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专利号: 2019102214493
申请人: 鲁东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法,其特征在于,包括以下步骤:a 获得覆盖同一地区的无数据缺失的参照遥感图像T01、存在数据缺失的待修复遥感图像T02和数字高程模型数据DEM0;

b 对无数据缺失的参照遥感图像T01、存在数据缺失的待修复遥感图像T02和数字高程模型数据DEM0进行几何配准,得到配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’、配准后待修复遥感图像T2和配准后数字高程模型数据DEM0’;

c 根据无数据缺失的参照遥感图像T01的成像时刻太阳天顶角、方位角参数和配准后数字高程模型数据DEM0’,按照如下步骤将配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’校正成水平光谱图像 ;

①根据式(1)计算无数据缺失的参照遥感图像T01获取图像时刻的地形‑传感器‑太阳成像几何下的地形阴影数据   (1)

式中, 分别是无数据缺失的参照遥感图像T01的成像时刻太阳天顶角和太阳

方位角,是地形坡度, 是地形坡向;

②由式(2)计算配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’的水平光谱图像

                    (2)

式中, 是配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’光谱图像, 是配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’的水平光谱图像;

d 根据存在数据缺失的待修复遥感图像T02成像时刻的太阳天顶角、太阳方位角、地形坡度和地形坡向式3‑4,按照如下步骤将配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’的水平光谱图像 校正到存在数据缺失的待修复遥感图像T02成像时刻的地形‑传感器‑太阳光照几何条件下的光谱图像,得到地形‑传感器‑太阳光照几何关系校正后无数据缺失的标准遥感图像T1:①由式(3)计算存在数据缺失的待修复遥感图像T02时刻地形阴影

  (3)

式中, 分别是存在数据缺失的待修复遥感图像T02成像时刻太阳天顶角和太

阳方位角,是地形坡度, 是地形坡向;

②   (4)

式中, 是配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’的水平光谱图像, 是配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’在存在数据缺失的待修复遥感图像T02成像时地形‑传感器‑太阳光照条件下的光谱图像,即标准遥感图像T1;

e 搜索配准后待修复遥感图像T2缺失数据像元,记录缺失数据像元P(x,y;T2)的坐标(x,y),并在配准后待修复遥感图像T2内以该像元P(x,y;T2)为中心构建一尺寸为w的局部窗口;

f 在标准遥感图像T1内以同P(x,y;T2)坐标相同的像元P(x,y;T1)为中心构建一尺度为w的局部窗口;

g 在标准遥感图像T1窗口内,以窗口中心点P(x,y;T1,i)在各波段上的光谱值对窗口内各临近像元的光谱进行光谱分类处理,获得同中心像元点光谱最相近的像元Ps(x’,y’;T1),并记录下该像元的图像坐标(x’,y’)、该像元在各波段上的光谱值Ps(x’,y’;T1,i)及其同中心像元点对应波段上光谱值的比例系数Ki式5;

Ki=Ps(x’,y’;T1,i)/P(x,y;T1,i)       (5)其中i为波段序号,Ps(x’,y’;T1,i)、P(x,y;T1,i)分别是标准遥感图像T1内坐标为(x’,y’)、(x,y)像元在波段i上的光谱值;

h 在配准后待修复遥感图像T2相对应的窗口内,以坐标为(x’,y’)的像元各波段上的光谱值Ps(x’,y’;T2,i),和对应的比例系数Ki;按式(6)计算出并填充配准后待修复遥感图像T2内窗口中心像元各波段光谱值Ps(x,y;T2,i):Ps(x,y;T2,i)=Ps(x’,y’;T2,i)/Ki        (6)i对配准后待修复遥感图像T2中的全体缺失数据的像元,做上述的操作,进行填充。

2.根据权利要求1所述的一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法,其特征在于,所述的存在数据缺失的待修复遥感图像是指由于遥感传感器软件、硬件故障及人为因素导致所获得的遥感图像中存在部分像元缺失数值;存在数据缺失的待修复遥感图像需要被修复后才能正常使用。

3.根据权利要求1所述的一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法,其特征在于,所述的构建一尺度为w的局部窗口是指以某一像元(横坐标为x, 纵坐标y)为中心点,遥感图像横坐标取值范围是x‑Nx*Rx至x+Nx*Rx,和纵坐标取值范围是y‑Ny*Ry至y+Ny*Ry,所围成的各像元所组成的区域,其中Nx=1,2,3…,Ny=1,2,3…, Rx为图像在东西向上的空间分辨率, Ry为图像在南北向上的空间分辨率,w=Nx*Ny。

4.根据权利要求1所述的一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法,其特征在于,所述的对无数据缺失的参照遥感图像T01、存在数据缺失的待修复遥感图像T02和数字高程模型数据DEM进行几何配准,其中的几何配准是指将不同时间、不同遥感器系统所获得的同一地区的遥感图像数据,经几何投影变换至相同的投影坐标系,使同名像点在位置上和方位上完全叠合的操作。

5.根据权利要求1所述的一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法,其特征在于,所述的在标准遥感图像T1窗口内,以窗口中心点P(x,y;T1,i)在各波段上的光谱值对窗口内各临近像元的光谱进行光谱分类,其中的光谱值,是指图像像元所记录无物理单位的图像灰度值、亮度值、反射率值。

6.根据权利要求1所述的一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法,其特征在于,所述的在标准遥感图像T1窗口内,以窗口中心点P(x,y;T1,i)在各波段上的光谱值对窗口内各临近像元进行光谱分类处理,其中的光谱分类处理是采用图像光谱监督分类算法来实现,指判别分析、最大似然分析、特征分析、序贯分析、图形识别。

7.根据权利要求1所述的一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法,其特征在于,所述的按照如下步骤将配准后无数据缺失的参照遥感图像T01’校正成水平光谱图像 ;其中的水平光谱图像是指通过变换,将所有像元的光谱值变换到水平参照面光谱值,从而消除由于成像时刻的地形‑传感器‑太阳几何关系而引起的图像光谱值的变异,使图像更好地反映地物的光谱特征。