[發明專利]一種基于偏振圖像的云檢測方法

有效

• 申請號: 201810074212.2
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108399363B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 麻金繼;魏軼男;李超
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 尹安

本發明適用于云檢測技術領域，提供了一種基于偏振圖像的云檢測方法，包括如下步驟：基于偏振多角度衛星數據的水陸標識將衛星數據劃分為陸地上空的像元數據或者是海洋上空的像元數據；基于藍光波段檢測、表觀壓強檢測及近紅外波段的偏振反射率檢測對陸地上空的像元進行云像元和非云像元的識別，基于表觀壓強檢測、近紅外波段反射率檢測、近紅外波段偏振反射率檢測和藍光波段的偏振檢測對海洋上空的像元進行云像元和非云像元的識別；對陸地上空或海洋上空標識為云的像元進行冰雪像元修訂。基于不同大氣模式的6SV輻射傳輸模型模擬和多年遙感影像數據的統計結果，最終獲取隨不同時間和空間變換的動態閾值云檢測方法，云檢測結果更為精準。

技術領域

本發明屬于云檢測技術領域，提供了一種基于偏振圖像的云檢測方法。

背景技術

云在能量交換過程中對地球起到保溫和降溫作用，使地球溫度保持在一種適合人類生存的環境中。云是一種重要的氣象因素，雖然在短時間內其形態變化多端，但在輻射傳輸等過程中起著不可忽視的作用。

云的存在，對于地表信號傳播給衛星傳感器及傳感器接收地面信號具有嚴重的阻礙作用，影響了遙感信息獲取的質量，為遙感數據后期的處理和使用增加了難度。遙感圖像在獲取的過程中，將大量的云像元信息一起記錄下來，而云像元的存在掩蓋了圖像的有效信息，影響目標物的判讀，極大的降低了遙感數據的利用率。因此，遙感圖像的云檢測已成為遙感圖像數據處理過程中必須首要解決的問題之一。

近年來，多光譜和偏振信息的衛星數據源由POLDER-1、POLDER-2和搭載在PARASOL星上發射的POLDER-3提供，現有的POLDER云檢測算法考慮每一個觀測方向的表觀壓強測試、865通道或670通道反射率測試、443通道偏振反射率、865偏振通道測試來識別云像元，是基于每個獨立像元的一系列連續算法，充分使用了云的偏振特性進行云識別，該算法相對成熟，算法中使用的閾值較為固定，且沒有考慮到不同下墊面和時間、空間變化的問題，導致云檢測的精準度降低。

發明內容

本發明提供了一種基于偏振圖像的云檢測方法，旨在解決現有POLDER云檢測算法中的閾值較為固定，且沒有考慮不同下墊面和時間、空間變化對云檢測結果的影響，導致云檢測的精準度降低的問題。

本發明是這樣實現的，一種基于偏振圖像的云檢測方法，該方法包括如下步驟：

S1、基于偏振多角度衛星數據的水陸標識將衛星數據劃分為陸地上空的像元數據或者是海洋上空的像元數據；

S2、基于藍光波段檢測、表觀壓強檢測及近紅外波段的偏振反射率檢測對陸地上空的像元進行云像元和非云像元的識別，基于表觀壓強檢測、近紅外波段反射率檢測、近紅外波段偏振反射率檢測和藍光波段的偏振檢測對海洋上空的像元進行云像元和非云像元的識別；

S3、對陸地上空或海洋上空標識為云的像元進行雪、冰覆蓋修訂，雪、冰覆蓋修訂是指對由于下墊面表面覆蓋雪、冰被誤認為云像元的像元進行修訂，修訂為非云像元。

進一步的，陸地上空像元的云像元和非云像元的識別具體包括如下步驟：

S21、利用藍光波段的動態反射率閾值對陸地上空的像元進行第一次云檢測，所述藍光波段動態反射率閾值是基于不同月份、不同軌道的PARASOL陸地像元藍光波段真實反射率與理論反射率之差的云量關系的統計獲取的；

S22、利用動態表觀壓強閾值對第一次檢測后陸地上空的非云像元進行第二次云檢測，所述動態表觀壓強閾值由不同地表的歸一化植被指數計算獲得；

S23、利用近紅外波段偏振反射率閾值對第二次檢測后陸地上空的非云像元進行第三次云檢測，近紅外波段偏振反射率閾值是基于近紅外波段不同月份不同大氣模式下的PARASOL數據統計獲得的。

進一步的，海洋上空像元的云像元和非云像元的識別具體包括如下步驟：