[發(fā)明專利]一種先驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的云陰影識(shí)別方法

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• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN110163035A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于會(huì)泳;米雪婷;王春香
• 申請（專利權(quán)）人: 青島星科瑞升信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種先驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的云陰影識(shí)別方法，是一種基于真實(shí)地表的云陰影自動(dòng)檢測方法，具體流程如圖1所示。首先利用MOD09 A1數(shù)據(jù)構(gòu)建可見光近紅外波段每月一景的真實(shí)地表反射率數(shù)據(jù)集，然后基于6S輻射傳輸模型，假設(shè)地面像元均一、朗伯地表，在可見光近紅外波段模擬晴空條件下地表反射率在不同的大氣模式、氣溶膠類型、觀測幾何、氣溶膠光學(xué)厚度條件下，表觀反射率的變化情況，并構(gòu)建基于這些參數(shù)的表觀反射率變化的查找表，根據(jù)查找表數(shù)據(jù)用最小二乘法非線性擬合表觀反射率變化的極小值，獲得待檢測傳感器的云陰影檢測算法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種先驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的云陰影識(shí)別方法，是一種基于真實(shí)地表的云陰影自動(dòng)檢測方法，適用于多種傳感器。

背景技術(shù)

大陸約55％的地表被云覆蓋遮擋，天氣原因、傳感器觀測角度以及太陽天頂角等因素的影響，大部分遙感影像在獲取時(shí)會(huì)有云及云陰影的存在，使遙感影像上的地表信息變得模糊甚至丟失，很難準(zhǔn)確獲取云的陰影區(qū)域的地物光譜信息，給目標(biāo)識(shí)別、分類、信息提取帶來困難，嚴(yán)重影響了遙感影像的解譯效果及進(jìn)一步應(yīng)用，因此，采用快速有效的方法進(jìn)行云陰影的自動(dòng)識(shí)別是遙感數(shù)據(jù)處理過程中首要解決的問題。

云陰影在遙感影像上表現(xiàn)為團(tuán)塊狀且極不規(guī)則的較暗區(qū)域，面積比較大、分布集中。目前常用的云陰影檢測方法主要有閾值法、模型法、基于觀測幾何的方法。其中，閾值法算法簡單、計(jì)算速度快、效率高，是目前最廣泛的云陰影檢測方法。常用的閾值法有經(jīng)驗(yàn)閾值法、滯后閾值法、云陰影地域增強(qiáng)模型等方法。經(jīng)驗(yàn)閾值法的基本思想主要基于組分光譜差異的分析技術(shù)，進(jìn)行波譜分析和特征通道選擇，使用一個(gè)或多個(gè)波段或者衍生度量進(jìn)行云陰影檢測；滯后閾值法主要是通過對遙感影像黑暗區(qū)域的分割進(jìn)行云陰影區(qū)域的增長實(shí)現(xiàn)云陰影檢測，本方法容易將地形陰影劃分為云陰影，導(dǎo)致云陰影面積大于實(shí)際面積；云陰影地域增強(qiáng)模型主要是針對厚云產(chǎn)生的云陰影進(jìn)行檢測識(shí)別，用時(shí)相相近或不同年份同一季節(jié)的無云數(shù)據(jù)生成地域增強(qiáng)模型進(jìn)行云陰影檢測，本方法閾值的選擇范圍較寬，但對薄云的陰影區(qū)域容易漏判。

傳統(tǒng)的閾值法云陰影識(shí)別針對不同的傳感器數(shù)據(jù)都要研究不同的檢測算法，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力也會(huì)影響遙感影像的應(yīng)用。傳統(tǒng)的閾值法進(jìn)行云陰影識(shí)別時(shí)主要是利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)地物的波譜信息，其受大氣狀況和地表類型影響嚴(yán)重。同時(shí)，云陰影區(qū)域混合像元問題比較嚴(yán)重，使得云陰影識(shí)別更加困難，根據(jù)云陰影和下墊面地物的波譜信息不能有效的區(qū)分云陰影和暗地表區(qū)域，而且固定閾值法云陰影識(shí)別容易將暗地表誤判。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種適用于多種傳感器數(shù)據(jù)的先驗(yàn)數(shù)據(jù)庫支持的云陰影自動(dòng)識(shí)別算法。首先利用MOD09 A1數(shù)據(jù)構(gòu)建真實(shí)地表反射率數(shù)據(jù)集，然后基于6S輻射傳輸模型模擬觀測幾何、大氣模式、氣溶膠模式等參數(shù)對表觀反射率的影響并構(gòu)建基于這些參數(shù)的表觀反射率變化的查找表，根據(jù)查找表數(shù)據(jù)用最小二乘法非線性擬合表觀反射率變化的極小值，獲得待檢測傳感器的云陰影檢測算法。具體步驟如下：

步驟一：構(gòu)建地表反射率數(shù)據(jù)集

1)選取MOD09 A1地表反射率數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括如下波段：紅光波段(0.620-0.670nm)、綠光波段(0.545-0.565nm)、藍(lán)光波段(0.459-0.479nm)及近紅外波段(0.841-0.876nm) 4個(gè)波段。

2)對選取的MOD09 A1數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正、投影轉(zhuǎn)換、鑲嵌等預(yù)處理，處理后影像空間分辨率保持500m。

3)對鑲嵌后的MOD09 A1數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪處理，得到全國陸地范圍的地表反射率數(shù)據(jù)集。

4)按第二小值合成的方式將長時(shí)間序列內(nèi)每個(gè)月的多景影像合成為一景影像，消除云層影響。

步驟二：基于6S輻射傳輸模型的參數(shù)模擬分析