Harmon/lutan1-envi-idl-dinsar-pipeline
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lutan1-envi-idl-dinsar-pipe…/README.md
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Harmon 3df6eb53fc Initial commit
2026-04-14 01:39:51 +08:00

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ENVI + IDL D-InSAR 批处理流水线

本仓库是一套基于 ENVI / IDL / SARscape 的 D-InSAR 自动化处理脚本，面向陆探一号等 SAR 数据的批量导入与差分干涉处理。代码包含两个主要阶段：

  1. 批量导入原始数据，将 *.meta.xml 导入为 SARscape 可继续处理的产品。
  2. 对已经完成导入的主辅影像执行完整 D-InSAR 流程，直到位移反演与地理编码输出。

仓库当前核心脚本只有 3 个：

  • Run_Batch_Task_Import.pro：批量导入 Task_* 目录中的原始数据。
  • batch_dinsarworkflow_all.pro：批量执行 D-InSAR 流程。
  • DinsarWorkflow_ALL.pro：单景测试版 / 调试版完整流程。

1. 依赖环境

运行本项目需要以下软件环境已经正确安装并可在 IDL 中调用：

  • ENVI
  • IDL
  • SARscape
  • 对应 SARscape Batch 模块与 ENVI Task 环境

脚本中直接使用了以下对象 / 任务：

  • ENVI(/HEADLESS)
  • SARscape_Batch_Init
  • SARscapeBatch
  • ENVITask('SARsImportLuTan1')
  • IDLffShape

因此该仓库不是纯 IDL 通用脚本，必须在装有 ENVI + SARscape 的环境中运行。

2. 仓库结构

ENVI_IDL_DInSAR/
├─ Run_Batch_Task_Import.pro
├─ batch_dinsarworkflow_all.pro
├─ DinsarWorkflow_ALL.pro
└─ README.md

各脚本职责如下。

2.1 Run_Batch_Task_Import.pro

用途：批量扫描根目录下的 Task_* 文件夹，并分别处理其中的 master 与 slave 子目录。

处理逻辑：

  • 在 master / slave 目录中查找 *.meta.xml
  • 使用 ENVITask('SARsImportLuTan1') 执行导入
  • 输出直接写回当前 master 或 slave 目录
  • 如果目录中已经存在 *.sml，则认为该目录已导入，自动跳过

适合放在整个流程的第一步，用来把原始数据准备成后续 D-InSAR 可识别的输入。

2.2 batch_dinsarworkflow_all.pro

用途：批量执行完整 D-InSAR 流程。

处理逻辑：

  • 扫描根目录下所有 Task_* 文件夹
  • 检查每个任务目录下是否存在 master / slave
  • 在 master、slave 中各取第一个 *.sml
  • 去掉 .sml 后缀，得到 SARscape 输入基名
  • 在任务目录内创建 dinsar_results 输出目录
  • 调用 Execute_Single_Dinsar_Workflow 执行完整处理

这是生产使用时最重要的脚本。

2.3 DinsarWorkflow_ALL.pro

用途：单组主辅影像的完整 D-InSAR 处理脚本。

特点：

  • 直接在脚本内手工指定 master_base_file、slave_base_file、dem_base_file
  • 更适合单景调试、流程验证、参数试验
  • 逻辑上与批处理版本一致，但不是批量入口

3. 建议的数据组织方式

根据代码，批处理脚本假定数据目录组织如下：

<rootDir>/
├─ Task_20250504_20250601_1/
│  ├─ master/
│  │  ├─ *.meta.xml
│  │  ├─ ... 导入后生成的 *.sml、影像及配套文件
│  ├─ slave/
│  │  ├─ *.meta.xml
│  │  ├─ ... 导入后生成的 *.sml、影像及配套文件
│  └─ dinsar_results/
│     └─ workflow*
├─ Task_xxx/
└─ ...

处理顺序通常是：

  1. 先运行 Run_Batch_Task_Import.pro
  2. 确认每个 master / slave 目录中已经生成 *.sml
  3. 再运行 batch_dinsarworkflow_all.pro

4. D-InSAR 主流程说明

batch_dinsarworkflow_all.pro 中的 Execute_Single_Dinsar_Workflow 实现了完整 6 步流程：

Step 1. 干涉图生成

  • 从主影像和辅影像的 .sml 中读取：
    • PixelSpacingRg
    • PixelSpacingAz
    • IncidenceAngle
  • 根据目标地面分辨率自动计算多视数：
    • RG_LOOKS_NBR
    • AZ_LOOKS_NBR
  • 调用 InSARInterferogramGeneration

Step 2. 滤波与相干图生成

  • 调用 InSARFilterAndCoherence
  • 使用设定的滤波方法，例如 GOLDSTEIN
  • 生成滤波干涉图与相干图

Step 3. 轨道残余相位频率去除

  • 调用 InSARRemoveResidualPhaseFrequency
  • 输入为上一步生成的滤波干涉图和相干图

Step 4. 相位解缠

  • 调用 InSARPhaseUnwrapping
  • 使用相干阈值 UPHA_COH_THRESHOLD

Step 5. 精化与再平地

分为两步：

  1. 自动 GCP 生成
  2. Refinement and Reflattening

自动 GCP 生成的逻辑为：

  • 打开相干图
  • 按网格均匀划分影像
  • 在每个网格中选取相干系数最大的像元
  • 当该像元相干值高于阈值时，将其写入 shapefile
  • 最终生成 *_auto_gcp.shp

随后调用 InSARRefinementAndReflattening，并将自动生成的 GCP 文件作为输入。

Step 6. 相位转位移与地理编码

  • 调用 InSARPhaseToDisplacement
  • 使用最终解缠结果生成 LOS 位移产品
  • 执行地理编码
  • 当前脚本仅开启 LOS 输出：
    • GENERATE_LOS_FLAG = OK
    • GENERATE_VERTICAL_FLAG = NotOK
    • GENERATE_MAX_SLOPE_FLAG = NotOK

5. 关键输入参数

以下参数需要在脚本中按实际工程修改。

5.1 导入脚本参数

文件：Run_Batch_Task_Import.pro

  • temporary_directory：SARscape 临时目录
  • rootDir：待扫描的任务根目录
  • numToProcess：最多处理多少个任务，0 表示全部处理

5.2 批处理 D-InSAR 参数

文件：batch_dinsarworkflow_all.pro

  • temporary_directory：SARscape 临时目录
  • rootDir：包含多个 Task_* 目录的根目录
  • dem_base_file：DEM 基础文件路径
  • target_ground_resolution_m：目标地面分辨率，控制自动多视
  • filter_method：滤波方法，默认 GOLDSTEIN
  • unwrapping_coh_threshold：解缠相干阈值
  • gcp_coh_threshold：自动 GCP 相干阈值
  • gcp_number：目标 GCP 数量
  • geocoding_coh_threshold：地理编码时使用的相干阈值
  • geocoding_pixel_size_m：地理编码输出像元大小
  • numToProcess：最多处理多少个任务，0 表示全部处理

5.3 单景调试参数

文件：DinsarWorkflow_ALL.pro

  • master_base_file
  • slave_base_file
  • dem_base_file
  • workflow_root_name
  • 其余处理参数与批处理版本基本一致

注意：master_base_file 和 slave_base_file 填写的是“基名”，不是 .sml 文件全名。脚本内部会自动拼接 .sml 去读取参数。

6. 输出结果说明

批处理脚本默认在每个任务目录下创建：

Task_xxx/
└─ dinsar_results/
   ├─ workflow_dint
   ├─ workflow_reference_pwr
   ├─ workflow_secondary_pwr
   ├─ workflow_fint
   ├─ workflow_cc
   ├─ workflow_rrpf_fint
   ├─ workflow_upha
   ├─ workflow_auto_gcp.shp
   ├─ workflow_reflat_upha
   ├─ workflow_geo*
   └─ ...

其中常见关键中间结果包括：

  • *_dint：初始干涉图
  • *_fint：滤波后干涉图
  • *_cc：相干图
  • *_upha：解缠结果
  • *_auto_gcp.shp：自动生成的 GCP 矢量文件
  • *_geo*：地理编码后的位移产品

实际生成的附属文件数量和后缀会受 SARscape 版本及模块设置影响。

7. 典型使用方式

7.1 第一步：批量导入

在 Run_Batch_Task_Import.pro 中修改：

  • temporary_directory
  • rootDir
  • numToProcess

然后在 IDL 命令行或脚本环境中运行：

.compile Run_Batch_Task_Import.pro
Run_Batch_Task_Import

7.2 第二步：批量执行 D-InSAR

在 batch_dinsarworkflow_all.pro 中修改：

  • temporary_directory
  • rootDir
  • dem_base_file
  • 各处理参数

然后运行：

.compile batch_dinsarworkflow_all.pro
Batch_DinsarWorkflow_ALL

7.3 单景测试

在 DinsarWorkflow_ALL.pro 中直接修改主影像、辅影像、DEM 和输出路径，然后运行：

.compile DinsarWorkflow_ALL.pro
DinsarWorkflow_ALL

8. 代码实现要点

8.1 自动读取 SML 参数

Read_SML_Parameter 会直接从 .sml 文件中读取指定 XML 标签内容，用于自动计算多视参数。这意味着：

  • 输入数据必须已经正确导入并生成 .sml
  • .sml 内部需要包含 PixelSpacingRg、PixelSpacingAz、IncidenceAngle 等字段

8.2 自动 GCP 生成策略

CREATE_GCPS_FROM_COHERENCE 不是随机取点，而是“规则网格 + 每格取最大相干值”的策略。这样做的优点是：

  • GCP 空间分布更均匀
  • 能避免点位过度集中
  • 能通过相干阈值控制稳定区域

8.3 批处理脚本的选择策略

当前批处理版本在每个 master / slave 目录中只取“第一个找到的 .sml”作为输入，因此建议：

  • 每个 master 目录内只保留一组待处理主影像
  • 每个 slave 目录内只保留一组待处理辅影像
  • 若目录中存在多份 .sml，需要先确认 FILE_SEARCH 返回顺序是否符合预期

9. 注意事项

  1. 路径需要按本机环境手动修改，仓库中的路径示例均为作者本地路径。
  2. 脚本默认使用 ENVI(/HEADLESS)，适合批处理环境。
  3. temporary_directory 需要保证有足够磁盘空间。
  4. gcp_coh_threshold 过高时，可能导致无法生成足够 GCP，流程会在 Step 5A 失败。
  5. unwrapping_coh_threshold、geocoding_coh_threshold 需要结合研究区相干性调整。
  6. 本仓库目前没有统一的日志输出、配置文件和异常恢复机制，失败后通常需要根据控制台信息排查。
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