基于Landsat7遙感圖像的云檢測(cè)算法研究.pdf

1、遙感技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)有著廣泛的應(yīng)用，通過遙感技術(shù)獲取的圖像資料可以應(yīng)用在資源勘查、環(huán)境檢測(cè)、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。但是光學(xué)遙感成像技術(shù)容易受到天氣的影響，尤其是大氣當(dāng)中云層對(duì)可見光有遮擋作用。云層遮擋了地面物體的電磁反射信息，給后續(xù)遙感數(shù)據(jù)處理工作帶來影響。在各種處理遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用中，通常需要能夠準(zhǔn)確地知道數(shù)據(jù)中云層所在的區(qū)域，并和其它區(qū)域區(qū)別對(duì)待，這就需要一種簡(jiǎn)單實(shí)用、能夠判斷圖像中的云層所在區(qū)域的方法。
　　地球上有大約50％

2、的地區(qū)都被云層覆蓋，被云層遮擋的數(shù)據(jù)含信息量小，甚至不含地面信息。我國衛(wèi)星地面測(cè)控站分布點(diǎn)少，衛(wèi)星經(jīng)過測(cè)控站的時(shí)間短，遙感數(shù)據(jù)下傳量大。如果能夠在星上進(jìn)行云檢測(cè)，刪除或者大幅度壓縮云層所在區(qū)域的數(shù)據(jù)，那么可以緩解我國衛(wèi)星數(shù)據(jù)下傳數(shù)據(jù)量大的壓力。目前常用的云檢測(cè)方法有閾值法和模式分類法，閾值法的有點(diǎn)是運(yùn)行速度快，檢測(cè)準(zhǔn)確率高，缺點(diǎn)是需要獲取地物先驗(yàn)電磁反射信息，對(duì)地域、季節(jié)等因素敏感；模式分類法的優(yōu)點(diǎn)是閾值設(shè)置數(shù)目少、不需要先驗(yàn)信息，對(duì)地

3、域、季節(jié)等因素魯棒性強(qiáng)，缺點(diǎn)是需要提取云層的有效特征，例如紋理特征等，計(jì)算量大。
　　所以，研究簡(jiǎn)單實(shí)用的云檢測(cè)方法對(duì)我國遙感衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展有重要意義。本論文在Lansat7數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用波段相關(guān)性提出了一種遙感圖像假彩色合成方法，尋找到云層和陸地的穩(wěn)定的色彩特性，在此基礎(chǔ)上提出了兩種云檢測(cè)方案：無監(jiān)督J-Linkage聚類方案和有監(jiān)督的支持向量機(jī)云檢測(cè)方案，這兩種方案不僅克服了傳統(tǒng)閾值法對(duì)地域、季節(jié)等因素敏感的缺陷，而且不需要提

4、取云的紋理、灰度等特征，檢測(cè)效果優(yōu)于閾值法。本文主要的研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　1、介紹了遙感圖像云檢測(cè)技術(shù)研究的目的和意義，以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單介紹了遙感成像的基礎(chǔ)知識(shí)。
　　2、在 Landsat7衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合波段選擇理論，提出了針對(duì)Landsat7的波段選擇方案，該方案可以提取云層和陸地的穩(wěn)定特征，為后續(xù)云檢測(cè)方案提供了基礎(chǔ)。
　　3、以Landsat7衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)了ACCA閾值法云

5、檢測(cè)方案，并給出了檢測(cè)的效果圖，驗(yàn)證了該方案對(duì)地域、季節(jié)等因素的敏感性，特別是當(dāng)成像的地域環(huán)境差異較大時(shí)，檢測(cè)效果不理想。
　　4、介紹了顏色線理論，詳細(xì)介紹RANSAC、Multi-RANSAC等模型擬合算法，并且進(jìn)一步分析了J-Linkage聚類等算法，在此基礎(chǔ)上提出了在合成的假彩色圖像RGB顏色空間對(duì)顏色線進(jìn)行J-Linkage聚類實(shí)現(xiàn)云檢測(cè)方案，該方案需要較大的樣本來估計(jì)云層和陸地的模型，檢測(cè)速度快。
　　5、詳細(xì)分