SARscape中的数据裁剪功能

 数据裁剪是做SAR数据处理常做的一步准备工作，当数据范围远大于研究区的时候，先对数据进行裁剪，可以减少数据量，节省数据处理的时间。

 本文介绍SARscape中的SAR数据裁剪工具。以SARscape5.6.2版本为例。

      SARscape提供了两个裁剪工具

• Sample Selection SAR Geometry Data ——对SAR坐标系数据进行裁剪的工具
• Sample Selection Geographic Data——对地理坐标系数据进行裁剪的工具

图 SARscape中的SAR数据裁剪工具

      裁剪功能支持坐标范围裁剪和矢量裁剪两种方式。如果使用坐标范围裁剪，直接在裁剪的参数面板输入4个坐标角点即可，如下图所示。

 

图 输入坐标范围裁剪

      如果使用矢量文件裁剪，直接支持shapefile矢量数据，矢量数据可以是地理坐标系的，也可以是SAR坐标系的，可以来自行政区划矢量数据，也可以在ENVI或其他软件中绘制shapefile文件，ENVI中绘制矢量文件的方法：ENVI主菜单File->New->Vector，新建矢量文件，选择要绘制矢量文件的栅格数据，设置文件名，点击OK，然后鼠标绘制矢量文件，绘制完成后点击鼠标右键，单击”accept”结束绘制，如果要修改矢量文件，点击Create Vector->Edit Vertex修改。

图 矢量编辑功能

SAR坐标系数据的裁剪

      Sample Selection SAR Geometry Data，该工具适用于SAR坐标系数据的裁剪，输入的数据是SAR坐标系的数据，如_slc、_slc_list、_pwr、_gr……。

     在工程中，常用矢量文件确定子区域的范围，矢量文件可以是地理坐标系的shapefile、kmz、kml文件，也可以是SAR坐标系的shapefile，下面分这两种情况介绍：

（1）使用SAR坐标系的shapefile文件作为子区域范围

      这种情况下，矢量需要在强度数据_pwr数据上绘制。

     注：在对哨兵数据进行裁剪时，强度数据_pwr需要作为参考文件（reference file）输入。

      如果用地理坐标范围裁剪，输入的是地理坐标下的矢量数据或坐标范围，在参数设置面板中”Geographical Region”参数设置为True；如果用斜距坐标范围裁剪，输入的是斜距坐标系下矢量数据或坐标范围，在参数设置面板中”Geographical Region”参数设置为False。

      下面以哨兵1A的SLC数据为例，介绍使用SAR坐标系的shapefile文件对哨兵slc数据进行裁剪。

第一步，在ENVI中打开导入后的哨兵1A数据生成的强度数据文件

sentinel1_40_20190103_102159116_IW_A_VV_slc_list_pwr，点击File->New->Vector Layer，设置矢量文件名，点击OK。

图 创建矢量文件

图 在强度图上绘制子区域的矢量

在矢量图层点击右键，选择Save As，保存到本地的矢量文件，矢量绘制的不规则也没有关系，可以通过”Use Min and Max Coordinates “参数设置，根据矢量文件的最大坐标进行规则裁剪。

      打开/SARscape/General Tools/Sample Selections/Sample Selection SAR Geometry Data工具。

• 数据输入面板（Input File）

输入SAR坐标系的数据文件，可以是一景，也可以是同一区域的多景数据，默认的数据标识为_slc、_pwr、_slc_list，如果数据不带这个标识，可以在文件筛选处选择*.*。

图 数据输入面板

• 可选文件面板（Optional File）
  • Vector File：输入上一步绘制的矢量文件。该文件是可选项，如果用坐标范围裁剪，在此不输入。
  • DEM File：输入带有地理坐标的DEM数据提供参考坐标系。该文件是可选项，如果用地理坐标范围裁剪，在此必须输入带有地理坐标的DEM文件，以提供参考坐标系。在此不输入DEM文件。
  • Input Reference File：参考数据，输入多视的强度数据_pwr。在以下情况下，该数据文件为必选项：
    • 待裁剪的数据是Sentinel-1的_slc_list文件
    • 基于雷达坐标系的矢量文件进行裁剪时
    • 基于雷达坐标系的坐标进行裁剪时

    这里输入待裁剪的哨兵数据的_pwr数据。

图 可选文件面板

• 参数设置面板（Parameters）：主要参数（Principal Parameters）
  • Make Coregistration：默认为False。若激活该参数，多幅影像裁剪时，会输出裁剪后的配准结果。
  • Coregistration With DEM：如果上面参数设置为True，该参数设置配准时是否考虑DEM。
  • Geographical Region：设置为False，基于SAR坐标系的裁剪，如果输入的是地理坐标或者矢量，该参数设置为True。
  • West/First Column：最小经度/起始列号
  • North/First Row：最大纬度/起始行号
  • East/Last Column：最大经度/最大列号
  • South/Last Row：最小纬度/最大行号
  • Use Min and Max Coordinates：设置为True。如果该参数设置为True，会按照矢量文件的最大的坐标范围对数据进行裁剪。

图 主要参数设置

• 数据输出面板（Output Files）

输出文件（Output file list）：自动将数据输出到ENVI默认的数据输出路径下并自动命名，添加_cut的标识。

图 输出面板设置

      设置好参数之后，点击Exec执行即可。 

图 _slc_list数据裁剪结果的强度图_cut_slc_list_pwr

图 裁剪之后得到的数据文件

注：如果裁剪的是哨兵1的_slc_list数据，当裁剪范围很小的时候，可能会遇到裁剪结果不全的情况。原因是软件默认的参数中，子区域在每个条带中，覆盖范围大于200个像元的进行裁剪，否则该条带不参与裁剪。

      解决方法为：（1）扩大要裁剪的子区域范围；（2）设置覆盖范围阈值为0。在裁剪工具的Parameters参数面板中，选择Cut参数，Min Valid Square Dimension参数默认为200，把该参数调小。如下图所示。

图 设置Sentinel _slc_list文件默认的子区覆盖范围

注：裁剪前后的数据、以及shapefile都是SAR坐标系的，所以无法进行位置叠加显示。如果要看数据地理范围，可以打开裁剪前后的地理坐标系的数据外边框shapefile文件叠加显示查看范围。

（2）使用地理坐标系的子区域文件进行裁剪

      这种方法最为常用！

      地理坐标系的子区域文件支持shapefile、kml、kmz文件，可以在地理坐标系的底图上绘制，也可以在在线底图上绘制，保存为shp、kml或kmz文件。

      下面以同一景哨兵数据为例，介绍使用地理坐标系的子区域范围进行裁剪的操作，参数说明可参考上文中相应的内容，在此只进行操作部分的说明。

第一步：准备子区域文件，此处使用shp文件，area矢量文件坐标系为WGS84经纬度坐标。是待裁剪的数据范围的一个子区域，如下图是地理位置关系。

图：地理坐标系的子区域shp文件

第二步：准备参考DEM文件，使用地理坐标系的子区域裁剪，需要输入参考DEM，提供参考坐标系，所以需要提前准备。

第三步：进行裁剪操作，打开裁剪工具：/SARscape/General Tools/Sample Selections/Sample Selection SAR Geometry Data，各面板设置如下图：

图 使用地理坐标系的shp进行SAR数据裁剪的参数界面

裁剪之后的数据，可打开裁剪得到的_cut_slc_list.shp查看地理范围，如下图红色框，可以看到得到的子区域规则裁剪的范围。

图 裁剪之后数据地理范围查看

 

地理坐标系数据的裁剪

       Sample Selection Geographic Data，该工具适用于地理坐标系数据的裁剪，输入的数据是地理坐标系下的数据，如_geo、_dem、_disp……。启动/SARscape/General Tools/Sample Selections/Sample Selection Geographic Data。

       实际工作中，该工具常用于裁剪SARscape格式的参考DEM数据。

• 数据输入面板（Input File）

输入带有地理坐标的数据文件，可以是一景，也可以是同一区域的多景数据，默认的数据标识为_geo，如果数据不带这个标识，可以在文件筛选处选择*.*。

• 可选文件面板（Optional File）

输入.shp格式的矢量文件。该文件是可选项，如果用坐标范围裁剪，在此不输入。

• 参考坐标系设置面板（DEM/Cartographic System）

通过带有地理坐标的DEM数据/坐标系，确定要裁剪的地理坐标的参考坐标系。该设置是可选项，如果用坐标范围裁剪，在此必须设置参考坐标系，DEM或者坐标系，选择其中一个。

• 参数设置面板（Parameters）：主要参数（Principal Parameters）
  • Make Max Common Area：激活该参数，在输入的所有数据中，裁剪范围内，按照所有数据的最大交集裁剪，常用于升轨-降轨数据的裁剪或者不同传感器数据的裁剪。
  • Common Dummy Area：地理坐标裁剪，此功能默认为False
  • Geographical Region：地理坐标裁剪，此功能默认为True
  • West/First Column：最小经度
  • North/First Row：最大纬度
  • East/Last Column：最大经度
  • South/Last Row：最小纬度
  • Use Min and Max Coordinates：如果该参数设置为True，会按照矢量文件的最大的坐标范围对数据进行裁剪。

图 地理坐标数据裁剪工具参数面板

• 数据输出面板（Output Files）

输出文件（Output file list）：自动将数据输出到ENVI默认的数据输出路径下并自动命名，添加_cut的标识。

      设置好参数之后，点击Exec执行即可。