Come produrre DEM ad alta risoluzione dai nuovi dati di Sentinel-1?

Questa è una domanda generale relativa ai nuovi dati di Sentinel-1. Sono interessato al potenziale utilizzo di questi dati per creare DEM ad alta risoluzione in GIS (utilizzo QGIS), per studiare siti archeologici e paesaggi e modellarne il cambiamento.

Il satellite del programma Copernicus dell'Agenzia spaziale europea Sentinel-1a è stato recentemente commissionato, con i dati che stanno appena iniziando a essere disponibili sul sito web dell'ESA Data Hub ( https://scihub.esa.int/ ). Questi dati possono essere visualizzati ed elaborati utilizzando un software appositamente preparato chiamato Sentinel-1 Toolbox ( https://earth.esa.int/web/sentinel-tbx/sentinel-1-toolbox ). I dati radar consentiranno di modellare le osservazioni sulla superficie terrestre e i cambiamenti nelle superfici terrestri usando "interferometria radar ad apertura sintetica", con la maggior parte degli esempi finora forniti che descrivono in dettaglio l'impatto dei terremoti o altri cambiamenti del paesaggio naturale su larga scala ( https: // earth. esa.int/web/sentinel/thematic-content/-/article/radar-vision-maps-napa-valley-earthquake). Dopo aver cercato su Internet ho scoperto che, oltre al sito web dell'ESA, sembrano esserci poche informazioni sull'uso pratico di questi nuovi dati.

Esistono pubblicazioni su come produrre DEM ad alta risoluzione da questi nuovi dati di Sentinel-1?

Immagino che non hai mai lavorato con i dati SAR prima, quindi suddividerò la tua domanda in parti alle quali posso rispondere:

1) Creare DEM ad alta risoluzione in GIS

Il processo di creazione di un DEM solo dai dati SAR è piuttosto complesso e richiede molta potenza di elaborazione e memoria. Non conosco un software GIS che implementa la creazione di DEM a causa di questi vincoli.

2) Indaga su siti / paesaggi e modella il loro cambiamento

Se si desidera modellare / osservare il cambiamento di elevazione, l' interferometria differenziale è la parola chiave che si dovrebbe cercare. Questo approccio consente di osservare anche piccoli cambiamenti di elevazione senza il complesso processo di creazione di due DEM.

3) Come produrre DEM ad alta risoluzione

Questo è un processo complesso che richiede molti passaggi. Consiglio vivamente di leggere l'interferometria SAR in generale, poiché i dati di Sentinel-1 hanno sostanzialmente gli stessi (dis) vantaggi di qualsiasi altro dato SAR.

L'ESA fornisce un libro gratuito contenente tutte le informazioni pertinenti sull'interferometria SAR, sia dal punto di vista matematico che da quello dell'elaborazione:

ESA: principi InSAR

Passaggi necessari per creare un DEM

• scene in co-registrazione
• calcolare le linee di base
• creare interferogramma ed estrarre informazioni sulla fase
• corretto per movimento del sensore, rimozione della terra piatta, atmosfera, ecc.
• converte la fase differenziale in differenze di fase assolute
• disimballaggio di fase
• conversione da fase ad altezza
• corretto per elevazione assoluta, salti di fase, ecc.

Questo è ovviamente solo uno schema. I processi dettagliati per ogni passaggio sono spiegati nel libro a cui mi riferivo e, in teoria, possono essere tutti eseguiti con S1-Toolbox (che presto sarà SNAP) o Next ESA SAR Toolbox (NEST) .

Qui ho trovato un articolo "Risultati preliminari dell'utilizzo dei dati Sentinel-1 SAR per la generazione di DSM", 2015 . Come ho capito, la precisione verticale non sarà migliore di 20 m (un'altezza media di un singolo albero). Questo è paragonabile alla precisione SRTMGL1, GDEM2.

Non ho trovato utile migliorare la SRTM DEM, riempiendo le aree mascherate della foresta nell'SRTM1GL (per eliminare l'offset verticale della copertura dell'albero). Tuttavia, non sono un SAR, specialista in DEM.

Risposta di un professore INSAR

Caro Eric

Ho saputo da XXXXX che sei interessato a un DEM (InSAR), presumo su un'area in Kenya? Si noti che sono già disponibili tali prodotti, ad es. SRTM DEM e prodotti della missione TanDEM-X. Entrambe le missioni InSAR sono state sintonizzate per ottenere i DEM di migliore qualità, poiché funzionavano nella modalità bi-statica single-pass, che impedisce l'ingresso del segnale di errore atmosferico nel DEM. Con Sentinel-1a e Sentinel-1b non è possibile realizzare un prodotto a passaggio singolo, poiché non volano in Tandem (bi-statico). È possibile creare DEM di ripetizione mono-statici da Sentinel-1a o Sentinel-1b, ma la configurazione di ripetizione del passaggio introdurrà errori DEM indotti dall'atmosfera con centinaia di metri di errore, vale a dire molto peggio dei prodotti DEM di ad esempio SRTM, che puoi facilmente scaricare gratuitamente. Inoltre,

Per questo motivo, presumo che la tua richiesta potrebbe non essere necessaria. Vi prego di informarmi se avete ulteriori domande