교육용 인공위성 영상레이더 자료처리 공개 프로그램 (eSAR Processor) 의 개발...

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교교교 교교교교 교교교교교 교교교교 교교 교교교교 (eSAR Processor) 교 교교 Development of an educational Synthetic Aperture Radar Processor 교교교교교 교교교교교교 교 교 교 [email protected]
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Page 1: 교육용 인공위성 영상레이더 자료처리 공개 프로그램 (eSAR Processor) 의 개발 Development of an educational Synthetic Aperture Radar Processor 강원대학교

교육용 인공위성 영상레이더 자료처리 공개 프로그램 (eSAR Processor) 의 개발

Development of an educational Synthetic Aperture Radar Processor

강원대학교 지구물리학과이 훈 열

[email protected]

Page 2: 교육용 인공위성 영상레이더 자료처리 공개 프로그램 (eSAR Processor) 의 개발 Development of an educational Synthetic Aperture Radar Processor 강원대학교

One Page Introduction to SAR• Active Imaging Radar• Microwave• Weather-free and Day & night im

aging• High Gain Antenna• Synthesized large aperture throug

h signal processing -> dramatically enhanced (azimuth) resolution

• 2D image + Phase = 3D measurement

• InSAR, DInSAR, PolSAR, Pol-InSAR, PSInSAR

• Detection, classification, mm-scale surface motion, etc.

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SAR Product Levels

Product Levels Data Type Prospectus Users

0 RAW Geophysicist

1 Focused Scientist

2 Geocoded GIS specialist

3+ Fully calibrated GIS users

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Geophysical Approach to SAR

Geophysicists are in a good position to

• understand SAR system through profound data processing from the beginning (RAW),

• read engineer’s mind who designed the system,

• do science,

• and give feedback to RF engineers.

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SAR Processors

Commercial Educational

PriceExtremely expensive

Free

Learning Quick Slow

Use Convenient Difficult

Source Code Hidden Open

VersatilityLimited or even

dead endedOpen

Market limited Open to all

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eSAR Processor• SAR Focusing and InSAR Processor• Developed for graduate course• Range-Doppler Algorithm• Effective use of computer facilities

– One PC for each student– Minimum PC specification (CPU, Memory, HDD)– Small areas

• Based on cygwin (Linux emulator for Windows, Free)• GNU C-Compiler (Free)• Machine independent FFT Algorithm from Numerical Recipes• Interactive education – can see each processing step• Open and easy source code (ANSI-C)• Everything’s Free• Open Forum• No GUI currently, but some can be added• Student study the SAR system and structure of data -> versatile to any data type

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SAR FocusingFor MxN pixel image (2ax2b):

• Memory Usage= MxNx2(complex)x8(double) Bytes(ex. 64MB for 1024x4096, 256MB for 8192x2048)

• CPU Time= 2D FFT and iFFT= 2*Ma/2*N + 2*Nb/2*M= MN(a+b) multiplications(ex. 88M multiplications for 1024x4096. a few minutes in PIII CPU and dozens of seconds in PIV CPU )

• HDD– Minimum 4-look amplitude: MxN

(ex. 4M for 1024x4096)– Maximum: MxNx4(float)x2(complex)x

8(outputs)(ex. 256M for 1024x4096)

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SAR Focusing Steps (2048x4096)

RAW Range Compressed Range Migrated

range

azi

mu

thazim

uth

fre

qu

ency

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SAR Focusing Results

4-look SAR amplitude (40km x 20km)

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More to come

• SAR Interferometry• SAR Polarimetry • Some GUI • More accurate and robust SAR focusing algorithm

• Open source code: www.kangwon.ac.kr/~geophy/

• An online (or offline) forum can be organized upon the user’s request.