【案例分享】使用Capella数据和SARscape监测矿区的变化

在为项目选择影像数据时，有许多因素需要考虑。每个项目都有独特的需求，选择的数据类型会对结果产生重大影响。在本案例中，介绍Capella雷达数据在露天采矿应用中的应用。

为什么选择 Capella 数据

Capella数据具有良好的空间分辨率，分辨率高达25厘米，时间覆盖范围一致，重访率高达每2-4小时一次。Capella的高分辨率数据可用于检测地形和地物很小的移动，捕捉其他传感器可能错过的复杂细节。在监测采矿场等动态环境时，这种区别至关重要，因为了解微小的变化可以在运营规划和风险管理中发挥重要作用。

这里有两张西澳大利亚州西安吉拉斯铁矿同一地点的合成孔径雷达图像。左边图像是用Sentinel-1拍摄的，右边的那个是Capella拍摄的。

在本文中，介绍利用Capella数据检测West Angelas矿场在大约一周内发生的变化。

通过相干变化检测揭示隐藏的变化

如下图为2024年7月28日和8月5日拍摄矿场的两个Capella SAR数据。

手动识别两幅图像之间的差异较为困难。通过在SARscape中执行相干变化检测（CCD），可以系统地比较这些数据集，并生成一个新的图，显示从暗（很少或没有相干性）到亮（高/完全相干）的相干。

这两个数据集的CCD输出如下：

如上图，CCD输出图像上的暗区表示从第一次数据到第二次数据的潜在变化，如挖掘或车辆移动。由于SAR传感器的拍摄角度和矿山的地形，突然的海拔变化会产生黑色的雷达阴影，可能会对结果产生误导。因此，虽然CCD能突出变化信息，但它并不能完全解释变化的原因，也不能将雷达阴影与实际的低相干区域区分开来。SARscape可以通过DEM计算阴影，但是很难找到精度很高的DEM数据。

使用ILU RGB工作流增强可视化

SARscape中的ILU RGB工作流是通过将振幅值集成到红绿蓝合成图像中来增强相干数据。在分析SAR数据时，振幅用于测量从地球表面反射的雷达信号的强度。振幅强度因表面类型而异，岩石地形因其粗糙的纹理而产生高反向散射，而水等更光滑的表面则产生弱反向散射。通过将振幅数据合并到RBG图像中，ILU工作流程可以更全面地可视化表面特征，从而改善对随时间变化的增强显示。

如下图为ILU RGB工作流程得到的结果，将一致性（相同性）分配给红色；振幅平均值被指定为绿色（无振幅变化），振幅变化被指定为蓝色，从而产生以下结果图像：

如上图，图像中占主导地位的棕色区域（红色和绿色的混合）显示出高度的相干性，振幅变化很小，表明稳定性。蓝色区域突出显示振幅和相干性的变化，表明最近的变化或物质运动。例如，储存堆上的蓝线表示新的材料沉积，而储存堆上的棕红色色调是没有变化区域。所有矿坑北侧的绿色条纹可能是由于传感器角度和矿坑地形造成的，而不是实际的地表变化。