【技巧】利用卫星合成孔径雷达图像和船舶定位发现异常船只

今天给大家推荐知名开源情报团队Bellingcat介绍的一种利用卫星合成孔径雷达图像和船舶定位信息发现异常关闭定位信息的船只的方法。

Bellingcat利用欧洲航天局的 Sentinel-1卫星提供的合成孔径雷达图像开发了一款检测船舶的工具：Ship Detection Tool（SDT）

工具网址：https://ollielballinger.users.earthengine.app/view/ship-detection-tool#lon=33.5519;lat=44.6249;zoom=17;

Sentinel-1 不像光学卫星那样依赖反射的阳光，而是发送无线电波脉冲。然后它使用生成的回声从地球表面收集信息。 

当 Sentinel-1 将无线电波脉冲发送到像大海这样的平坦表面时，很少有无线电波会反射回卫星。合成孔径雷达（SAR）图像上的这种低回波信号意味着将呈现较暗的颜色。但是，当无线电波遇上船只时，它们会产生更高的返回信号，因此颜色会更亮。这不仅使探测船只变得相当简单，而且无线电波的脉冲可以穿透云层，甚至可以在夜间成像，这意味着获得的信息更加准确。

Ship Detection Tool（SDT）左侧的面板允许用户通过三个步骤监控给定区域的船舶数量。

1. 绘制感兴趣区域

首先，单击“绘制多边形”按钮，然后绘制一个感兴趣区域 (AOI)。在上面的截图中，AOI 在地图上用红框表示。沿着港口泊位绘制 AOI 将揭示发现超过给定尺寸的船只停靠在那里的频率。

2. 选择一个日期范围

绘制 AOI 后，用户可以指定一个日期范围进行分析。默认值为 2022 年，但图像最早可追溯到 2015 年，新图像可用时会自动摄取。

3.设置图表选项 

最后，可以使用三个选项进一步细化搜索。 

首先是一个滑块，指示用于检测的最小长度。默认为 100m，通常是散货船或集装箱船等许多商船中最小的一类。长度是通过在船舶检测周围安装一个边界框并测量对角线来计算的。

Bellingcat专家利用该工具对乌克兰黑海沿岸敖德萨港的泊位进行检测，并对应从 MarineTraffic 或 Vessel Finder 等提供商下载的 AIS 数据【船舶自动识别系统(Automatic Identification System, 简称AIS系统】查看是否有相应的合成孔径雷达（SAR）图像。

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：

1. AIS 和卫星同时检测到船舶（383次）

2. 卫星未检测到船舶且无 AIS 信号（1058次）

3. 卫星未检测到船舶但有AIS信号（108次）

4. 一艘船被卫星探测到但没有 AIS 信号（24次）

这表明使用 SAR 图像的船舶检测工具在 1,576 次中有 1,444 次与 AIS 数据匹配。这是 91.6% 的准确率。

记录的大多数偏差 (108) 是当一艘船在港口有 AIS 数据而合成孔径雷达（SAR） 图像没有时。这可能是因为合成孔径雷达（SAR） 图像仅在特定日期的特定时间段进行拍照。如果一艘船早上出现在港口，但 Sentinel-1 卫星是下午或晚上才经过港口上空并拍照，那么这艘船可能已经离开，因此不会出现在合成孔径雷达（SAR） 图像数据中。  

剩下的 24 个偏差发生在船舶被合成孔径雷达（SAR） 图像检测到，而AIS 数据却没有显示该船舶在港口。这可能意味着一艘船舶在其 AIS 关闭的情况下访问了港口，或者船舶检测工具（SDT） 错误地将另一个物体识别为船舶。这可能是悬在水面上的起重机，或者是被误认为更大船只的拖船。快速查看单个合成孔径雷达（SAR） 图像可以让我们确认是否发生了这种情况，然后忽略错误的检测。

这在塞瓦斯托波尔被用来记录数十艘 AIS 转发器关闭、等待进入港口的船只。

参照Bellingcat船舶检测工具（Ship Detection Tool（SDT））我们也可以开发出监测异常关闭AIS的船舶，这可以用于海岸安全监测、海上偷渡监测、海上走私监测和其他海上违法犯罪监测。

上述原文及机器翻译已上传知识星球

长按识别下面的二维码可加入星球

里面已有6000多篇资料可供下载

越早加入越便宜

续费五折优惠

原文始发于微信公众号（丁爸 情报分析师的工具箱）：【技巧】利用卫星合成孔径雷达图像和船舶定位发现异常船只