基于Landsat7遙感圖像的云檢測算法研究.pdf

1、遙感技術在當今社會有著廣泛的應用，通過遙感技術獲取的圖像資料可以應用在資源勘查、環(huán)境檢測、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域。但是光學遙感成像技術容易受到天氣的影響，尤其是大氣當中云層對可見光有遮擋作用。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)應用中，通常需要能夠準確地知道數(shù)據(jù)中云層所在的區(qū)域，并和其它區(qū)域區(qū)別對待，這就需要一種簡單實用、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)星地面測控站分布點少，衛(wèi)星經(jīng)過測控站的時間短，遙感數(shù)據(jù)下傳量大。如果能夠在星上進行云檢測，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。目前常用的云檢測方法有閾值法和模式分類法，閾值法的有點是運行速度快，檢測準確率高，缺點是需要獲取地物先驗電磁反射信息，對地域、季節(jié)等因素敏感；模式分類法的優(yōu)點是閾值設置數(shù)目少、不需要先驗信息，對地

3、域、季節(jié)等因素魯棒性強，缺點是需要提取云層的有效特征，例如紋理特征等，計算量大。
　　所以，研究簡單實用的云檢測方法對我國遙感衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展有重要意義。本論文在Lansat7數(shù)據(jù)基礎上，利用波段相關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，在此基礎上提出了兩種云檢測方案：無監(jiān)督J-Linkage聚類方案和有監(jiān)督的支持向量機云檢測方案，這兩種方案不僅克服了傳統(tǒng)閾值法對地域、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，檢測效果優(yōu)于閾值法。本文主要的研究內(nèi)容和成果如下：
　　1、介紹了遙感圖像云檢測技術研究的目的和意義，以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，簡單介紹了遙感成像的基礎知識。
　　2、在 Landsat7衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)的基礎上，結合波段選擇理論，提出了針對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)云檢測方案提供了基礎。
　　3、以Landsat7衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)為基礎，實驗了ACCA閾值法云

5、檢測方案，并給出了檢測的效果圖，驗證了該方案對地域、季節(jié)等因素的敏感性，特別是當成像的地域環(huán)境差異較大時，檢測效果不理想。
　　4、介紹了顏色線理論，詳細介紹RANSAC、Multi-RANSAC等模型擬合算法，并且進一步分析了J-Linkage聚類等算法，在此基礎上提出了在合成的假彩色圖像RGB顏色空間對顏色線進行J-Linkage聚類實現(xiàn)云檢測方案，該方案需要較大的樣本來估計云層和陸地的模型，檢測速度快。
　　5、詳細分