设定的幅度离差阈值、距离向方位向分块和重叠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 主要参数 da_thresh
28、 //幅度离差阈值，一般取值0.4-0.42，小于此幅度离差的选为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 //距离向上块间重叠像元数，默认50 az_overlap //方位向上块间重叠像元数，默认200 输出结果 建立PATCH（分几个块，产生几个文件）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da
29、y.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；每个候选点的经纬度信息pscands.1.ll，每个候选点的高程信息pscands.1.hgt，每个候选点的相位信息pscands.1.
30、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']; % YYY
31、YMMDD, 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 cand
32、idate 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 cal
33、ibrations 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，选取初始PS候选点 3.2 stamps处理 //在INSAR master date下先启动matlab getparm(parmname),无参数时显示所有参数，默认参数从ps_parms_default.m提取； setparm(‘parmname’,value),修
34、改某个参数值。 参数结果保存在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’，如果设置为‘n’把所有数据作为一块处理。 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
35、1)：调用ps_load_initial.m，将PS处理所需各种文件加载进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的基线分布bp1.mat，每个候选点的幅度离差da
36、1.mat，每个候选点的高度值hg1.mat，每个候选点的视角la1.mat,每个候选点的干涉相位ph1.mat，每个候选点的点位、行列号、经纬度等信息ps1.mat 作用 将PS处理所需要的各种文件加载到Matlab工作空间，生成相应的.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的噪声相位，计算每个候选点的值。 ps_est_gamma_quick 主要参数 max_topo_err 5 // Maximum uncorrelated DEM error (in m). Pixels with
37、 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 probab
38、ility 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的矩阵 clap_low_pass_wavelength 800 // CLAP filter low-pass cont
39、ribution 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 // CLAP
40、term 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的阈值，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的噪声相位，计算每个候选点
41、的值 stamps(3,3)：调用ps_select.m，基于计算出的每个候选点的值，同时考虑幅度离差选取PS像元。 ps_select 主要参数 select method ‘DENSITY’ //Other option ‘PERCENT’. density rand 20 // Maximum acceptable spatial density (per km2) of selected pixels with random phase. 点太多的话这个值能够小些如2 percent rand 20 /
42、/Maximum acceptable percentage of selected pixels with random phase. 输出结果 select1.mat 作用 基于计算出的每个候选点的值，同时考虑幅度离差选取PS像元 stamps(4,4):调用ps_weed.m，去除那些只在一些干涉图中相位稳定的PS点及其受临近PS点影响而表示为PS点特征的像元。同时根据噪声标准差去除噪声点。 ps_weed 主要参数 weed_alpha 8 //Smoothing parameter for estimating phase noise distribu
43、tion 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
44、 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 去除那些只在一些干涉图中相位稳定的PS点及其受临近PS点影响而表示为PS点特征的像元 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），对选取的PS像元的缠
45、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 主要参数 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 对选取的PS像元的缠绕相位纠
46、正spatiall-uncorrelated look angel (DEM) error. stamps(6,6):调用ps_unwrap.m，对选取的PS像元进行相位解缠。 ps_unwrap.m 主要参数 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
47、 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. Unw
48、rap_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 对选取的PS像元的缠绕相位进行相位解缠 stamps(7,7): 调用ps_calc_scla.m、ps_smoo
49、th_scla.m(减去SCLA后重新解缠时用)，估计spatially-correlated look angle error，同时估计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 主要参数 Recalc_index ‘all’ //Index to interferograms to be used in the SCLA estimation. Scla_deramp ‘y’ //
50、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（滤波后的…）, scn2.mat（滤波后的各项误差相位） 作用 估计spatially-correlated look angle error，同时估计出主影像大气影响相位和轨道误差相位（AOE） 最后输出显示 ps_plot(‘v’，4) 4 小基线处理 如果没有运行前面的PS处理，则需要先在IN
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