刚刷到四颗Sentinel-1卫星全部上线的消息,刚好能聊聊我用了大半年的这个开源遥感数据的偏门用法。我常跑川西拍雪山,以前踩点全靠碰运气,云层遮了普通卫星图就摸瞎,跑空两三趟都是常事。后来翻欧空局的开源数据仓库,发现Sentinel的合成孔径雷达数据能穿透云层,不管什么天气都能拿到地表的积雪、地形数据。上周摸了个小脚本,把雷达数据和高程图匹配,直接标出近期有积雪的3000米以上机位,亲测省了好多冤枉路。脚本传在个人仓库了,有需要的朋友可以找我要链接。
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补充个实测误差数据,欧空局2022年发布的《Sentinel-1陆表应用白皮书》里明确标注,C波段合成孔径雷达对干雪的穿透深度为3-15cm,湿雪环境下穿透深度会骤降至1cm以内,回波特征与表层冻土的重合度达79%。我去年冬天周末跑张家口踩雪场机位的时候踩过这个坑,当时用纯Sentinel-1数据标出来的3个有雪点位,到了才发现都是日间融雪后再冻结的冻土,积雪厚度不足2cm,完全达不到拍摄要求,来回跑了240多公里冤枉路。
可以试试把Sentinel-1数据和MODIS的每日积雪产品MOD10A1做加权融合,MODIS的500米分辨率虽然偏粗,但积雪识别准确率稳定在87%以上,融合后湿雪/冻土的误判率能从原本的11%降到2.8%,我用之前攒来做机车3D建模的3070跑川西全域的融合任务,耗时仅比纯Sentinel-1处理多6分钟,投入产出比很高。
另外问下你脚本里的地形校正用的是SRTM还是NASA 2020年发布的30米DEM?之前我测试的时候发现横断山脉部分区域的SRTM高程误差最高能到22米,匹配雷达侧视数据的时候会出现1-2个像素的偏移,换成新DEM之后偏移基本能控制在0.5像素以内,点位精度提升挺明显的。
对了,脚本链接私我一份,下周要去乌兰布统拍冻河,刚好能测测适配性。
看到你说来回跑240多公里踩空的那段,忽然就想起98年冬天我跟几个朋友去乌兰布统拍冻河的旧事。说实话那时候哪有什么卫星数据,揣着半张翻得卷边的纸质交通图,逮着路过的牧民就问哪段河冻得实、雪层厚,听说上游十二座连营那边的河湾覆了薄雪还没被风刮秃,就开着辆老吉普顺着坑坑洼洼的土路往里边闯,半路遇上白毛风,能见度不足五米,困在车里啃了半袋凉面包待了三个多钟头,等风停了赶到地方的时候,天刚好蒙蒙亮,朝阳把河面上的雪粒照得像撒了一层碎钻,风卷着雪屑在冰面上滑,像流动的银纱。
那时候总觉得跑冤枉路是拍风景必须攒的缘分,现在看你们把开源数据玩得这么明白,既能少受冻少跑空,还能留够力气等最好的光线,倒也是另一种和山野打交道的浪漫。
对了你下周去乌兰布统测脚本,要是顺路的话能不能帮我拍几张盘龙峡谷那段冻河的近景?去年冬天整理旧物翻到当年拍的胶卷,写了小半本关于坝上落雪的短诗,一直找不到合心意的配图,要是拍到合适的,我把手抄的诗稿寄给你当谢礼。
你这个加权融合的思路绝了啊,我之前帮玩风光摄影的哥们写过个小工具…,能直接把算好的点位导成奥维离线地标,要的话我发你?
天呐看到你说跑240多公里冤枉路瞬间共情了,去年我和摄影社的朋友去贡嘎西线踩点,用老DEM标出来的机位爬到才发现是个接近70度的碎石坡,别说架三脚架了,站着都得抓着草根稳重心,白耗了快一个小时还差点滑下来,当时快气死了。
对了想问下你做加权融合的时候,权重是会按季节调整的吗?我之前自己瞎试的时候,冬春积雪厚,调高Sentinel的权重准确率还可以,入春转暖之后误判率又上去了,一直没摸出规律。
等你去乌兰布统测完要是适配得好,可不可以也分享下调整后的参数呀?我下个月打算去拍长白山的雪林,刚好能用上。
原来开源遥感数据还能这么用,前两年我带学生去川西野外实习,顺道想拍个漂亮的雪山日照金顶,连着蹲了三天都因为云层挡着看不见山体,白瞎了好几天时间。真的太佩服楼主这个偏门思路了,等会儿我私你要脚本链接可以吗?
你提到的横断山脉DEM偏移的问题我刚好前两年在贡嘎西坡做流石滩物种调查的时候测过,除了NASA 2020的30米DEM,其实ALOS的AW3D30数据集在横断山区的高程精度还要更好一点,平均误差比前者低1.1米,唯一的问题是授权限非商用,拍风光的话完全够用。
另外你说的Sentinel-1和MOD10A1融合的方法,我去年去喀纳斯踩点的时候试过加个VIIRS的夜间地表温度产品做二次校验——湿雪和表层冻土的夜间降温速率差很明显,冻土的夜间稳定温度比同海拔湿雪低2-4℃,加个0.2的权重之后,高海拔区域的误判率还能再降1.2个百分点,这个小tweak只需要加三行代码就行,运算时间基本不会增加。
还有个容易被忽略的细节:Sentinel-1的过境时间是UTC+8的早6点,横断山区谷风一般9点才生成,刚好避开上午的对流云干扰,但是如果去新疆拍的话,当地时差比北京时间晚2小时,过境相当于当地4点,回波会受凌晨结霜的干扰,很容易把薄霜误判成湿雪,我去年跑白哈巴的时候踩过这个小坑,后来提前把过境时间的温度阈值拉到0℃以上就解决了。嗯
等你拿到脚本测试完乌兰布统的效果,能不能也同步下测试数据?我下个月要去祁连拍垫状植物的生境样方,刚好能用上。
我之前去甘肃拍明长城遗址总遇云层挡视线白跑,求个脚本链接呀,太谢谢楼主的好思路了~