“高分一号”卫星多光谱宽幅相机影像合成
发布时间：2021-08-07 07:59
云对光学遥感卫星影像影响较大,影像上的云及其阴影均会不同程度遮掩地物,降低影像的使用价值。"高分一号"（GF-1）卫星多光谱宽幅相机（WFV）影像相较于美国的陆地卫星系列和欧空局的"哨兵2号"卫星影像,空间分辨率适中,时间分辨率较高,更有利于进行无云影像合成。利用WFV影像的高频时间序列数据合成无云影像,可使GF-1卫星数据在土地利用和覆盖变化、农作物监测等领域得到更有效的应用。文章基于已有的最大植被指数和最小蓝光波段反射率影像合成方法,提出了一种新的影像合成方法,该方法既解决了最大植被指数合成影像中水体有云和耀斑的问题,也弥补了最小蓝光波段合成影像中陆地上部分云和阴影去除效果不佳的缺陷。将该方法应用于湖南省多云月份GF-1卫星WFV影像的合成实现,结果表明该方法可用于中分辩率、高频时间序列卫星遥感影像合成,合成影像成果中云和云阴影比例低,效果较好。
【文章来源】：航天返回与遥感. 2020,41(05)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
影像合成流程
覆盖整个湖南省行政区的分块格网总共144块，挑出其中编号为118的分块展示时间序列影像和合成结果（见图2），均为波段4、3和2假彩色合成。分块118在数据集中共有5个时相的WFV影像，见图2(a)～(e），图像中的黑色部分为无值区域，5个序列影像上都部分有云或不完整，其中图2(e）粗看均为无值区域但仔细看右下角有一小块区域有值。图2(f）是118分块NDVI最大值的合成影像结果，影像完整，基本无云，但是在水体区域存在耀斑和少量云，这是NDVI最大值合成结果的一个缺陷，也是因为水体的NDVI值较低，一般为负值，水体区域在影像合成时依据NDVI最大值选取像元，往往会误选中影像上有云和耀斑的像元；图2(g）是118分块蓝波段反射率最小值的合成影像结果，影像完整，基本无云，水体区域无耀斑，但是陆地的云填补比较突兀，云的阴影没有消除，这是因为阴影的蓝波段反射率很低，陆地区域在影像合成时依据蓝波段反射率最小值选取像元，会误选中影像上有阴影的像元；图2(h）是118分块最终的合成影像结果，影像完整，基本无云，水体区域相对图2(f）无耀斑和云，有明显改善；陆地区域相对图2(g）比较突兀的云填补和大部分云的阴影得到消除；图2(h）作为最终合成影像，结合图2(f）和图2(g）合成结果的优点，避免了缺陷，效果较好。图3左图为研究区144块格网数据集单景影像的叠加展示，明显有较多的云；图3右图是研究区数据集使用本文方法进行影像合成后的结果（范围按照湖南省行政界限裁切）展示；图3的左图和右图均采用波段4、3和2假彩色合成。图3右图展示的影像合成结果总体目视效果较好，无异常值和空洞，云的阴影区和水体上的云及耀斑得到了很好的去除，云量低于1%，局部有云的区域是因为该位置8月WFV时间序列影像均有云。但是合成影像也存在一些问题，例如部分区域还存在色彩差异，虽然时间限定在一个月，可由于成像时的天气差异，本文提出的合成方法未对影像做大气校正，导致部分区域有肉眼可见的色差；在原始分辨率下查看，有些区域还有“补丁”现象，“补丁”区域色彩与周围区域过渡不自然，略显突兀。
图3左图为研究区144块格网数据集单景影像的叠加展示，明显有较多的云；图3右图是研究区数据集使用本文方法进行影像合成后的结果（范围按照湖南省行政界限裁切）展示；图3的左图和右图均采用波段4、3和2假彩色合成。图3右图展示的影像合成结果总体目视效果较好，无异常值和空洞，云的阴影区和水体上的云及耀斑得到了很好的去除，云量低于1%，局部有云的区域是因为该位置8月WFV时间序列影像均有云。但是合成影像也存在一些问题，例如部分区域还存在色彩差异，虽然时间限定在一个月，可由于成像时的天气差异，本文提出的合成方法未对影像做大气校正，导致部分区域有肉眼可见的色差；在原始分辨率下查看，有些区域还有“补丁”现象，“补丁”区域色彩与周围区域过渡不自然，略显突兀。3 结束语
【参考文献】：
期刊论文
[1]“高分一号”卫星遥感成像特性[J]. 陆春玲,王瑞,尹欢. 航天返回与遥感. 2014(04)
[2]高分一号卫星的技术特点[J]. 白照广. 中国航天. 2013(08)
[3]MODIS影像合成算法研究和实现[J]. 蒋耿明,牛铮,阮伟利,王长耀. 国土资源遥感. 2004(02)
本文编号：3327403
【文章来源】：航天返回与遥感. 2020,41(05)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
影像合成流程
覆盖整个湖南省行政区的分块格网总共144块，挑出其中编号为118的分块展示时间序列影像和合成结果（见图2），均为波段4、3和2假彩色合成。分块118在数据集中共有5个时相的WFV影像，见图2(a)～(e），图像中的黑色部分为无值区域，5个序列影像上都部分有云或不完整，其中图2(e）粗看均为无值区域但仔细看右下角有一小块区域有值。图2(f）是118分块NDVI最大值的合成影像结果，影像完整，基本无云，但是在水体区域存在耀斑和少量云，这是NDVI最大值合成结果的一个缺陷，也是因为水体的NDVI值较低，一般为负值，水体区域在影像合成时依据NDVI最大值选取像元，往往会误选中影像上有云和耀斑的像元；图2(g）是118分块蓝波段反射率最小值的合成影像结果，影像完整，基本无云，水体区域无耀斑，但是陆地的云填补比较突兀，云的阴影没有消除，这是因为阴影的蓝波段反射率很低，陆地区域在影像合成时依据蓝波段反射率最小值选取像元，会误选中影像上有阴影的像元；图2(h）是118分块最终的合成影像结果，影像完整，基本无云，水体区域相对图2(f）无耀斑和云，有明显改善；陆地区域相对图2(g）比较突兀的云填补和大部分云的阴影得到消除；图2(h）作为最终合成影像，结合图2(f）和图2(g）合成结果的优点，避免了缺陷，效果较好。图3左图为研究区144块格网数据集单景影像的叠加展示，明显有较多的云；图3右图是研究区数据集使用本文方法进行影像合成后的结果（范围按照湖南省行政界限裁切）展示；图3的左图和右图均采用波段4、3和2假彩色合成。图3右图展示的影像合成结果总体目视效果较好，无异常值和空洞，云的阴影区和水体上的云及耀斑得到了很好的去除，云量低于1%，局部有云的区域是因为该位置8月WFV时间序列影像均有云。但是合成影像也存在一些问题，例如部分区域还存在色彩差异，虽然时间限定在一个月，可由于成像时的天气差异，本文提出的合成方法未对影像做大气校正，导致部分区域有肉眼可见的色差；在原始分辨率下查看，有些区域还有“补丁”现象，“补丁”区域色彩与周围区域过渡不自然，略显突兀。
图3左图为研究区144块格网数据集单景影像的叠加展示，明显有较多的云；图3右图是研究区数据集使用本文方法进行影像合成后的结果（范围按照湖南省行政界限裁切）展示；图3的左图和右图均采用波段4、3和2假彩色合成。图3右图展示的影像合成结果总体目视效果较好，无异常值和空洞，云的阴影区和水体上的云及耀斑得到了很好的去除，云量低于1%，局部有云的区域是因为该位置8月WFV时间序列影像均有云。但是合成影像也存在一些问题，例如部分区域还存在色彩差异，虽然时间限定在一个月，可由于成像时的天气差异，本文提出的合成方法未对影像做大气校正，导致部分区域有肉眼可见的色差；在原始分辨率下查看，有些区域还有“补丁”现象，“补丁”区域色彩与周围区域过渡不自然，略显突兀。3 结束语
【参考文献】：
期刊论文
[1]“高分一号”卫星遥感成像特性[J]. 陆春玲,王瑞,尹欢. 航天返回与遥感. 2014(04)
[2]高分一号卫星的技术特点[J]. 白照广. 中国航天. 2013(08)
[3]MODIS影像合成算法研究和实现[J]. 蒋耿明,牛铮,阮伟利,王长耀. 国土资源遥感. 2004(02)
本文编号：3327403
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