云對(duì)光學(xué)遙感衛(wèi)星影像影響較大,影像上的云及其陰影均會(huì)不同程度遮掩地物,降低影像的使用價(jià)值。"高分一號(hào)"（GF-1）衛(wèi)星多光譜寬幅相機(jī)（WFV）影像相較于美國(guó)的陸地衛(wèi)星系列和歐空局的"哨兵2號(hào)"衛(wèi)星影像,空間分辨率適中,時(shí)間分辨率較高,更有利于進(jìn)行無云影像合成。利用WFV影像的高頻時(shí)間序列數(shù)據(jù)合成無云影像,可使GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)在土地利用和覆蓋變化、農(nóng)作物監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到更有效的應(yīng)用。文章基于已有的最大植被指數(shù)和最小藍(lán)光波段反射率影像合成方法,提出了一種新的影像合成方法,該方法既解決了最大植被指數(shù)合成影像中水體有云和耀斑的問題,也彌補(bǔ)了最小藍(lán)光波段合成影像中陸地上部分云和陰影去除效果不佳的缺陷。將該方法應(yīng)用于湖南省多云月份GF-1衛(wèi)星WFV影像的合成實(shí)現(xiàn),結(jié)果表明該方法可用于中分辯率、高頻時(shí)間序列衛(wèi)星遙感影像合成,合成影像成果中云和云陰影比例低,效果較好。 

【文章來源】：航天返回與遙感. 2020,41(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

影像合成流程

覆蓋整個(gè)湖南省行政區(qū)的分塊格網(wǎng)總共144塊，挑出其中編號(hào)為118的分塊展示時(shí)間序列影像和合成結(jié)果（見圖2），均為波段4、3和2假彩色合成。分塊118在數(shù)據(jù)集中共有5個(gè)時(shí)相的WFV影像，見圖2(a)～(e），圖像中的黑色部分為無值區(qū)域，5個(gè)序列影像上都部分有云或不完整，其中圖2(e）粗看均為無值區(qū)域但仔細(xì)看右下角有一小塊區(qū)域有值。圖2(f）是118分塊NDVI最大值的合成影像結(jié)果，影像完整，基本無云，但是在水體區(qū)域存在耀斑和少量云，這是NDVI最大值合成結(jié)果的一個(gè)缺陷，也是因?yàn)樗w的NDVI值較低，一般為負(fù)值，水體區(qū)域在影像合成時(shí)依據(jù)NDVI最大值選取像元，往往會(huì)誤選中影像上有云和耀斑的像元；圖2(g）是118分塊藍(lán)波段反射率最小值的合成影像結(jié)果，影像完整，基本無云，水體區(qū)域無耀斑，但是陸地的云填補(bǔ)比較突兀，云的陰影沒有消除，這是因?yàn)殛幱暗乃{(lán)波段反射率很低，陸地區(qū)域在影像合成時(shí)依據(jù)藍(lán)波段反射率最小值選取像元，會(huì)誤選中影像上有陰影的像元；圖2(h）是118分塊最終的合成影像結(jié)果，影像完整，基本無云，水體區(qū)域相對(duì)圖2(f）無耀斑和云，有明顯改善；陸地區(qū)域相對(duì)圖2(g）比較突兀的云填補(bǔ)和大部分云的陰影得到消除；圖2(h）作為最終合成影像，結(jié)合圖2(f）和圖2(g）合成結(jié)果的優(yōu)點(diǎn)，避免了缺陷，效果較好。圖3左圖為研究區(qū)144塊格網(wǎng)數(shù)據(jù)集單景影像的疊加展示，明顯有較多的云；圖3右圖是研究區(qū)數(shù)據(jù)集使用本文方法進(jìn)行影像合成后的結(jié)果（范圍按照湖南省行政界限裁切）展示；圖3的左圖和右圖均采用波段4、3和2假彩色合成。圖3右圖展示的影像合成結(jié)果總體目視效果較好，無異常值和空洞，云的陰影區(qū)和水體上的云及耀斑得到了很好的去除，云量低于1%，局部有云的區(qū)域是因?yàn)樵撐恢?月WFV時(shí)間序列影像均有云。但是合成影像也存在一些問題，例如部分區(qū)域還存在色彩差異，雖然時(shí)間限定在一個(gè)月，可由于成像時(shí)的天氣差異，本文提出的合成方法未對(duì)影像做大氣校正，導(dǎo)致部分區(qū)域有肉眼可見的色差；在原始分辨率下查看，有些區(qū)域還有“補(bǔ)丁”現(xiàn)象，“補(bǔ)丁”區(qū)域色彩與周圍區(qū)域過渡不自然，略顯突兀。

圖3左圖為研究區(qū)144塊格網(wǎng)數(shù)據(jù)集單景影像的疊加展示，明顯有較多的云；圖3右圖是研究區(qū)數(shù)據(jù)集使用本文方法進(jìn)行影像合成后的結(jié)果（范圍按照湖南省行政界限裁切）展示；圖3的左圖和右圖均采用波段4、3和2假彩色合成。圖3右圖展示的影像合成結(jié)果總體目視效果較好，無異常值和空洞，云的陰影區(qū)和水體上的云及耀斑得到了很好的去除，云量低于1%，局部有云的區(qū)域是因?yàn)樵撐恢?月WFV時(shí)間序列影像均有云。但是合成影像也存在一些問題，例如部分區(qū)域還存在色彩差異，雖然時(shí)間限定在一個(gè)月，可由于成像時(shí)的天氣差異，本文提出的合成方法未對(duì)影像做大氣校正，導(dǎo)致部分區(qū)域有肉眼可見的色差；在原始分辨率下查看，有些區(qū)域還有“補(bǔ)丁”現(xiàn)象，“補(bǔ)丁”區(qū)域色彩與周圍區(qū)域過渡不自然，略顯突兀。3 結(jié)束語

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“高分一號(hào)”衛(wèi)星遙感成像特性[J]. 陸春玲,王瑞,尹歡.  航天返回與遙感. 2014(04)
[2]高分一號(hào)衛(wèi)星的技術(shù)特點(diǎn)[J]. 白照廣.  中國(guó)航天. 2013(08)
[3]MODIS影像合成算法研究和實(shí)現(xiàn)[J]. 蔣耿明,牛錚,阮偉利,王長(zhǎng)耀.  國(guó)土資源遙感. 2004(02)



本文編號(hào)：3327403