Doris the Delft Object oriented Radar Interferometric Software文献翻译Word下载.docx

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每个模块确定了不同的处理步骤的算法。

用户可以根据需求选择他需要的最适合的模块及算法应用于他的干涉测量研究。

这种灵活的模块化设计还允许轻松更新软件，不影响总体结构方案。

该软件目前正在一个HP-Unix平台上开发，尽管它在其他平台上使用也很方便。

目前，第一个版本（1.0版）的DORIS是能够处理单视复（SLC的图像）的基本干涉产品。

新版本正在增加一些功能，最后生成一些所需的成品，例如，数字高程模型和变形图。

1.引言

自1995年以来的代尔夫特地空间对地研究所InSAR技术组开始对干涉合成孔径雷达中的应用表面的变形监测感兴趣，发现形变监测精度达到厘米级。

研究工作，主要是在评估时间基线的限制，如去相关和大气影响的误差，并就结果进行验证，例如Usai（1999）或Hanssen等人的研究（1999年）。

我们认识到了一个需要灵活的，有据可查的加工工具，因为一个特定的应用大多需要一个专门的算法。

因此，我们目前正在开发的干涉处理软件称为DORIS。

最新信息可在www.geo.tudelft.nl/fmr/research/insar/sw/doris查询。

在本文中我们提出的DORIS软件的第一个版本。

该软件的目标是和发展战略提出在第2部分。

在干涉处理步骤与这些步骤之间的关系被确定在第3，第4节则描述了一个应用实例。

最后，第5条给出结论。

2.背景

2.1目标

很有必要开发一款我们自己的软件，这样当我们进行研究室可以很有必要开发一款我的得知一个确切的研究种使用的处理算法。

但不幸的是，软件总是被商业化，所以通常没有完全开放的软件可以共客户使用。

出于同样的原因，它也常常难以修改，以处理适应具体的研究目的。

因此，在发展的软件，我们牢记以下目标：

1.它应该很容易吸纳和测试新的算法,有没有具体的细节知识整个软件包。

2.该软件应该适用于所有可能的合成孔径雷达干涉测量应用，如生成数字高程模型，变形监测连贯性的研究。

3.该软件应具有友好的用户界面，在接口方面的，快速和内部和外部文件对接。

4.该软件应该是独立的特殊的硬件软件，而不是具体的平台，并具有低内存和磁盘存储需求。

未来的目标是并行化。

2.2结构

为了实现这些目标，我们采取了以下策略。

（注意这些点不完全对应同样数目的要求使用）

1.我们选择了它是模块化的方法来处理，下一节描述更详细。

一般来说，一个处理步骤输出结果既是下一步的输入数据，这使一个模块化的方法对应每个步骤的方法或算法，每一步骤的处理被视为一个单独的模块。

因此有可能更多的模块可以很容易地添加，只要保持这些格式不变。

由于模块化方法，它是很容易选择那些最适合的模块某应用，例如，直观地干涉，差分干涉或DEM的生成。

DORIS第一个版本（1.0）每处理一步只有一个模块（或几个密切相关的）。

只有这些步骤在软件的发展更新中一直存在的。

2.编程语言我们选择的是C++。

这个面向对象的编程语言尤其注重语言的对象化，适合加工，如干涉测量加工。

同时C++的方案可读性是普遍优于其他结构化的语言如Fortran，尤其可维护性方面。

这有助于不同的人开发的语言，在软件一致性方面。

见Zimmer和Bonz（1996年）的相关文章。

3.该软件输入处理方式方便，只需要输入到一个小的输入文件。

在这里，用户可以选择的模块和适当的参数。

在处理保存在参数文件是重要的参数每个SLC的文件有一个参数，图像文件的相关性，也有一个干涉文件。

每个模块输出的数据是写入到一个新的文件的源数据。

虽然这需要比必要的空间更多的磁盘空间,它使开发者更容易调试软件。

每个文件都做了一个头结构，包括作者，编写日期及整个模块的功能解释等等。

外部文档可以分为两部分。

对于用户来说，我们目前正在写一本用户手册，和一些在线帮助手册,例如对输入选项的一个简短的描述，这样的描述作为短期和脚本的软件运行。

对于程序开发员这里有一个更详细的文件用于描述所有的程序策略。

此文档，以及源代码本身，可以很容易地转换为HTML代码标准的Internet浏览器浏览。

这可以使程序员获得软件和快速浏览概述，很便利的例程之间轻松导航。

4.该软件开发是基于HP-Unix平台。

该标准库是考虑便携性。

惠普MLIB的LAPACK和veclib库使用，请看HP（1998a）和HP（1998b）,因为他们加快计算速度。

这意味着我们不能完全独立的，但代码可以适应工作其它的算法，例如，用不同的快速傅立叶变换。

3.逻辑设计

在DORIS最终版本，该软件是为了容纳整个从原始雷达和最后轨道的数据产品。

粗配准给出流程图如图1，其中处理分为四块。

第一块处理的是原始数据，参见图1。

原始雷达数据转到SLC的格式的转换和原始轨道数据转换为一个更方便的格式（我们使用的代尔夫特轨道数据记录来自DEOS）。

在未来的版本我们计划在包括转换的原雷达数据到SLC的格式。

在处理第二块是图像对的配准。

该路线的变换模型辅影像第十一个像素内与主图像迭代计算。

该参考相位，或'

扁平地球效应更正'

的计算也在这里。

这一部分更详细的处理流程图如图2。

请注意并非所有的步骤是确定所需的处理步骤;

用户可以选择不对SLC的图像滤波处理。

下一个部分处理（第三部分）生成干涉系数图和相位图像合成图，详细的流程图见图3。

辅图像重采样根据根据转换模型，然后转换到主影像坐标系下。

减去参考相，可以选择对干涉结果进行滤波处理。

图1：

干涉处理粗配准流程图DORIS1.0版第二步和第三步。

图2：

图1第二步的详细流量图：

干涉相位计算

最后，在第四步处理之后得到最终产品。

4.软件的发展

当前版本的DORIS（1.0）的包括干涉产品的生成，在图1所示的步骤第二和第三。

很多的模块用于步骤2和3。

包括方位和距离向滤波。

在已经实施的模块进行了描述，例如，Geudtner（1996）和Schwä

bisch（1995）。

在不久的今后我们着眼于完成第二步骤的所有功能，见图2,并增加新的模块。

同时我们将改善外部文件，并且继续发展，最终生成所需产品。

4.1研究实例

为了显示该软件的性能，我们计算出了测试区域的相位图和干涉系数图，例如位于Napels（意大利），见图4。

我们选择了一个ERS两幅图像。

这些图像（轨道号21066和1393,框架2781）1995年7月获取。

该干涉的产品列于图5和6。

该图像的干涉效果很好，可以使用作为实验数据，而且干涉区域与实地地形相符。

DORIS的CPU时间消耗，列于表1，其中只有那些步骤，需要大量的计算时间。

正如人们可以看到，重采样（正在处理的这幅图像与16Sinc内截断点）和生成干涉图像是最耗时的处理步骤。

从我们的内部格式CD-ROM到SLC的数据转换时间，主要是由于我们应用缓冲无数据转换，因此在使用CPU是有点意外。

在实践中，限制因素是CD-ROM读取数据速度。

相比之下，同样也对与在商业上可用的PCI软件处理，看到的PCI的处理速度（1997）。

相同的处理办法，例如，对窗口大小和插值算法，相同的（精确）轨道已使用，也没有滤波。

图3：

图1第三块的详细流程图：

生成干涉产品。

图4：

区域位置的验证

图5：

研究区域的干涉图;

多视因子10*2，垂直基线等于35米

图6（解缠后）研究区域相位图：

多视因子10*2，高程模糊度270米

图7DORIS和PCI处理的干涉系数直方图

使用两种软件计算得出的干涉图在图7中作了对比。

结果都非常好，造成的直方图的小差异所选择的变换模型稍有不同。

至于干涉图，没有发现显着性差异。

重采样是最耗时的步骤：

处理时间约一小时。

5.结论

DORIS是一个新的干涉SAR处理软件，被教育署分区办事处开发的，已应用是实践。

该软件目前版本可以在SLC的图像生产干涉产品。

无论是在结果方面的处理时间和质量都对DORIS性能进行了分析。

未来发展包括了功能的拓展和最终产品的生成方面需要增加啊、更多的模块。

此外，技术文件和用户手册将被写入。

参考文献

略