云對光學遙感衛(wèi)星影像影響較大,影像上的云及其陰影均會不同程度遮掩地物,降低影像的使用價值。"高分一號"（GF-1）衛(wèi)星多光譜寬幅相機（WFV）影像相較于美國的陸地衛(wèi)星系列和歐空局的"哨兵2號"衛(wèi)星影像,空間分辨率適中,時間分辨率較高,更有利于進行無云影像合成。利用WFV影像的高頻時間序列數(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)測等領域得到更有效的應用。文章基于已有的最大植被指數(shù)和最小藍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,也彌補了最小藍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。將該方法應用于湖南省多云月份GF-1衛(wèi)星WFV影像的合成實現(xiàn),結果表明該方法可用于中分辯率、高頻時間序列衛(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

覆蓋整個湖南省行政區(qū)的分塊格網(wǎng)總共144塊，挑出其中編號為118的分塊展示時間序列影像和合成結果（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個時相的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最大值合成結果的一個缺陷，也是因為水體的NDVI值較低，一般為負值，水體區(qū)域在影像合成時依據(jù)NDVI最大值選取像元，往往會誤選中影像上有云和耀斑的像元；圖2(g）是118分塊藍波段反射率最小值的合成影像結果，影像完整，基本無云，水體區(qū)域無耀斑，但是陸地的云填補比較突兀，云的陰影沒有消除，這是因為陰影的藍波段反射率很低，陸地區(qū)域在影像合成時依據(jù)藍波段反射率最小值選取像元，會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果，影像完整，基本無云，水體區(qū)域相對圖2(f）無耀斑和云，有明顯改善；陸地區(qū)域相對圖2(g）比較突兀的云填補和大部分云的陰影得到消除；圖2(h）作為最終合成影像，結合圖2(f）和圖2(g）合成結果的優(yōu)點，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)集使用本文方法進行影像合成后的結果（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)域是因為該位置8月WFV時間序列影像均有云。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，雖然時間限定在一個月，可由于成像時的天氣差異，本文提出的合成方法未對影像做大氣校正，導致部分區(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“補丁”現(xiàn)象，“補丁”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)集使用本文方法進行影像合成后的結果（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)域是因為該位置8月WFV時間序列影像均有云。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，雖然時間限定在一個月，可由于成像時的天氣差異，本文提出的合成方法未對影像做大氣校正，導致部分區(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“補丁”現(xiàn)象，“補丁”區(qū)域色彩與周圍區(qū)域過渡不自然，略顯突兀。3 結束語

【參考文獻】：
期刊論文
[1]“高分一號”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]高分一號衛(wèi)星的技術特點[J]. 白照廣.  中國航天. 2013(08)
[3]MODIS影像合成算法研究和實現(xiàn)[J]. 蔣耿明,牛錚,阮偉利,王長耀.  國土資源遙感. 2004(02)



本文編號：3327403