[發明專利]一種極地可見光遙感自適應制圖方法

有效

• 申請號: 202010173576.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111354054B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 程曉;陳卓奇
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T3/40
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 張雪

本發明公開一種極地可見光遙感自適應制圖方法，包括如下步驟：對衛星遙感影像進行太陽高度角訂正；對太陽高度角訂正后的衛星遙感影像進行非朗勃體訂正，訂正冰雪表面的非朗勃體效應；對經過太陽高度角訂正、非朗勃體訂正后的衛星遙感影像進行非線性彩色拉伸；對非線性彩色拉伸后的衛星遙感影像進行拼接，完成衛星遙感影像自適應制圖。本發明提出了一套標準化、流程化的極地遙感影像自適應制圖方法，通過對遙感圖像進行太陽高度角訂正、非朗勃體訂正、非線性影像彩色拉伸、極地可見光遙感影像拼接，所獲得的極地遙感影像亮度明顯提高、無色差，且保留了原始影像中所有的細節信息，實現了對南北極環境的有效監測。

技術領域

本發明涉及地球科學技術領域，特別是涉及一種極地可見光遙感自適應制圖方法。

背景技術

南北極地區由于環境條件惡劣，人跡罕至，難以在現場開展實地觀測。遙感觀測是對南北極環境監測的有效手段。可見光遙感是最直接獲取南北極數據的方式。目前，國際上基于Landsat系列衛星遙感數據已獲取南、北極冰蓋的遙感影像圖(Bindschadler et al.，2008；Howat et al.，2014)。但南北極冰蓋的遙感影像圖存在以下幾方面的問題：

(1)南北極遙感影像色差大。可見光遙感的技術原理是衛星傳感器接收地表反射的太陽輻射。衛星對地物的觀測時間不同，太陽高度角不同，衛星傳感器接收的輻射強度是不同的。一般來說，太陽高度角越高，接收的輻射越強。也就是說，即便是同一地物，由于觀測時間不同，太陽高度角不同，其觀測數值也不同。這種觀測時間/太陽高度角的不同往往造成南北極遙感影像存在很大的色差。如何訂正由于觀測時間/太陽高度角不同造成的影像色差是南北極遙感影像制圖的一大難點。

(2)南北極遙感影像細節特征不突出。南北極的主要地物為3類，分別為：水體、巖石和雪蓋。這三類地物分別對應高反射率地表(雪蓋)和低反射率地表(水體、巖石)。而中反射率地表(植被、沙地)在南北極分布十分稀少。南北極遙感影像制圖的關鍵步驟是影像彩色拉伸，即用數學的方法將0-1500的輻射值映射到0-255的RGB彩色圖像，這其中必然存在信息丟失。而現有南北極遙感制圖往往采用線性的影像彩色拉伸方法。該方法的特點是不論高中低反射率的地表都獲得同樣數量的RGB彩色值。由于南北極地區中反射率地表分布十分稀少，線性影像彩色拉伸方法分配的用于顯示中反射率地表的RGB值就被浪費了，而高反射率地表和低反射率地表的細節特征也不能突出顯示。

發明內容

本發明的目的是提供一種極地可見光遙感自適應制圖方法，以解決上述現有技術存在的問題，減少南北極遙感影像色差，突出南北極遙感影像細節特征，形成一套流程化、自動化的極地可見光遙感自適應制圖方法。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種極地可見光遙感自適應制圖方法，包括如下步驟：

對衛星遙感影像進行太陽高度角訂正；

對太陽高度角訂正后的衛星遙感影像進行非朗勃體訂正，訂正冰雪表面的非朗勃體效應；

對經過太陽高度角訂正、非朗勃體訂正后的衛星遙感影像進行非線性彩色拉伸，包括：確定自適應非線性影像彩色拉伸函數，并基于自適應非線性拉伸函數對極地可見光衛星遙感影像進行非線性拉伸處理；

對非線性彩色拉伸后的衛星遙感影像進行拼接，完成衛星遙感影像自適應制圖。

優選地，對衛星遙感影像進行太陽高度角訂正的方法包括：

衛星接收到的太陽輻射由式1計算獲得：

ρ_λ＝(M_λ×DN+A_λ)×sinθ……………………………………1