[發明專利]一種遙感影像可見光波段地形落影校正方法

有效

• 申請號: 202110146962.8
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112964643B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 江洪;吳勇鋒;麻霞
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01S7/497;G01S17/89;G06V10/24;G06V20/13;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學俊

1.一種遙感影像可見光波段地形落影校正方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：獲取研究區的衛星遙感數據和DEM數據，并將數據規范為同一數據格式；

步驟S2：根據得到的研究區的衛星遙感數據和DEM數據，進行落影提取；

步驟S3：對研究區的可見光波段地表反射率進行SCS+C校正；

步驟S4：對研究區的可見光波段地表反射率進行SEVI計算；

步驟S5：在光照區內生成一定數目的隨機樣本點，將隨機樣本點與SEVI及SCS+C校正后各波段地表反射率相結合制作樣本集，并按預設比例隨機分為訓練樣本集和測試樣本集；

步驟S6：將訓練樣本集的SEVI作為自變量，以訓練樣本集SCS+C校正后單波段地表反射率為因變量構建隨機森林回歸模型，以測試樣本集對隨機森林回歸模型進行精度預測；

步驟S7：根據得到的隨機森林回歸模型對落影區可見光波段地表反射率進行預測，補償落影區可見光波段光譜信息。

2.根據權利要求1所述的一種遙感影像可見光波段地形落影校正方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：

步驟S11:收集覆蓋研究區的衛星遙感數據和DEM數據；

步驟S12:對衛星遙感數據進行輻射定標和大氣校正，采用研究區掩膜文件裁剪大氣校正后地表反射率數據，得到研究區地表反射率數據；

步驟S13:對DEM數據進行投影變換、重采樣及裁剪操作，得到研究區DEM數據，最后將獲取數據規范為同一數據格式。

3.根據權利要求1所述的一種遙感影像可見光波段地形落影校正方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

步驟S21:在研究區分別選取陰影區、光照區及水體三類樣本點；

步驟S22：采用隨機森林分類方法結合三類樣本點對研究區進行分類，提取總體陰影；

步驟S23：選用如下公式提取本影；

S_self＝tanσ*cos(π-(ω-β))＞tanγ (1)

步驟S24：將總體陰影和本影做差，提取落影。

4.根據權利要求1所述的一種遙感影像可見光波段地形落影校正方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：

步驟S31：結合研究區DEM數據，遙感衛星影像太陽高度角、太陽方位角數據，計算光照系數，即太陽入射角余弦值cosi，計算公式如下：

cosi＝cosσcosθ+sinσsinθcos(β-ω) (2)

式中，i表示太陽入射角；σ表示地形坡度角；θ表示太陽天頂角；β表示地形坡向角；ω表示太陽方位角；

步驟S32：結合光照系數計算調節參數c，計算公式如下：

L_T＝a+b×cosi (3)

c＝a/b (4)

式中，L_T為地表反射率值，cosi為光照系數，a和b為擬合的線性方程的系數；

步驟S33：對可見光波段地表反射率數據進行SCS+C校正，計算公式如下：

式中，L_SCS+C表示SCS+C校正之后的像元值；L_T表示SCS+C校正之前的像元值；θ表示太陽天頂角；σ表示地形坡度角；c表示地形校正參數；i表示太陽入射角。

5.根據權利要求1所述的一種遙感影像可見光波段地形落影校正方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：

根據紅光波段和近紅外波段地表反射率計算研究區SEVI，其公式如下：

SEVI＝RVI+f(Δ)×SVI (6)

RVI＝B_nir/B_r (7)

SVI＝1/B_r (8)

其中，f(Δ)為預設系數；

式中，r₁為SEVI和RVI的相關系數；r₂為SEVI和SVI的相關系數；n為參與f(Δ)計算的影像像元數；x為SEVI；y₁為RVI；y₂為SVI。