2016年2月6日早晨3時57分，臺灣高雄發生6.7級地震，震源深度15千米。震中位于高雄市美濃區，震源深度16.7公里，云林縣草嶺的最大震度達6級，高雄、屏東、臺南、嘉義等地的最大震度均達5級。本節以哨兵1Aslc作為數據源，使用DInSAR的方法，對2016年2月6日臺灣南部的地震事件進行干涉測量。
數據情況：
/SARscape/Preferences，設置LoadPreferences為SENTINEL_TOPSAR，這套參數是專門針對哨兵1A數據的TOPSAR(IW)模式做InSAR處理時的系統參數。
圖 設置SARscape系統參數
如果計算機支持GPU，在General Parameters面板，設置Opencl PlatformName的類型為相應的設備，如NVIDIA CUDA顯卡。
設置Opencl的類型
為了便于后面操作的數據讀取和輸出，設置ENVI的系統參數中的輸入輸出路徑。ENVI->File->Preferences，在Directories中設置默認的輸入路徑和輸出路徑。
設置ENVI系統參數
（1）數據文件輸入
網站下載的數據解壓，打開數據導入工具/SARscape/Import Data/SAR Spaceborne/SENTINEL1，在Input File List分別輸入兩景哨兵1A數據的元數據文件manifest.safe。
Optional Input Orbit File List，軌道文件，該文件是可選文件，在這里沒有軌道文件，就不輸入。
圖 數據輸入面板
（2）參數設置
切換到Parameters面板，主要參數就是對輸出數據命名設置，推薦選擇Rename the File UsingParameters：True，可以對輸出的數據自動按照數據類型進行命名。如果要輸出鑲嵌后的SLC數據文件，可以在OtherParameters設置Generate SLCmosaic為True，否則默認是輸出各個條帶的slc數據。數據類型軟件自動識別，不用做設置。
圖 數據輸入面板參數設置
（3）輸出設置
之前設置過默認的輸出路徑，這里直接按照默認即可，如果要改輸出路徑，在數據輸出路徑上點擊右鍵，選擇Change OutputDirectries。
圖 數據輸出面板的輸出設置
設置好參數后，點擊Exec執行，完成后彈出對話框，點擊End。
輸出的數據文件包括：整景圖像的強度圖數據（_pwr）、slc索引文件（.slc_list）帶有地理坐標的外邊框矢量文件（.shp）、GoogleEarth文件（.kml）。打開矢量文件，ENVI主界面view->ReferenceMap Link，可以自動鏈接Arcgis Online的在線底圖，查看數據的地理范圍。
圖 數據的地理范圍
打開工具/SARscape/General Tools/Digital Elevation ModelExtraction/SRTM-3 Version 4，在InputFile輸入兩個時相的slc_list文件，DEM/Cartographic System設置GEO GLOBLEWGS84，其他參數按照默認。
注：1）這一步也可以在InSAR界面下進行。
2）如果網速許可，最好下載SRTMVersion4版本的DEM數據。SRTM Version2版本的數據有空洞，會對最終的結果有所影響。
圖 根據數據范圍下載DEM
自動下載的SRTM DEM數據
打開工具/SARscape/Interferometry/Interferometric Tools/BaselineEstimation，輸入主從影像的_slc_list文件，點擊Exec執行，輸出基線估算的結果。
基線估算面板
基線估算結果：
Normal Baseline (m) =-64.213 Range Shift (pixels) =13.012 Azimuth Shift (pixels) =4.669 Slant Range Distance (m) =879019.561 Absolute Time Baseline (Days) =36 Doppler Centroid diff. (Hz) =17.918 2 PI Ambiguity height (InSAR) (m) =242.615 2 PI Ambiguity displacement(DInSAR) (m) = 0.028 1 Pixel Shift Ambiguity height(Stereo Radargrammetry) (m) = 20379.668 1 Pixel Shift Ambiguitydisplacement (Amplitude Tracking) (m) = 2.330 Master Incidence Angle =39.723 Pair potentially suited forInterferometry, check the precision plot |
基線估算的結果顯示，這兩景數據的空間基線為64.213米，遠小于臨界基線6474.081米，時間基線36天，做DInSAR的一個相位變化周期代表的地形變化為0.028米。
打開/SARscape/Interferometry/DInSAR Displacement Workflow工具。
（1）文件輸入
注：數據有兩種極化方式：VH和VV，選擇同極化方式的做差分干涉處理。
圖 數據輸入面板
輸入的數據文件設置好之后，點擊Next。彈出自動計算視數的面板，算出來的視數為5：1，點擊確定。
圖 自動計算的視數
（2）干涉圖生成
生成TIFF數據（MakeTIFF）：Ture，生成TIFF格式的中間結果，如果需要使用中間結果，如寫文章時候作為插圖，可以設置為True，其他步驟類似。
圖 干涉圖生成參數設置面板
處理完成之后，ENVI視窗中自動加載了去平后的干涉圖，以及主從影像的強度圖，這一步生成的數據結果存放在ENVI默認的臨時文件路徑下，默認路徑為：C:\Users\<計算機用戶名>\AppData\Local\Temp，自動生成了一個名為SARsTmpDirXXXXXXXXX的文件夾，這一步生成的結果有：
圖 去平后的干涉圖_dint
（3）濾波和相干性計算（Adaptive Filter and Coherenace Generation）
提供了三種濾波方法：
這種方法適用于高分辨率的數據（如TerraSAR-X或COSMO-SkyMed）
使用局部干涉條紋的頻率來優化濾波器，該方法盡可能的保留了微小的干涉條紋。
這種濾波方法的濾波器是可變的，提高了干涉條紋的清晰度、減少了由空間基線或時間基線引起的失相干的噪聲。這種方法是最常用的方法。
圖 濾波和相干性生成參數設置面板
點擊Next按鈕，進行干涉圖濾波和相干性生成處理，處理完成之后，自動加載濾波后的干涉圖_fint和相干性系數圖_cc。這一步處理之后生成的結果有：
圖 濾波后的干涉圖和相干系數圖
（4）相位解纏（PhaseUnwrapping）：相位的變化是以2π為周期的，所以只要相位變化超過了2π，相位就會重新開始和循環。相位解纏是對去平和濾波后的相位進行解纏處理，使之與線性變化的地形信息對應，解決2π模糊的問題。
圖 相位解纏面板參數設置
說明：
1）解纏方法（Unwrapping Method Type）提供了三種：
DelaunayMCF：和最小費用流法的不同在于，這種方法不是考慮了圖像上所有的像元，而是僅考慮了相干性大于閾值的部分，而且不是用正方形的格網而是用了德羅尼三角形格網。只有對相干性高的部分進行解纏，不受低相干像元的影響。對于有大量相干性低的地物存在的時候，如影像上存在大量水體、濃密植被等，推薦使用該方法，最小化相位突變的影響。
2）分解等級（Unwrapping DecompositionLevel）：該分解是為了用迭代的方法對數據做多視和疏采樣：干涉圖以一個較低的分辨率被解纏然后被重采樣成原來的分辨率。使用了分解可減少解纏錯誤，提高處理效率。用戶可以指定迭代的次數，每個迭代相當于3次采樣過疏。這里可以填的數有：-1、0、1、2、3。其中，-1和0代表不執行分解，用原始的像素采樣，當形變很大或是地形很陡峭的情況下（多相位/高密度分布），分解可引起交迭效應，建議設置為-1或0；1代表最小的分解等級。3：最大的分解等級。建議這個次數不要超過3。通常情況設置原始的像素采樣（如-1）或者最小的分解等級（1）。
點擊Next按鈕，進行干涉圖濾波和相干性生成處理，處理完成之后，自動加載濾波后的相位解纏結果圖_upha。這一步處理之后生成的結果有：
圖 相位解纏結果
（5）控制點選擇（GCP Selection）：輸入用于軌道精煉的控制點文件，可以用已有的文件也可在此選擇控制點。
在Refinement GCP File（Mandatory）項中，點擊
圖 選擇控制點流程化工具
在控制點生成面板上，點擊Next，打開控制點選擇工具，鼠標變為選點狀態，單擊鼠標左鍵就可以選點。在圖像周邊遠離形變區域的地方、相位好的地方選擇若干控制點。
圖 控制點選擇
單擊Cartographic System按鈕，查看控制點的參考坐標系統，該坐標系是從參考DEM上自動讀取的。
圖 設置控制點的坐標系
單擊Export按鈕，查看控制點的存放路徑和文件名。生成的控制點文件為INTERF_out_upha_gcp.xml。
注：如果默認輸出的路徑有中文字符的文件夾或者文件名，需要改到只有英文字符的文件路徑中。
圖 控制點文件輸出
在控制點生成面板上點擊Finish，生成了控制點文件，并自動添加到InSAR流程化處理面板的Refinement GCPFile（Mandatory）項。
圖 生成控制點文件
在面板上點擊Next按鈕，進入下一步。
（6）軌道精煉和重去平（Refinement andReflattening）進行軌道精煉和相位偏移的計算，消除可能的斜坡相位，對衛星軌道和相位偏移進行糾正。這一步對解纏后的相位是否能正確轉化為形變值很關鍵。
圖 軌道精煉和重去平參數設置面板
點擊Next按鈕，進行軌道精煉和重去平處理，處理完成之后，將優化的結果顯示在RefinementResults的面板，內容如下：
ESTIMATE A RESIDUAL RAMP Points selected by the user =64 Valid points found = 64 Extra constrains = 2 Polynomial Degree choose =3 Polynomial Type : = k0 + k1*rg +k2*az Polynomial Coefficients (radians): Root Mean Square error (m)=64.1891189212 Mean difference after RemoveResidual refinement (rad) = -0.0431859477 Standard Deviation after RemoveResidual refinement (rad) = 1.9514668017 |
這一步得到的結果有：
（7）相位轉形變以及地理編碼（Phase to Displacement Conversion andGeocoding）：將經過絕對校準和解纏的相位，結合合成相位，轉換為形變數據以及地理編碼到制圖坐標系統，默認得到的是LOS方向的形變。
圖 相位轉形變主要參數
圖 地理編碼參數
點擊Next按鈕，進行相位轉形變和地理編碼處理。地理編碼的坐標系是以參考DEM的坐標系為準。這一步得到的結果有：
圖 相位轉形變的結果
（8）結果輸出（Output）：
結果默認輸出在ENVI的默認輸出路徑下，文件名命名為sentinel1_69_20160109_100020274_IW_SIW1_A_VV_slc_list_out_disp。若想保留中間結果便于查看，將DeleteTemporary Files不勾選。
點擊Finish，輸出結果。結束DInSARDiaplcement處理的工作流。生產的形變數據自動進行密度分割配色展示。
圖 形變結果自動配色顯示
注：Back和Next按鈕，可切換至中間某一步查看參數或調整參數重新處理。
結果顯示，本次地震發生的位置，導致了一個區域明顯的抬升。如果對整景數據做DInSAR處理，右邊的大部分沒有形變的區域，都參與到處理中，容易引入一些誤差（能看出右側的穩定區域，結果也有一些抬升的情況）。在這種情況下，可以在_fint的數據上，對地震形變區域手動繪制一個矢量區域，用SARscape的裁剪工具對原始的SLC數據進行裁剪，然后對子區域做DInSAR處理，能得到更精確的結果。
ENVI中手動繪制矢量范圍：打開_reflat_fint數據，ENVI主菜單File->New-> VectorLayer，選擇_fint數據，繪制矢量區域，如下圖所示：
圖 繪制子區域的矢量范圍
在矢量圖層上點擊右鍵，選擇Save As，保存為subarea.shp文件。
點擊/SARscape/General Tools/Sample Selections/Sample Selection SARGeometry Data工具，打開Sample Selection SAR Geometry Data面板。
圖 子區裁剪的數據輸入面板
圖 輸入裁剪矢量范圍及參考的強度數據
圖 子區裁剪的參數設置面板
圖 裁剪結果輸出面板
圖 裁剪結果強度圖
然后對裁剪后的slc數據，進行DInSAR工作流處理（參數和之前相同），得到地震區域的形變結果。在子區域DInSAR處理中，在軌道精煉一步，選擇的控制點如下圖所示：
子區域DInSAR處理中軌道精煉的GCP
得到的軌道優化的結果報表：
ESTIMATE A RESIDUAL RAMP Points selected by the user =27 Valid points found = 27 Extra constrains = 2 Polynomial Degree choose =3 Polynomial Type : = k0 + k1*rg +k2*az Polynomial Coefficients (radians): Root Mean Square error (m)=16.5580109079 Mean difference after RemoveResidual refinement (rad) = -0.1456119011 Standard Deviation after RemoveResidual refinement (rad) = 0.7900878373 |
圖 裁剪后的SLC做DInSAR處理得到的結果
