Skip to content

在动态孔径图像中检测移动目标

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

第 1 课，共 1 课

在动态孔径图像中检测移动目标

在本快速指南中，您将：

  • 了解动态孔径图像。
  • 创建动态孔径图像，其波段可以动画化以显示运动中的目标。

示例数据

本快速指南中的练习使用 Capella 单视复（SLC）图像进行演示。请下载下面的 ZIP 文件，并将其内容解压到计算机上的专用目录中。

[SAREssentials_MovingTargets.zip

624.8 MB

下载 下方带横线的下箭头图标](assets/SAREssentials_MovingTargets.zip)

  • 文件名: Capella_Shanghai_slc。还包括关联的 ENVI 头文件 (.hdr) 和 ENVI SARscape 文件 (.slc)。
  • 获取日期: 2024年5月7日
  • 处理说明: 源数据集是国家图像传输格式（NITF）中的传感器无关复数据（SICD）文件，需要 ENVI NITF/NSIF 模块才能读取。由于并非所有用户都拥有 ENVI NITF/NSIF 模块，我们使用了SAR 基础数据处理工具中的"导入数据"选项来创建 SARscape 格式（而非 SICD 格式）的 SLC 图像。
  • 来源: Capella 开放数据（在新标签页中打开），知识共享署名 4.0 国际许可协议（CC BY 4.0）（在新标签页中打开）。源 ID 为 CAPELLA_C09_SP_SICD_HH_20240507211544_20240507211611。

背景知识

以聚束模式或驻留模式获取的 SLC 图像可以揭示飞机、车辆和船只等运动物体。在聚束模式下，SAR 传感器的天线波束在其飞越目标上空时，会聚焦于特定目标数秒钟。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，驻留模式会以更长的时间段聚焦于一个目标。

SAR 动态移动目标检测工具将整个孔径频谱划分为用户指定数量的子孔径（最多 25 个）。每个子孔径在生成的动态孔径图像中被分配一个唯一的波段。您可以将 ENVI 的波段动画工具与此动态孔径图像结合使用，以实时观察物体的运动。

动态孔径图像最好由在驻留模式下运行且驻留时间较长（例如 10 到 30 秒）的传感器生成。然而，在聚束模式下，只要至少有 5 秒的驻留时间，也能获得令人满意的结果。请注意，动态孔径图像的空间分辨率会随着子孔径数量的增加而降低。

运行动态移动目标检测工具

在本练习中，您将导入一幅覆盖上海港小区域的 Capella SLC 图像。该图像以聚束模式获取，驻留时间为 27 秒。以下是获取时间的元数据：

下图是从 SLC 图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。动态孔径图像将确认这些物体确实在运动。

要自动检测并重新聚焦模糊物体，请使用 SAR 逆合成孔径雷达（ISAR）重新聚焦工具。

注意：SAR 动态移动目标检测工具仅接受斜距或地距几何的 SLC 图像。您将导入一个 SLC 图像，而非此处显示的地理编码图像。

  1. 在工具箱中，转到 SAR Essentials > Moving Target 文件夹，然后双击 SAR Dynamic Moving Target Detection。SAR Dynamic Moving Target Detection 对话框出现。Input 选项卡处于活动状态。
  2. 单击 Input Image 旁边的 Browse 按钮。出现文件选择对话框。
  3. 选择 Capella_Shanghai_slc.sml，然后单击 Open。

  1. 单击 Optional 选项卡。
  2. 单击 DEM Option 下拉列表，选择 Sea Level。

  1. 单击 Export 选项卡。
  2. 将 Number of Sub-Apertures 滑块拖动到值 20。这将创建一个包含 20 个波段的图像，从而以略微降低空间分辨率为代价，获得更流畅的动画效果。
  3. 动态孔径图像将被写入 ENVI Output Directory 首选项中指定的目录。要指定不同的输出文件夹，请单击 Output Folder 旁边的 Browse 按钮并选择其他文件夹。
  4. 将 Grid Size 字段留空。
  5. 为 Precise Geolocation 选择 Yes 选项。

  1. 单击 Next 按钮。处理需要几分钟才能完成。处理完成后，将显示报告面板。动态孔径图像的一个三波段彩色合成图被添加到图层管理器并显示在图像窗口中。其文件名为 dynamic_moving_target_detection_cube。
  2. 单击 Finish 按钮关闭 SAR Dynamic Moving Target Detection 工具。
  3. 单击工具栏中的 Zoom to Full Extent 按钮。

图像窗口中一次只能显示三个波段。此彩色合成图对于视觉判读不太有用。相反，您将对动态孔径图像中的波段进行动画处理。完整的图像包含 20 个波段。

对动态孔径图像进行动画处理

  1. 在图层管理器中，右键单击 dynamic_moving_target_detection_cube 并选择 Band Animation > Raster Series。Band Animation 对话框出现，一个新的栅格序列图层被添加到图层管理器并显示在图像窗口中。动画立即开始。您可以看到船只在整个港口移动。靠近图像顶部的船只正在横向漂移，而靠近图像底部的船只则主要沿直线方向移动。

  1. 单击 Band Animation 对话框中的 Stop 按钮以暂停动画。

  1. 在 Band Animation 对话框中，按住鼠标左键点击"滚轮"，然后向任意方向拖动。这将逐步显示每一帧（波段）。每一帧都代表了聚束获取过程中特定时间点的唯一视角。

  1. 单击下图中红色圆圈圈出的图标，然后选择 Save Video Animation。

出现 Save Video 对话框。

  1. 可选择为输出的 AVI 文件选择文件名和目录，然后单击 OK。
  2. 完成动态孔径图像的动画处理后，关闭 Band Animation 对话框。栅格序列图层将从图层管理器和图像窗口中移除。

本快速指南到此结束。

附加资源

  • SAR Essentials：在彩色子孔径图像中检测移动目标 快速指南
  • SAR Essentials：估计运动物体的速度 快速指南
  • SAR Essentials：使用逆合成孔径雷达（ISAR）重新聚焦运动物体 快速指南

您的反馈对我们很重要，请花几分钟时间填写我们的快速指南反馈表（在新标签页中打开）。

© 2025 NV5 Geospatial Solutions, Inc. 本信息不受《国际武器贸易条例》（ITAR）或《出口管理条例》（EAR）的控制。