赋能国防与情报分析师，最大化SAR数据价值
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赋能国防与情报分析师，最大化SAR数据价值
Jason Wolfe 2025年12月1日 星期一
国防与情报（D&I）分析师依赖高分辨率且重访周期短的影像来有效监控任务区域。尽管光学影像很有价值，但它会受到云层、烟雾的影响，并且在某些情况下重访周期也较长。这些挑战可能会阻碍及时、准确的数据收集，并影响决策过程。
合成孔径雷达（SAR）传感器通过提供不受天气条件或时间限制的、频繁的高分辨率数据，解决了这些局限性。与光学传感器不同，SAR能够穿透云层、烟雾和黑暗，使其成为国防与情报应用的强大工具。此外，SAR能够探测由人类活动引起的地表细微变化，这使其成为监测动态环境不可或缺的工具。
SAR在国防与情报中的应用
SAR技术已被证明在以下应用中具有不可估量的价值： * 船只检测与跟踪 * 移动目标检测 * 边境安全 * 战场侦察 * 简易爆炸装置（IED）与地雷布设探测（需要超高分辨率数据） * 近期人员与车辆活动痕迹探测（需要超高分辨率数据） * 爆炸与爆破引起的地面形变 * 变化检测
然而，将SAR数据用于战术目的也伴随着挑战。处理过程通常包含多个工作流程和步骤，可能非常耗时。此外，SAR传感器的侧视特性以及SAR数据的斑点状外观，使得其目视解译不如光学影像直观。
使用 ENVI® SAR Essentials 简化SAR数据分析
ENVI SAR Essentials 旨在直面这些挑战，为分析SAR数据提供一个直观且用户友好的平台。ENVI SAR Essentials 以用户体验为核心，提供了简单易用的工具和工作流程，使用户无论其SAR专业水平如何，都能无缝地从SAR数据中提取可执行的信息。它与ENVI中的显示和分析工具集成，其工作流程旨在模仿处理光学影像的流程，让用户专注于结果，而非参数配置。以下是国防与情报分析师可以从中受益的ENVI SAR Essentials功能列表。
基础数据处理
SAR基础数据处理工具处理单视复（SLC）数据，以生成经过多视、滤波和地理编码的SAR图像，这些图像已准备好进行视觉分析。自动滤波可减少SAR数据固有的斑点噪声。
荷兰鹿特丹港的地理编码、多视、滤波图像。来源：Capella Space 开放数据图库。
检测移动目标
大多数SAR平台以多种采集模式运行。例如，条带成像、滑动条带、聚束和凝视模式。SAR移动目标检测工具将移动物体渲染为彩色条纹。它最适合处理持续时间为5至30秒的聚束或凝视模式采集数据。生成的彩色子孔径图像用不同的颜色突出显示平坦结构，从而使用户能够在植被茂密的区域快速定位人造物体。
西班牙某城镇的彩色子孔径图像。来源：https://registry.opendata.aws/umbra-open-data/。
对于更长的凝视时间，SAR动态移动目标检测工具可生成动态孔径图像，揭示物体的实际运动，从而增强对移动车辆或飞机的检测能力。
SAR速度估计工具提供了一种快速简单的方法来估计移动物体的速度和方向。
2023年11月船只位置、移动方向和速度地图。来源：欧盟，哥白尼哨兵一号影像。
在具有长凝视时间的高分辨率SLC图像中，沿方位向移动的物体通常呈现为模糊的、"失焦的"条纹。这使得识别移动物体变得困难。SAR逆合成孔径雷达成像重聚焦工具可自动识别移动物体并对其进行重聚焦，以揭示其真实形状。
检测并重聚焦移动物体（被确定为一艘货船）的示例。来源：Capella Space 开放数据图库。
检测变化
幅度变化检测（ACD）利用后向散射雷达信号的幅度部分来评估地表特征的广泛变化。SAR幅度变化检测工具生成一幅图像，其中蓝色像素表示新出现的特征，红色像素表示已消失的特征。此工作流程最适合用于监测广大地理区域内发生的大规模变化。
ACD分类图像显示直布罗陀海峡的新船只（蓝色）和已消失的船只（红色）。来源：Capella Space 开放数据图库。
SAR幅度差值工具同样用于检测两幅SAR图像之间的变化。它适用于快速的视觉变化评估，其结果不如ACD精确。
土耳其某港口的幅度差值图像。来源：Capella Space 开放数据图库。
SAR相干变化检测工作流程利用后向散射SAR信号中的相位信息来检测地球表面特征的细微变化。CCD可以检测到小至几毫米的变化，使其可用于监测非法建筑、敌军调动、边境安全、威胁评估等。CCD在岩石和干旱地区特别有用，因为干燥的土壤能提供更精确的相干性测量。
伊朗某村庄的相干性图像，显示稳定的特征（浅灰色）和因挖掘而发生变化的强相干特征（黑色）。来源：Umbra SAR 开放数据。
雷达散射截面
简而言之，物体的雷达散射截面（RCS）决定了雷达系统对其的可探测性。它代表物体反射回雷达接收器的电磁能量大小。RCS是国防工业中使用的一个有价值指标，因为它可以指示敌方飞机被雷达探测到的程度。SAR雷达散射截面工具可估算您用多边形感兴趣区域（ROI）标记的物体的RCS。
俄罗斯某空军基地不同类型飞机的RCS测量结果。来源：Capella Space 开放数据图库。
船只检测
SAR船只检测工具使用恒虚警率（CFAR）算法自动检测SAR图像中的船只。船只位置与您提供的相应自动识别系统（AIS）记录进行比较。AIS是为船舶识别、跟踪和搜救行动而开发的海上数字定位系统。AIS消息提供有关船舶身份、位置、速度、航向和其他相关信息。
丹麦附近的船只检测结果及相应的AIS标签。来源：欧盟，哥白尼哨兵一号影像。AIS数据由丹麦海事局提供。
总结
SAR传感器提供了其他传感器无法捕捉的洞察力并填补了空白。ENVI SAR Essentials通过简单而强大的工作流程，赋能国防与情报分析师，最大化SAR数据的价值。借助ENVI SAR Essentials，分析师可以检测移动目标、监控环境变化、表征局部地形并创建其他时效性强的产品，最终提升行动的有效性和精确性。
如需讨论贵组织如何从SAR数据和ENVI SAR Essentials中受益，请发送邮件至 GeospatialInfo@NV5.com。
通过分析库轻松分享工作流
使用ICEYE US GTR数据和ENVI SARscape比较幅度与相干性时间序列