船舶检测工具
船舶检测工具是一种卫星成像工具，它使用合成孔径雷达（SAR）图像来识别港口，锚泊或海上的船舶。在俄乌战争后的几天和几个月内，发现克里米亚塞瓦斯托波尔港的船只存在至关重要。在2022年，船只至少停靠在阿夫利塔谷物码头179天。
该工具本身现已公开，可用于对来自受港口的船舶移动进行进一步调查或用于各种其他调查目的。
但是当无线电波击中船只时，它们会产生更高的返回信号，因此颜色更亮。
这不仅使探测船只变得相当简单，无线电波的脉冲可以穿透云层，甚至可以在夜间穿透图像，这意味着覆盖范围更加一致。
使用船舶检测工具
打开 SDT 后，将向用户显示其默认页面。
地图显示了一个红色方块，代表感兴趣区域 （AOI），默认情况下以 Avlita 码头的装载泊位为中心。
在AOI中，在指定年份内检测到的所有船舶都以绿色显示。上图显示了 2022 年期间 AOI 内的每日船舶数量。单击 6 月 14 日将显示从该日期开始的雷达图像，如下所示。
点击 4 月 2 日，当没有检测到船舶时，确实显示 AOI 为空。
SDT 显示 4 月 2 日没有船只出现在 Avlita 码头。
特殊和差别待遇选项
工具左侧的面板（在下面的蓝色框中）允许用户通过下面概述的三个步骤监控给定区域的船舶交通，无论是在塞瓦斯托波尔还是其他地方。
1. 绘制感兴趣的区域
首先，单击“绘制多边形”按钮，然后绘制感兴趣区域（AOI）。在上面的屏幕截图中，AOI 由地图上的红色框指示。沿着港口的泊位绘制AOI将揭示发现超过给定尺寸的船舶停靠在那里的频率。
但是，AOI也可以绘制在更大的区域上，例如锚地区域或港口口。非常大的 AOI 可能需要很长时间才能运行。
2. 选择日期范围
绘制AOI后，用户可以指定要分析的日期范围。默认值为 2022 年，但影像最早可在 2015 年使用，新影像在可用时会自动摄取。
保留为 Avlita 终端绘制的默认 AOI，但将日期滑块移至 2021 年显示船舶检测的频率相对较低，只有 31 次检测。
该图表显示了在码头发现船只之间的长期间隔，有时长达数月。相比之下，在 2022 年，有 65 次检测，很少有超过几天的间隔。这种模式在2023年一直持续到现在。
3. 设置图表选项
最后，有三个选项可用于进一步细化搜索。第一个是指示用于检测的最小长度的滑块。默认值为 100m，通常是散货船或集装箱船等许多商船中最小的等级。长度是通过在船舶检测周围安装边界框并测量对角线来计算的。
下拉菜单还允许用户选择图表类型，其中包括：
每日计数：AOI 中检测到的每日船只数量。
船体：在AOI中检测到的船舶的最大长度。
船舶面积：在AOI中检测到的船舶的最大面积。
底部的两个选项对于监视在任何给定时间预计有一艘船的区域（例如泊位）最有用。这允许用户调查大型船只是否停靠在给定区域。上面的示例图表来自 Avlita 终端的默认 AOI。
第三个图表选项是一个复选框，允许用户过滤掉 Sentinel-1B 卫星拍摄的图像，默认情况下处于启用状态。Sentinel-1星座由两颗卫星组成，Sentinel-1A和Sentinel-1B。
但由于系统故障，后者自 2021 年 2022 月下旬以来一直处于离线状态。因此，从现在开始，只有一半的影像可用。在之前，取消选中此框将使图像数量增加一倍，但在解释船舶数量变化时必须小心。看起来海上活动有所下降，但实际上这是可用影像数量的下降。
如何知道该工具有效？
为了证明该工具的有效性，可以比较 AIS 数据可用和不可用的情况。
乌克兰黑海沿岸的敖德萨港（那里有可用的 AIS 数据）与塞瓦斯托波尔（几乎没有或没有可用的 AIS 数据）提供了完美的比较，因为它也是一个主要的谷物出口目的地。
2021 年，敖德萨港的五个泊位加工了超过 170 万吨谷物。谷物码头的泊位由布鲁克林-基辅公司运营，编号为 43 至 47，如下图所示。
可以在每个泊位上画一个框，并在 2021 年至 2023 年间从 MarineTraffic 或 Vessel Finder 等提供商处下载 AIS 数据，以检查船舶检测工具的比较情况。
必须对这些信号进行过滤，以仅包括能够携带大量谷物的船只（散装运输和长度至少为100米的杂货船）广播的信号，这样就不会在拖船和其他小型船只上拾取。
每天可以检查泊位，看看是否有AIS信号，如果有，是否有相应的SAR图像（反之亦然）。
以这种方式交叉引用AIS数据和卫星检测会导致以下四种情况：
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AIS和卫星同时检测到一艘船（发生383次）
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卫星没有探测到船只，也没有AIS信号（发生1，058次）
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卫星没有探测到船只，但有AIS信号（发生108次）
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卫星探测到一艘船，但没有AIS信号（发生24次）
这表明，使用SAR图像的船舶检测工具在1，444次中与AIS数据进行了1，576次匹配。准确率为91.6%。但重要的是要明白，这并不意味着在剩下的8.4%（132次）中，一艘船没有出现在敖德萨港。
记录的大多数错误是当船舶出现在AIS数据上而不是SAR图像上时。这可能是因为SAR图像仅捕获给定日期的快照。例如，如果一艘船在早上出现在港口，但Sentinel-1卫星直到下午或晚上才通过并捕获图像，则该船可能已经离开，因此不会出现在SAR数据中。
其余24个错误发生在SAR图像检测到船舶而不是AIS数据时。这可能意味着一艘船在AIS关闭的情况下访问了港口，或者SDT错误地将另一个物体识别为船舶。这可能是悬挂在水面上的起重机或被误认为是更大船只的拖船。快速浏览各个SAR图像可以确认是否发生这种情况，然后忽略错误的捕获。
尽管有这些警告，但将每月AIS签名的频率与每月的卫星飞船检测次数进行比较证明了这种方法的准确性，如下面的图匹配程度所示。
首先，每月卫星飞船探测的频率和每月AIS信号非常接近。但其次，在俄乌战争开始的同时，所有泊位的交通量都大幅下降，随后在 2022 年秋季逐渐增加。
因此，该工具看起来非常准确。如果有的话，任何不准确之处都可能是低估了SAR记录的船只数量，而不是高估了它们，因为AIS数据捕获了船只的存在，而船舶检测工具没有。
鉴于SDT可以测量它记录的物体的长度，我们还可以推断捕获数据中可能存在的船只类型。如下图所示，SDT测量值与AIS数据广播非常匹配，AIS数据详细说明了所记录的船舶类型。
与塞瓦斯托波尔相比
现在已经确定了另一个谷物码头的“正常”海上交通是什么样子，这时候可以仔细看看塞瓦斯托波尔的 Avlita 码头了。
下面是相同类型的图，交叉引用由 AIS 和卫星/SAR 图像检测到的船只，除了这次在塞瓦斯托波尔。然而，需要注意的是，该分析是在 2021 年 4 月至 2022 年 10 月期间进行的，因此这里的数字与自乌克兰战争开始以来塞瓦斯托波尔船舶动向的调查不同：
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一艘船被AIS和卫星探测到（发生过3次）
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卫星船没有探测到船只，也没有AIS信号（发生137次）
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卫星没有探测到船只，但有AIS信号（发生过5次）
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一艘船被卫星探测到，但没有AIS信号（发生86次）
在 Avlita 码头通过SAR图像探测到的89艘船中，只有三艘具有相应的AIS信号。 在敖德萨，卫星检测工具检测到的 94% 的船只都有 AIS 信号。
俄特别军事行动后，敖德萨的海上交通量立即降至零，而塞瓦斯托波尔的卫星检测到的船只数量有所增加，尽管 2022 年 3 月之后没有 AIS 信号。
这意味着两件事之一：船舶检测工具不正确，或者船舶在 AIS 转发器关闭的情况下抵达 Avlita 码头。
光学卫星图像证实船只经常停靠在码头。因此可以放心地得出船舶检测工具正确接收海上交通的结论。
与敖德萨一样，SDT 可以估计停靠在塞瓦斯托波尔码头的船舶的规模和类型。大多数似乎都在 150 米的范围内，这将使它们处于灵便型或灵便型散货船的范围内。
船舶检测工具的其他用途
SDT还可以证明在锚地进入港口之前挑选出静止的船只。这在塞瓦斯托波尔被用来记录数十艘关闭AIS转发器的船只，等待进入港口。
AOI 绘制在塞瓦斯托波尔港外的锚地上
回到更远的时间，该工具捕获有趣快照的另一个场景是 Ever Given 货船于 2021 年 3 月阻塞苏伊士运河。在靠近运河口的塞得港锚地周围绘制了一个 AOI，当船只等待清除堵塞物时，检测到一个巨大的尖峰。
在埃及北部海岸附近的塞得港锚地周围绘制了一个 AOI
点击 2021 年 3 月 30 日的峰值显示，仅当天就有 76 艘大于 200m 的船舶滞留在锚地。还可以看到（在左面板的底部）2021 年有 2,714 艘船只通过该 AOI 被捕获。
如下图所示，这是一个船舶交通繁忙的区域，因此需要进行更多调查。
刻赤海峡上空的 AOI 显示出明显的航运运动
SDT工具的其他用途包括监测保护区内的海上交通或全球其他受制裁港口的船舶动向。
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原文始发于微信公众号（情报分析师）：船舶检测工具指南
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