[发明专利]一种GF-4卫星序列图像云与云下阴影检测方法

权利要求书

1.一种GF-4卫星序列图像云与云下阴影检测方法，该方法针对高分四号卫星图像辐射预处理中的云与云下阴影检测应用，其特征在于包括以下实施步骤：

A数据预处理，获取序列图像相对配准线性参数；所述数据预处理中按地表平均辐射亮度排序；获取序列图像相对配准线性参数，具体过程是对同一地理区域的序列图像，利用图像四个角点的近似经纬度坐标确定图像间的大致相对位置关系，并根据定位误差确定图像分块自动匹配的检索范围，通过自动匹配，获得控制点数据并拟合出一个线性函数，序列图像之间通过不同的线性函数实现相对配准，而不对图像本身进行插值与重采样变换；

B线性相对辐射归一，自动提取序列图像两两之间伪不变特征地物点，通过统计比较各图像伪不变特征地物点辐射差异，找出整体辐射差异大的数据进行相对辐射校正；所述线性相对辐射归一减小序列图像两两之间因数据获取时间的不同导致的辐射差异，序列中相邻两幅图像之间采用遥感领域中的相对辐射校正技术；通过统计比较各图像伪不变特征地物点辐射差异，采用的比较方法是对于序列中的一幅图像，其与序列前后的图像提取的伪不变特征地物点之间的均值差异在整个序列中的大小比较，如果该图像与序列中前后图像之间的伪不变地物点均值差异都很大，则需要对该图像进行相对辐射校正；

C序列图像云检测，根据序列图像的数量，选择基于S-G滤波的算法，或者基于统计的自动阈值法标记云与云下阴影，获取每个图像的云与云下阴影掩膜波段数据。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：

序列图像云检测，根据序列图像的数量采用不同的检测方法，当图像数量大于等于10，选择基于S-G滤波的算法，先对序列图像进行逐像素的序列滤波，再根据每个图像滤波前后像素值的比较区分云与云下阴影；当图像数量小于10，则直接统计序列图像逐像素的均值与中值，根据每个图像像素值与统计的均值与中值的差异区域云与云下阴影。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：

统计与自动阈值云检测，具体算法是，假若序列图像包含n幅图像，n≤10，对序列图像中的每一个相对配准的像素位置，统计n个像素的均值Vmin与中值Vmid，假若均值与中值数值上相差不大，|Vmin-Vmid|<10，则n个像素全部标记为地表；假若中值与均值数值差异大，则将n个像素逐次与Vmid进行比较，如果Vi-Vmid>Vcloud，则判定第i个像素为云，Vcloud为云阈值；如果Vi-Vmid<Vshadow，则判定第i个像素为云下阴影，Vshadow为云下阴影阈值，为负值；Vcloud与Vshadow的取值±2|Vmin-Vmid|，或者±3|Vmin-Vmid|。

4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：

修正检测结果，根据检测的阴影像元与最近的云像元的距离修正阴影像元，根据云下阴影距离云的最大距离，GF-4图像取值500或者1000素数，对于每个检测到的阴影像元，如果在半径像素范围内没有找到检测的云像元，则判定为误检，将该像元从阴影像元中剔除。