在彩色子孔径图像中检测运动目标

来源：https://vis-webcontent.s3.amazonaws.com/quickguides/SAR+Essentials/Detect+Moving+Targets+CSA+Image/index.html#/

第 1 课，共 1 课

在本快速指南中，您将：

示例数据

本快速指南中的练习使用 Capella 单视复数影像进行演示。下载下面的 ZIP 文件，并将其内容解压到您计算机上的一个目录中。

[SAREssentials_MovingTargets.zip

624.8 MB

下载](assets/SAREssentials_MovingTargets.zip)

文件名：Capella_Shanghai_slc。同时包含关联的 ENVI 头文件（.hdr）和 ENVI SARScape 元数据文件（.slc）。
获取日期：2024年5月7日
处理说明：源数据集是符合美国国家图像传输格式的传感器独立复数数据文件，需要 ENVI NITF/NSIF 模块来读取。由于并非所有用户都拥有 ENVI NITF/NSIF 模块，我们使用 SAR 基本数据处理 工具中的 "导入数据" 选项创建了 SLC 影像，该影像为 SARscape 格式而非 SICD 格式。
来源：Capella 开放数据，遵循知识共享署名 4.0 国际许可协议。源 ID 为 CAPELLA_C09_SP_SICD_HH_20240507211544_20240507211611。

采用聚束模式或驻留模式获取的 SLC 影像可以揭示运动物体，如飞机、车辆和船只。在聚束模式下，SAR 传感器的天线波束在卫星飞过头顶的几秒钟内聚焦于特定目标。在飞越期间接收目标后向散射回波所需的时间称为驻留时间或孔径。与聚束模式类似，驻留模式则在更长时间内聚焦于一个目标。

SAR Essentials 中的 SAR 运动目标检测 工具可以创建彩色子孔径图像。对于聚束和驻留模式获取的数据，整个方位向频谱被分成三个称为子孔径的片段。每个子孔径与特定的天线斜视角（或视角）相关联。每个子孔径被分配一种颜色，以创建红、绿、蓝复合图像。

子孔径图像中的彩色条纹表示沿方位向（卫星飞行方向）运动的物体，或在该方向上具有运动分量，如下图所示：

图片由 sarmap SA 提供。

均匀着色的子孔径图像也有助于区分人造物体与周围的自然环境。颜色明亮的像素通常表示表现出强后向散射的人造、各向异性（方向性）物体。它们的颜色和亮度根据其相对于传感器斜视角的方向而有所不同。

图片由 Umbra Space 提供。

在本练习中，您将导入一幅覆盖上海港口小区域的 Capella SLC 影像。该影像是采用聚束模式获取的，驻留时间为 27 秒。以下是获取时间元数据：

下面是从 SLC 影像创建的地理编码图像。移动的船只呈现为模糊或散焦的物体。彩色子孔径图像将确认这些物体确实在移动。要自动检测并对焦模糊物体，请使用 SAR 逆 SAR 重聚焦 工具。

注意：SAR 运动目标检测 工具仅接受斜距或地距几何的 SLC 影像。您将导入的是 SLC 影像，而非此处显示的地理编码图像。

在 工具箱 中，展开 SAR Essentials > Moving Target 文件夹。
双击 SAR Moving Target Detection。出现 SAR Moving Target Detection 对话框。Input 选项卡处于激活状态。
点击 Input Image 旁边的 Browse 按钮。出现文件选择对话框。
转到保存本快速指南示例数据的位置，选择文件 Capella_Shanghai_slc.sml。然后点击 Open。

点击 Export 选项卡。
彩色子孔径图像将写入 ENVI Output Directory 首选项中指定的目录。要指定不同的输出文件夹，请点击 Output Folder 旁边的 Browse 按钮并选择一个不同的文件夹。
将 Grid Size 字段留空。
为 Precise Geolocation 选择 Yes 选项。这将创建一个地理编码的彩色子孔径图像。

点击 Next 按钮。处理需要几分钟才能完成。完成后，显示 Report 面板。地理编码的彩色子孔径图像被添加到 Layer Manager 中。其文件名为 moving_target_detection_cube。
点击 Finish 按钮关闭 SAR Moving Target Detection 工具。
点击 工具栏 中的 Zoom to Full Extent 按钮。

让我们更仔细地看一下这幅图像。

图像中的白色特征代表静止物体。开阔海域中具有红/绿/蓝色系的特征对应于移动的船只。沿方位向的运动会导致散焦和彩虹般的伪影。

其他船只表现出前进运动、旋转和漂移的组合。沿方位向的运动是变化的，这导致在不同距离位置产生不同的彩虹图案。

此外，沿距离向的任何运动都会使物体在方位向上的表观位置发生偏移。

让我们看看其他例子。

出现 Cursor Value 对话框，红色十字准线出现在 图像窗口 中。

在 工具栏 的 Go To 字段中，输入像素坐标 2727p, 2876p。红色十字准线中心对准港口附近道路上的一条彩色条纹。该彩色条纹对应一辆正在沿道路直线行驶的车辆。它没有表现出与侧向漂移船只相同的"宽泛"色彩效果。该车辆的运动具有方位和距离分量。方位运动产生彩虹效应，而距离运动则使车辆的位置偏移到道路之外。

在 工具栏 的 Go To 字段中，输入像素坐标 1326p, 3049p。红色十字准线中心对准沿码头停靠的一些船只。船只两侧的彩色条纹表明船只可能正在前后摇摆，或者其旁瓣表现出强烈的各向异性分量。对此类示例必须谨慎解读。

本快速指南到此结束。

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