とらりもん - PolSARpro Diff

2017/05/14 JIn Katagi （一部修正）

{{toc}}

! PolSARproとは
* [[公式ページ|https://earth.esa.int/web/polsarpro/home]]
ESAがリリースしているPolSARの解析ツール。

オープンソースであり、頑張ればLinuxでも動く。

ツールの使い方に限らず、PolSARの基礎までカバーしている充実した[[ドキュメント|https://earth.esa.int/web/polsarpro/documentation]]が特徴。


! インストール
PolSARproは現在v5.1が最新です（2017/05/14）．

以下は古いバージョン（v5.0.4）のインストール方法です．

[[Sentinel-1 Toolbox]]が必要なので、必要に合わせて参照してください。
!! Ubuntu

wget https://earth.esa.int/documents/653194/1960708/PolSARpro_v5.0.4_Linux_20150607
unar PolSARpro_v5.0.4_Linux_20150607
sudo apt-get install tcl-dev
sudo apt-get install tk-dev
sudo apt-get install bwidget iwidgets4
sudo apt-get install itcl3 itk3 libtk-img
cd PolSARpro_v5.0/Soft/
chmod +x Compil_PolSARpro_v5_Linux.bat
ここで
vi ./Compil_PolSARpro_v5_Linux.bat
で, パスが変になっているところを修正(\が使われているところを/に修正）。その後,
./Compil_PolSARpro_v5_Linux.bat

古いバージョンでよければ...
sudo add-apt-repository ppa:a.valentino/eotools
sudo apt-get update
sudo apt-get install polsarpro

!! Fedora
「Ubuntuへのインストール」のapt-getの箇所を以下に変更。
sudo dnf install tcl-devel tk-devel bwidget iwidgets itk-devel itcl-devel tkimg

PolSARpro_v5.0/GUI/bmp_process/ViewBMPFile.tcl の28行名を以下のように書き換える
package require itk


! インストール後

GUIの実行ファイルは ./PolSARpro_V5.0/PolSARpro.tcl

これを立ち上げるとPdf reader周りで怒られるので、
OK -> Yes -> (Selection:) /usr/bin/evince -> OK -> Save & Exit

以下、同様にpathを指定していく。
(Google Earth) (Selection:) /usr/bin/google-earth
(gimp) (Selection:) /usr/bin/gimp
(ImageMagick) (Selection:) /usr/bin/convert
(Asf mapready) /usr/local/bin/asf_mapready
(s1tbx) /home/hoge/snap/bin/snap　# 不安

上記の手順でインストール後、[[RESTECが提供しているPALSARのポラメトリデータ（L1.1）|http://www.alos-restec.jp/staticpages/index.php/service-sampledata-04]]に対してYamaguchi 4 components decompositionまで出来ることを確認。

GUIの挙動やエラーメッセージがおかしいが、とりあえずLinuxでも動く模様。

プログラムの詳細は付録しているヘルプのpdfを参照するか、Soft/ 以下に内蔵されているCプログラム（Soft/data_process_sngl/yamaguchi_4components_decomposition.c）を読めばいい。



! 実行
!! Level 1.1
!!! データのダウンロード
[[RESTECが公開しているPALSAR/ポラメトリック L1.1|http://www.alos-restec.jp/staticpages/index.php/service-sampledata-04]]をダウンロードする。

(仕様書は[[こちら|http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/doc/fdata/PALSAR_x_Format_JL.pdf]])

unzip psr_plr11.zip


!!! Yamaguchi 4 components

（メモ）コヒーレンスの計算の前に、大気補正が必要？[[参考(2.2 Terrain correction processing flow)|https://media.asf.alaska.edu/uploads/RTC/rtc_product_guide_v1.2.pdf]]

↑ SARにRadiometric calibrationはそもそも必要ない気がする。

./PolSARpro_v5.0.tcl

#ENTER -> ALOSのロゴをクリック -> Data Processing Level 1.1 -> Quad-Pol
#Environment -> (Main Input Directory) /home/jin/workspace/SAR/PSR_PLR15 -> OK -> Save & Exit -> (WARNINGが出るが無視して）No
#Import -> Input Data File -> (SAR Leader File) -> LED* を選択 -> OK -> Check Fiels -> OK -> Read Header -> OK -> OK
#Import -> Extract -> Full Resolution -> Run
#左上のPolsar Pro v5.0のロゴをクリック -> Single Data Set
#Process -> Polametric Decompositions -> YAM4 -> TgtG TgtG TgtG -> BMP -> Run


!!! GeoTiffへの変換（幾何補正、推奨）

PolSARProには大気・幾何補正の機能がない。幾何補正の機能を補うためにMapReadyを用いる。（[[引用|https://media.asf.alaska.edu/asfmainsite/documents/mapready_3.1.22_how_to_guide.pdf]])
Why do I need MapReady for PolSARPro products?
MapReady  provides  the  functionality  that  PolSARPro  is  missing.  It  can
geometrically  and  radiometrically
terrain  correct  and  geocode  PolSARPro  products.  After  exporting  the  data  to  a  
GeoTIFF format, the results can be used in a GIS environment.

補正を行うとどうなるかは[[こちら|https://www.asf.alaska.edu/sar-data/palsar/terrain-corrected-rtc/]]を参照。

以下にMapReady（asf_geocode, asf_terrcorr）とDEMを用いた補正の仕方を示す。

# DEMを準備する（[[国土地理院が提供しているデータからDEMを作成する]]）。
# xmlをtifに変換。
python2 fggdem.py *\.xml
# tifを結合。空間解像度はPALSARに合わせる。
gdal_merge.py -o Hiroshima_DEM.tif -ps 0.000118947688640 0.000118947688640 FG-GML-5132-02-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-03-DEM10B-20161001.tif \
FG-GML-5132-04-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-12-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-13-dem10b-20161001.tif \
FG-GML-5132-14-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-22-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-23-dem10b-20161001.tif \
FG-GML-5132-24-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-32-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-33-dem10b-20161001.tif \
FG-GML-5132-34-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-42-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-43-dem10b-20161001.tif \
FG-GML-5132-44-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-52-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-53-dem10b-20161001.tif \
FG-GML-5132-54-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-62-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-63-dem10b-20161001.tif \
FG-GML-5132-64-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-72-dem10b-20161001.tif FG-GML-5132-73-dem10b-20161001.tif \
FG-GML-5132-74-dem10b-20161001.tif
#GeoConding, GCP
MapReadyでも行えるようだが、とりあえずgdalとPALSAR/Level1.5のGCPを元に試してみる。

# Level1.5を参考に、サイズを変更
gdal_translate -of GTiff -outsize 1900 5600 Yamaguchi4_Y4O_Dbl.bin dummy.tif
# GCPを与える
# 上下反転するために、(5600 - gcp_y)している
    gdal_translate \
        -gcp 0.5 5599.5 132.181645 34.635271 \
        -gcp 950 5599.5 132.308356 34.656714 \
        -gcp 1899.5 5599.5 132.435276 34.678051 \
        -gcp 0.5 4200.5 132.219924 34.48091 \
        -of "GTiff" dummy.tif dummy2.tif

  # 座標系を変換
  gdalwarp -t_srs EPSG:4326 dummy2.tif out.tif
#


(メモ1）
# asf_import (asf_polsarpro_impor？）で ASF Internal format に変換
asf_polsarpro_import LED-ALPSRP149880680-P1.1__A CEOS Yamaguchi4_Y4O_Dbl.bin dummy1
# asf_geocode でUTM座標系に変換（要：中心座標）
asf_geocode -p utm --central-meridian 132.3837176 dummy1 dummy2

エラー
****  ERROR!  Cannot Open File! *******
*
*    This program tried to open the file named
* '@TMPDIR@/.float_image_tile_file_1760_0' for writing.
* This file does not exist or cannot be opened.
* Please check the file name and try again.
**   Program terminating... Cannot open file.

(メモ2）
asf_import -format geotiff Yamaguchi4_Y40_Dbl.tif dummy1


# asf_terrcorrで幾何補正


(メモ3）
Snap Software

File -> import -> SAR Sensors -> ALOS PALSAR CEOS

java.lang.nullpointerexception!!!


!! Level 1.5
!!! データのダウンロード
[[RESTECが公開しているPALSAR/ポラメトリック L1.5|http://www.alos-restec.jp/staticpages/index.php/service-sampledata-04]]をダウンロードする。


unzip psr_plr15.zip

QGISなどで見たい場合は、以下のスクリプトで変換する。

#!/bin/sh
# 2016/11/08 Jin Katagi
# RESTECからダウンロードしたPALSAR full pola L1.5 のデータをtifに変換する

for file in IMG-HH-ALPSRP149880680-P1.5_UA IMG-HV-ALPSRP149880680-P1.5_UA IMG-VH-ALPSRP149880680-P1.5_UA IMG-VV-ALPSRP149880680-P1.5_UA; do
    # GCPを用いて座標を計算し、tifに変換
    　gdal_translate \
        　-gcp 0.5 0.5 132.181645 34.635271 \
        　-gcp 950 0.5 132.308356 34.656714 \
        　-gcp 1899.5 0.5 132.435276 34.678051 \
        　-gcp 0.5 1399.5 132.219924 34.48091 \
      　  -of "GTiff" ${file} hoge.tif
    　# 座標系を変換
   　 gdalwarp -t_srs EPSG:4326 hoge.tif ${file}.tif
  　  rm hoge.tif
done

!! リンク集
*[[Polarimetry Tutorial |https://earth.esa.int/web/polsarpro/polarimetry-tutorial;jsessionid=64046B4BC97002673E0888440696A2DC.jvm1]] ... ESAがPolSARの基礎からPolSAR　Proの使い方までまとめている。
** [[Four-Component Scattering Model for Polarimetric SAR Image Decomposition|https://pdfs.semanticscholar.org/12c2/cd93a3a1fa67e03e89bf4bd2206565a5dc90.pdf]] ... Yamaguchi 4 components decomposition の論文1。
** [[A Four-Component Decomposition of POLSAR Images Based on the Coherency Matrix|http://dspace.lib.niigata-u.ac.jp/dspace/bitstream/10191/4983/1/]] ... 論文2。
** [[Modifying the Yamaguchi Four-Component Decomposition Scattering Powers Using a Stochastic Distance|https://arxiv.org/pdf/1504.01000.pdf]] ... ↑の改良版？
*[[Analysis of PolSAR maritime data|http://cradpdf.drdc-rddc.gc.ca/PDFS/unc71/p529331.pdf]] ... PolSARProとMATLABで解析。Pythonで書き換え可能か。
*[[NL-SAR|https://www.math.u-bordeaux.fr/~cdeledal/nlsar.php]] ... PolSAR　PROに入っているスペックルノイズを取り除くやつ？
**[[NL-SAR Toolbox Manual|https://www.math.u-bordeaux.fr/~cdeledal/files/nlsartoolbox_v06_doc.pdf]] ... ↑の説明。Pythonでも動く。




→ [[PolSAR入門]]に戻る。