陸地衛(wèi)星7號(hào)ETM+圖像數(shù)據(jù)缺行的修復(fù)與應(yīng)用研究.pdf

1、1999年4月美國(guó)發(fā)射的Landsat-7是美國(guó)Landsat計(jì)劃發(fā)射的第7顆陸地觀測(cè)衛(wèi)星。由于Landsat-7提供的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)具有較前六顆衛(wèi)星更為出色的影像質(zhì)量，其數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)被世界上15個(gè)地面站所接受并廣泛應(yīng)用于環(huán)境評(píng)估與監(jiān)測(cè)、全球變化探測(cè)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)調(diào)查、測(cè)繪、考古和規(guī)劃管理等領(lǐng)域，成為我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的地球觀測(cè)數(shù)據(jù)。2003年5月31日，Landsat-7上的星載專題制圖儀ETM+的掃描行校正器(ScanLineCorr

2、ector，簡(jiǎn)稱SLC)發(fā)生故障，從此提供的圖像數(shù)據(jù)上帶有數(shù)據(jù)缺行，圖像難以正常使用。該數(shù)據(jù)的損壞對(duì)我國(guó)在一些領(lǐng)域中的研究發(fā)展產(chǎn)生了影響，因此修復(fù)該遙感圖像數(shù)據(jù)具有現(xiàn)實(shí)的意義和迫切的需要。 本文針對(duì)這種遙感圖像修復(fù)的迫切需要，基于產(chǎn)生ETM+遙感圖像缺行的機(jī)理，對(duì)這類遙感圖像進(jìn)行深入研究，提出了整套ETM+遙感圖像缺行修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)流程。本文的研究?jī)?nèi)容主要分成三大部分，分別為ETM+缺行圖像的修復(fù)預(yù)處理、ETM+缺行圖像的修復(fù)算法研

3、究、幾種修復(fù)算法的比較論證。 在第一部分中涉及的修復(fù)預(yù)處理主要為圖像配準(zhǔn)的研究。本文首先通過(guò)分析基于控制點(diǎn)配準(zhǔn)的方法原理實(shí)現(xiàn)了兩幅遙感圖像的配準(zhǔn)。然后提出了一種基于纓帽變換的松弛配準(zhǔn)方法，為缺行圖像的配準(zhǔn)提供了多種的配準(zhǔn)方案選擇。 第二部分遙感圖像缺行的修復(fù)是本文的主要研究環(huán)節(jié)。本文在研究我國(guó)陸地衛(wèi)星地面站使用的全局直方圖匹配算法和ETM+圖像缺行的特點(diǎn)后，在這個(gè)基礎(chǔ)上提出了幾種改進(jìn)算法，包括基于分類的全局直方圖匹配算法

4、、基于分類的局部直方圖匹配算法和自適應(yīng)窗口直方圖匹配算法。之后，又提出了一種自適應(yīng)窗口回歸圖像修復(fù)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)窗口直方圖匹配算法和自適應(yīng)窗口回歸圖像修復(fù)算法的修復(fù)效果比較理想，具有較好的修復(fù)效果和運(yùn)算效率。 在第三部分中，首先利用均方根誤差的計(jì)算比較幾種算法的修復(fù)效果。然后將幾種算法分別應(yīng)用到含蓋不同情況的圖像中，得出算法的使用效果和使用范圍等結(jié)論。隨后利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類實(shí)驗(yàn)了修復(fù)后的圖像進(jìn)行后續(xù)使用的效果。從另