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遙感數據質量改善之信息校正 版權信息
- ISBN：9787030569080
- 條形碼：9787030569080 ; 978-7-03-056908-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
遙感數據質量改善之信息校正 本書特色
沈煥鋒、李慧芳、李星華、張良培著的《遙感數據質量改善之信息校正（精）》是“三部曲”的第二部，主要研究由傳感器因素、光照條件、大氣影響、地表形態等導致的輻射差異校正問題。針對線陣掃描傳感器影像中的條紋與條帶問題，重點講述面向探元響應不均勻的相對輻射校正方法；針對框幅式成像中傳感器與光照因素導致的輻射畸變問題，系統研究遙感影像整體亮度不均勻的校正方法；針對大氣條件對遙感成像的輻射不均勻影響，分別探討遙感影像高保真同態濾波云霧去除方法與空譜自適應暗原色去霧方法；針對山區地形起伏引起的輻射差異問題，研究顧及投射陰影的地形校正方法；針對高分辨率遙感影像中建筑物等地物的陰影，進行陰影檢測與修復的深入分析；針對影像鑲嵌中的輻射差異問題，系統研究包含輻射配準、接縫線計算與查找、羽化校正的無縫鑲嵌方法流程；針對多源遙感數據的輻射不一致問題，重點闡述基于粗分辨率參考的多源遙感數據的歸一化處理框架與評價方法。
遙感數據質量改善之信息校正 內容簡介
本書系統開展遙感影像輻射差異校正方法的研究。針對單幅影像, 主要論述線陣掃描傳感器影像的相對輻射校正方法、框幅式成像的亮度不均勻校正方法、云霧校正方法、地形輻射校正方法、建筑物陰影校正方法等 ; 針對多時相或多傳感器數據, 主要探討高分辨率遙感影像鑲嵌中的輻射差異校正方法、多源遙感數據的歸一化校正方法等。
遙感數據質量改善之信息校正 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 本書研究內容 3
參考文獻 5
第2章 線陣掃描傳感器探元響應不均勻校正方法 8
2.1 引言 8
2.2 基于定標數據的相對輻射校正 9
2.2.1 相對輻射校正模型 9
2.2.2 相對輻射校正處理流程 12
2.3 基于影像自身統計信息的輻射校正 15
2.3.1 局部條帶處理 16
2.3.2 CCD片間整體校正 17
2.3.3 CCD陣列拼接處理 19
2.4 相對輻射校正的評價方法 19
2.4.1 列均值與標準差曲線 20
2.4.2 廣義噪聲 21
2.5 小結 23
參考文獻 23
第3章 框幅式相機影像的亮度不均勻校正方法 25
3.1 影像亮度不均勻的成因 25
3.2 影像亮度不均勻校正的經典方法 28
3.2.1 Mask勻光法 28
3.2.2 同態濾波法 29
3.2.3 Wallis濾波法 30
3.3 基于Retinex理論的亮度不均勻校正 31
3.3.1 Retinex理論 31
3.3.2 隨機路徑法 32
3.3.3 變分Retinex法 33
3.3.4 空間自適應的變分亮度校正方法 34
3.3.5 實驗結果與分析 36
3.4 快速變分亮度校正方法 41
3.4.1 高斯金字塔框架 41
3.4.2 分裂Bregman求解 43
3.4.3 實驗結果與分析 44
3.5 小結 48
參考文獻 48
第4章 遙感影像云霧校正方法 51
4.1 引言 51
4.2 遙感影像薄云與霧靄校正的典型方法 53
4.2.1 基于多源或多時相信息的云霧校正方法 53
4.2.2 基于特征提取的云霧校正方法 54
4.2.3 基于先驗假設的云霧校正方法 56
4.2.4 基于波段融合的云霧校正方法 58
4.3 基于同態濾波的高保真去薄云方法 58
4.3.1 傳統同態濾波的云霧去除方法 58
4.3.2 高保真同態濾波云霧去除方法 59
4.3.3 薄云去除實驗與分析 67
4.4 基于暗原色先驗的去霧方法 71
4.4.1 暗原色先驗理論與去霧原理 71
4.4.2 空譜自適應暗原色去霧方法 74
4.4.3 去霧實驗與分析 79
4.5 小結 83
參考文獻 83
第5章 遙感影像的地形輻射校正方法 87
5.1 地形陰影的形成機理 87
5.2 現有的地形校正方法 89
5.2.1 經典的地形校正方法 90
5.2.2 太陽冠層傳感器的方法 92
5.2.3 基于單像素點的改進方法 93
5.2.4 校正方法小結 94
5.3 地形輻射校正的評價方法 95
5.3.1 目視分析 95
5.3.2 統計指標評價 96
5.3.3 模擬定量驗證 97
5.4 顧及投射陰影的地形校正方法 99
5.4.1 陰影檢測方法 100
5.4.2 變分地形校正框架 101
5.4.3 變分地形校正框架的適用性 103
5.5 地形輻射校正實驗與分析 103
5.5.1 玉龍山區域影像處理 104
5.5.2 武夷山區域影像處理 108
5.6 小結 111
參考文獻 111
第6章 高分辨率遙感影像陰影校正方法 115
6.1 高分辨率遙感影像中陰影的成因及特性 115
6.2 陰影檢測的典型方法 117
6.2.1 基于亮度色度空間分割的檢測方法 117
6.2.2 結合近紅外信息的檢測方法 118
6.2.3 基于影像摳圖的檢測方法 120
6.3 陰影去除的典型方法 121
6.3.1 泊松方程法 122
6.3.2 直方圖匹配法 123
6.3.3 基于類別的陰影處理鏈 124
6.4 非局部正則化約束的遙感影像陰影補償方法 125
6.4.1 軟陰影檢測方法 126
6.4.2 非局部正則化的陰影去除方法 126
6.5 實驗結果與分析 133
6.5.1 陰影檢測 133
6.5.2 陰影去除 136
6.5.3 對比實驗 141
6.6 小結 143
參考文獻 143
第7章 遙感影像鑲嵌中的輻射差異校正方法 147
7.1 引言 147
7.2 輻射配準 148
7.2.1 輻射配準基本方法 148
7.2.2 基于局部統計信息的輻射配準方法 152
7.2.3 輻射配準實驗 154
7.3 接縫線計算與查找 156
7.3.1 接縫線查找的基本方法 156
7.3.2 自動分段動態規劃接縫線查找方法 160
7.3.3 接縫線查找實驗 164
7.4 羽化校正 167
7.4.1 羽化校正基本方法 168
7.4.2 基于余弦反距離加權的方法 171
7.4.3 羽化校正實驗 172
7.4.4 聯合實驗 174
7.5 小結 175
參考文獻 176
第8章 多源遙感數據的歸一化校正方法 178
8.1 研究背景 178
8.1.1 基于物理模型的絕對校正方法 179
8.1.2 基于半物理模型的歸一化校正方法 180
8.1.3 基于統計模型的歸一化校正方法 180
8.2 基于粗分辨率參考數據的輻射歸一化方法 181
8.2.1 歸一化校正的基本原理 181
8.2.2 顧及尺度效應的處理策略 183
8.2.3 多源遙感數據歸一化模型 185
8.2.4 局部類內擬合歸一化處理流程 186
8.3 歸一化校正的評價方法 188
8.3.1 大氣校正評價方法 188
8.3.2 結果升尺度評價方法 189
8.3.3 交叉驗證評價方法 189
8.3.4 多源數據對比評價方法 190
8.3.5 單景數據評價方法 190
8.3.6 同步中分辨率數據評價方法 191
8.3.7 聯合降采樣評價方法 192
8.3.8 評價方法的總結 193
8.4 實驗與分析 194
8.4.1 單景數據評價實驗 194
8.4.2 同步中分辨率數據評價實驗 196
8.4.3 聯合降采樣評價實驗 198
8.4.4 多源數據對比實驗 200
8.5 小結 203
參考文獻 203
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 本書研究內容 3
參考文獻 5
第2章 線陣掃描傳感器探元響應不均勻校正方法 8
2.1 引言 8
2.2 基于定標數據的相對輻射校正 9
2.2.1 相對輻射校正模型 9
2.2.2 相對輻射校正處理流程 12
2.3 基于影像自身統計信息的輻射校正 15
2.3.1 局部條帶處理 16
2.3.2 CCD片間整體校正 17
2.3.3 CCD陣列拼接處理 19
2.4 相對輻射校正的評價方法 19
2.4.1 列均值與標準差曲線 20
2.4.2 廣義噪聲 21
2.5 小結 23
參考文獻 23
第3章 框幅式相機影像的亮度不均勻校正方法 25
3.1 影像亮度不均勻的成因 25
3.2 影像亮度不均勻校正的經典方法 28
3.2.1 Mask勻光法 28
3.2.2 同態濾波法 29
3.2.3 Wallis濾波法 30
3.3 基于Retinex理論的亮度不均勻校正 31
3.3.1 Retinex理論 31
3.3.2 隨機路徑法 32
3.3.3 變分Retinex法 33
3.3.4 空間自適應的變分亮度校正方法 34
3.3.5 實驗結果與分析 36
3.4 快速變分亮度校正方法 41
3.4.1 高斯金字塔框架 41
3.4.2 分裂Bregman求解 43
3.4.3 實驗結果與分析 44
3.5 小結 48
參考文獻 48
第4章 遙感影像云霧校正方法 51
4.1 引言 51
4.2 遙感影像薄云與霧靄校正的典型方法 53
4.2.1 基于多源或多時相信息的云霧校正方法 53
4.2.2 基于特征提取的云霧校正方法 54
4.2.3 基于先驗假設的云霧校正方法 56
4.2.4 基于波段融合的云霧校正方法 58
4.3 基于同態濾波的高保真去薄云方法 58
4.3.1 傳統同態濾波的云霧去除方法 58
4.3.2 高保真同態濾波云霧去除方法 59
4.3.3 薄云去除實驗與分析 67
4.4 基于暗原色先驗的去霧方法 71
4.4.1 暗原色先驗理論與去霧原理 71
4.4.2 空譜自適應暗原色去霧方法 74
4.4.3 去霧實驗與分析 79
4.5 小結 83
參考文獻 83
第5章 遙感影像的地形輻射校正方法 87
5.1 地形陰影的形成機理 87
5.2 現有的地形校正方法 89
5.2.1 經典的地形校正方法 90
5.2.2 太陽冠層傳感器的方法 92
5.2.3 基于單像素點的改進方法 93
5.2.4 校正方法小結 94
5.3 地形輻射校正的評價方法 95
5.3.1 目視分析 95
5.3.2 統計指標評價 96
5.3.3 模擬定量驗證 97
5.4 顧及投射陰影的地形校正方法 99
5.4.1 陰影檢測方法 100
5.4.2 變分地形校正框架 101
5.4.3 變分地形校正框架的適用性 103
5.5 地形輻射校正實驗與分析 103
5.5.1 玉龍山區域影像處理 104
5.5.2 武夷山區域影像處理 108
5.6 小結 111
參考文獻 111
第6章 高分辨率遙感影像陰影校正方法 115
6.1 高分辨率遙感影像中陰影的成因及特性 115
6.2 陰影檢測的典型方法 117
6.2.1 基于亮度色度空間分割的檢測方法 117
6.2.2 結合近紅外信息的檢測方法 118
6.2.3 基于影像摳圖的檢測方法 120
6.3 陰影去除的典型方法 121
6.3.1 泊松方程法 122
6.3.2 直方圖匹配法 123
6.3.3 基于類別的陰影處理鏈 124
6.4 非局部正則化約束的遙感影像陰影補償方法 125
6.4.1 軟陰影檢測方法 126
6.4.2 非局部正則化的陰影去除方法 126
6.5 實驗結果與分析 133
6.5.1 陰影檢測 133
6.5.2 陰影去除 136
6.5.3 對比實驗 141
6.6 小結 143
參考文獻 143
第7章 遙感影像鑲嵌中的輻射差異校正方法 147
7.1 引言 147
7.2 輻射配準 148
7.2.1 輻射配準基本方法 148
7.2.2 基于局部統計信息的輻射配準方法 152
7.2.3 輻射配準實驗 154
7.3 接縫線計算與查找 156
7.3.1 接縫線查找的基本方法 156
7.3.2 自動分段動態規劃接縫線查找方法 160
7.3.3 接縫線查找實驗 164
7.4 羽化校正 167
7.4.1 羽化校正基本方法 168
7.4.2 基于余弦反距離加權的方法 171
7.4.3 羽化校正實驗 172
7.4.4 聯合實驗 174
7.5 小結 175
參考文獻 176
第8章 多源遙感數據的歸一化校正方法 178
8.1 研究背景 178
8.1.1 基于物理模型的絕對校正方法 179
8.1.2 基于半物理模型的歸一化校正方法 180
8.1.3 基于統計模型的歸一化校正方法 180
8.2 基于粗分辨率參考數據的輻射歸一化方法 181
8.2.1 歸一化校正的基本原理 181
8.2.2 顧及尺度效應的處理策略 183
8.2.3 多源遙感數據歸一化模型 185
8.2.4 局部類內擬合歸一化處理流程 186
8.3 歸一化校正的評價方法 188
8.3.1 大氣校正評價方法 188
8.3.2 結果升尺度評價方法 189
8.3.3 交叉驗證評價方法 189
8.3.4 多源數據對比評價方法 190
8.3.5 單景數據評價方法 190
8.3.6 同步中分辨率數據評價方法 191
8.3.7 聯合降采樣評價方法 192
8.3.8 評價方法的總結 193
8.4 實驗與分析 194
8.4.1 單景數據評價實驗 194
8.4.2 同步中分辨率數據評價實驗 196
8.4.3 聯合降采樣評價實驗 198
8.4.4 多源數據對比實驗 200
8.5 小結 203
參考文獻 203
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遙感數據質量改善之信息校正 節選
《遙感數據質量改善之信息校正》： 第1章 緒論 1.1 研究背景與意義 航空航天遙感在成像瞬間往往受到多種內在和外在因素的干擾，包括傳感器結構與狀態、光照條件、大氣分布、地表形態等（圖1.1）（李慧芳，2013；方子巖 等，2011；徐萌 等，2006；Schowengerdt，2006）。不同類型的干擾因素作用于觀測過程，經常導致影像內部或影像之間出現明顯的輻射差異。影像內部的輻射差異主要指同類地物在同一影像的不同區域表現出輻射不一致的現象，影像之間的輻射差異指多時相或多源影像在輻射表征上出現的時空不一致問題！ D1.1 遙感成像過程圖 如圖1.2所示，列出了遙感數據中常見的輻射差異表現形式，由傳感器、光照、大氣、地表等不同因素獨立或聯合導致而成。 圖1.2 多類型的信息不均 。1） 線陣掃描傳感器的探元響應差異。線陣掃描傳感器一般由一定數量行狀分布的探測元件構成，每個探測元件對應一個像素（梅安新，2001）。受光學空間響應、電荷耦合元件（CCD）暗電流等因素的影響，不同感光元件對輻射信號的響應存在不一致問題，在影像上也就對應出現如圖1.2（a）所示的條狀輻射突變（徐偉偉，2011；趙曉熠 等，2010；Dinguirard et al.，1999；Wang et al.，1997）。 。2） 框幅式相機影像的輻射不均勻？蚍较鄼C成像受到鏡頭曝光色散的影響，產生虛光效應，均勻地表的曝光度在成像焦平面的中心*強，離中心越遠曝光度越弱，導致成像平面的邊緣部分比中心部分亮度值偏低（易堯華 等，2003；朱述龍 等，2000）。此外，成像瞬間的光照條件對影像亮度的影響與CCD的幾何分布相關，面陣中心與邊緣的光照條件差異顯著，從而綜合導致影像中出現亮度分布的高低差異（潘俊，2008；胡慶武 等，2004；利爾桑德 等，2003）。兩者綜合影響產生的輻射不均勻如圖1.2（b）所示。 （3） 大氣分布導致的薄云與霧靄。當大氣中的水汽濃度過于飽和時，水分子就會聚集在微塵等凝結核的周圍形成小水滴，并進一步聚集形成云或霧（史俊杰 等；2015；李海巍，2012；沈文水 等，2010；賀輝 等，2009）。源于大氣散射效應，受云霧影響較大的影像區域輻射亮度顯著增高，與受云霧影響較小的區域形成明顯的輻射差異（劉澤樹 等，2015；Shen et al.，2014；Li et al.，2012），如圖1.2（c）和圖1.2（d）所示！ 。4） 地表形態導致的地形和建筑物陰影。在山區，地形起伏會導致陽坡與陰坡之間出現明顯的輻射差異，表現形式即為地形陰影（Li et al.，2014，2016；Teillet et al.，1997；FunkaLea et al.，1995），如圖1.2（e）所示；在高分辨率遙感影像的城市區域，建筑物的投射陰影導致局部地表入射能量減弱，信息被削弱且信噪比較低（方濤 等，2016；Zhang et al.，2014；李慧芳，2013），如圖1.2（f）所示！ 。5） 綜合因素導致的時空不一致。在對多景影像進行鑲嵌時，在拼接處如不進行特殊處理往往會出現明顯的輻射差異（Mills et al.，2009；盧軍，2008；Szeliski，2006），如圖1.2（g）所示；另外，多源遙感定量產品也經常呈現明顯的參量不一致問題，如圖1.2（h）所示，兩種傳感器獲取的歸一化植被指數（NDVI）產品差異顯著。這兩種輻射/參量差異的產生，通常是多種因素共同作用的結果（甘文霞 等，2014；Trishchenko et al.，2002；Teillet et al.，2001；Li et al.，1996；）！ ★@而易見，以上多種干擾因素導致的輻射信息差異，不但影響數據的視覺效果，也會降低影像的解譯精度與定量應用能力。因此，發展高效的信息校正方法，消除影像內部或影像之間的輻射差異，具有重要的研究與應用意義！ 1.2 《遙感數據質量改善之信息校正》研究內容 為了消除遙感數據中輻射差異的影響，需要進行輻射校正處理，主要包括絕對輻射校正與相對輻射校正兩大類（武星星 等，2013；丁麗霞 等，2005）。在絕對輻射校正方法中，較為經典的方法是利用LOWTRAN、MODTRAN、6S等輻射傳輸模型，實現對地表物理量的逼近反演（Kotchenova et al.，2006；Vermote et al.，1997；Berk et al.， 1987，1999）；谳椛鋫鬏斈Ｐ偷姆椒ɡ碚搰乐敚诔Ｒ帡l件下能夠獲得較高的反演精度，因此在定量遙感中應用廣泛（Berk et al.，2005；Acharya et al.，1999）。然而，在一些情況下，基于統計模型的相對輻射校正方法更具優勢（張鵬強 等，2006；張友水 等，2006）。首先，輻射傳輸模型一般適用于大中尺度建模，難以對細微尺度、復雜的輻射過程進行模擬，特別是針對高分辨率遙感影像中的薄云、建筑物陰影等問題，無法進行有效的處理；其次，絕對輻射校正模型往往過程復雜，涉及的參數眾多，而有些應用并不需要絕對的地表反射率，這時利用相對輻射校正模型反而更加簡單易行。因此，《遙感數據質量改善之信息校正》主要從相對輻射校正的角度，闡述對多種輻射差異的高精度校正方法！
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