[發(fā)明專利]一種地表類型數(shù)據(jù)支持的遙感圖像云陰影檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810793545.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN109101894A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳昊;周雪瑩;于會(huì)泳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發(fā)明公開了一種地表類型數(shù)據(jù)支持的遙感圖像云陰影檢測(cè)方法，屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟：地表晴空像元庫(kù)與陰影像元庫(kù)的構(gòu)建；最優(yōu)波段的選取；云陰影概率圖的生成。本發(fā)明基于像元波譜庫(kù)特征信息與地表類型相結(jié)合，對(duì)Landsat 8影像進(jìn)行云陰影檢測(cè)，本發(fā)明利用地表類型支持解決了不同地表類型下云陰影光譜特征不同帶來(lái)的問題，并以一定反射率值步長(zhǎng)增長(zhǎng)的方式解決了云陰影閾值設(shè)置困難的問題(云陰影和地物波譜特征差異界限模糊，不易確定閾值)，因此該方法具有較好的云陰影檢測(cè)效果，達(dá)到較高的云陰影檢測(cè)精度，帶來(lái)十分有益的云陰影檢測(cè)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地表類型數(shù)據(jù)支持的遙感圖像云陰影檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

云陰影的檢測(cè)相比較云檢測(cè)而言具有更大的挑戰(zhàn)。目前，主要的云陰影檢測(cè)方法分為閾值法、分類法以及基于觀測(cè)幾何法。其中，閾值法云陰影檢測(cè)和云檢測(cè)一樣，是應(yīng)用最為廣泛的云陰影檢測(cè)方法。

經(jīng)驗(yàn)閾值法的基本思想是基于光譜差異分析，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(cè)的。Shu S P等人早期針對(duì)航空影像的陰影問題提出一種陰影區(qū)域識(shí)別和亮度補(bǔ)償方法；Simpson J J等人提出一種針對(duì)AVHRR的多光譜算法，該方法用幾何和光學(xué)約束組合，從逐像素幾何和圖像光譜分析方面檢測(cè)云陰影；Martinuzzi S等人研發(fā)出一種簡(jiǎn)單的半自動(dòng)化方法檢測(cè)并修復(fù)ETM+數(shù)據(jù)中存在的云和云陰影；Luo Y等人開發(fā)出一種改進(jìn)的MODIS云和陰影掩膜閾值法，將所需波段重采樣成一致的250m分辨率，達(dá)到了較高的精度。國(guó)內(nèi)很多學(xué)者也對(duì)云陰影的識(shí)別有較為深入的研究。陳奮等人針對(duì)高分辨率影像提出一種人機(jī)交互的半自動(dòng)云陰影去除的算法，該算法以人機(jī)交互的半自動(dòng)化方式將遙感影像分為云、陰影、清晰地物以及過渡地區(qū)四部分，之后通過建立陰影地區(qū)和清晰區(qū)域的直方圖映射對(duì)陰影地區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償，最后再對(duì)邊界進(jìn)行處理；米雪婷等人提出一種基于多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)的云陰影檢測(cè)方法，主要思想是使用同一區(qū)域相近時(shí)期的晴空影像作為支持，當(dāng)待檢測(cè)的圖像反射率低于一定的閾值，則被判別為云陰影；云雅等提出一種針對(duì)GF-1的云和云陰影檢測(cè)算法，對(duì)于云陰影，該方法利用陰影光譜特征和云對(duì)陰影地理位置關(guān)系結(jié)合的方法對(duì)陰影進(jìn)行檢測(cè)；孫林等提出一種針對(duì)Landsat-8Fmask算法改進(jìn)的的云陰影檢測(cè)方法，先利用云陰影光譜特征閾值對(duì)云陰影區(qū)域有一個(gè)界定，之后使用改進(jìn)的云高計(jì)算方法基于云和陰影幾何關(guān)系對(duì)云陰影進(jìn)行識(shí)別。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種地表類型數(shù)據(jù)支持的遙感圖像云陰影檢測(cè)方法，設(shè)計(jì)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種地表類型數(shù)據(jù)支持的遙感圖像云陰影檢測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟1：地表晴空像元庫(kù)與陰影像元庫(kù)的構(gòu)建；

在全球選取耕地、森林、草地、灌木、濕地、人造地表以及裸地樣本，構(gòu)建晴空像元庫(kù)和云陰影像元庫(kù)；同時(shí)還要選取一定的虛陰影樣本，保證閾值模擬和概率計(jì)算時(shí)虛陰影識(shí)的正確率；

步驟2：最優(yōu)波段的選取；

不同地物識(shí)別陰影的最佳波段是不同的，為了選取各地表的最優(yōu)波段，根據(jù)建立的先驗(yàn)像元庫(kù)，模擬各個(gè)閾值范圍所對(duì)應(yīng)的陰影像元正確率和誤判率，若某波段滿足較高陰影正確率的同時(shí)還有較低的誤判率，則選取該波段作為檢測(cè)波段之一；

步驟3：云陰影概率圖的生成；

云陰影概率圖生成是利用各地表類型先驗(yàn)地表庫(kù)計(jì)算各個(gè)波長(zhǎng)處的云陰影概率，將得到的結(jié)果以S函數(shù)擬合出云陰影概率計(jì)算公式；地物需要多個(gè)波段進(jìn)行檢測(cè)，分別以每個(gè)波段擬合的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差作為權(quán)重加權(quán)合成最終云陰影概率結(jié)果，同時(shí)得到云陰影二值結(jié)果。

優(yōu)選地，在步驟1中，構(gòu)建地表晴空像元庫(kù)與陰影像元庫(kù)時(shí)，必須滿足以下條件：