[发明专利]一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法

摘要

本发明公开了一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法，其特点是，该方法是首先将不存在缺失数据的参照遥感图像的光谱值校正到待修复遥感图像的光照条件下的光谱值，构建标准遥感图像；以待修复遥感图像中缺失数据像元和标准遥感图像中相同坐标像元为中心，分别构建局部窗口；在标准遥感图像窗口内，进行光谱分类，确定并记录下窗口内与中心像元光谱最相似的像元的位置(x,y)和该像元同中心像元在各波段上的光谱值的比值Ki；在待修复遥感图像窗口内，用相同位置(x,y)上的像元光谱值除以Ki，来填充窗口中心像元缺失的光谱值；本发明减少了运算量，克服了太阳光照不同所导致的图像光谱畸变对像元分类精度的影响，具有修复精度高、计算量小的优点。

主权项

1.一种基于标准遥感图像的遥感图像缺失数据修复方法，其特征在于，包括以下步骤：a 获得覆盖同一地区的无数据缺失的参照遥感图像T₀1、存在数据缺失的待修复遥感图像T₀2和数字高程模型数据DEM₀；b 对无数据缺失的参照遥感图像T₀1、存在数据缺失的待修复遥感图像T₀2和数字高程模型数据DEM₀进行几何配准，得到配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’、配准后待修复遥感图像T2和配准后数字高程模型数据DEM₀’；c 根据无数据缺失的参照遥感图像T₀1的成像时刻太阳天顶角、方位角参数和配准后数字高程模型数据DEM₀’，按照如下步骤将配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’校正成水平光谱图像；①根据式（1）计算无数据缺失的参照遥感图像T₀1获取图像时刻的地形‑传感器‑太阳成像几何下的地形阴影数据   （1）式中， 分别是无数据缺失的参照遥感图像T₀1的成像时刻太阳天顶角和太阳方位角， 是地形坡度，是地形坡向；②由式（2）计算配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’的水平光谱图像                    （2）式中，是配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’光谱图像，是配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’的水平光谱图像；d 根据存在数据缺失的待修复遥感图像T₀2成像时刻的太阳天顶角和太阳方位角（式3‑4），按照如下步骤将配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’的水平光谱图像校正到存在数据缺失的待修复遥感图像T₀2成像时刻的地形‑传感器‑太阳光照几何条件下的光谱图像，得到地形‑传感器‑太阳光照几何关系校正后无数据缺失的标准遥感图像T1：①由式（3）计算存在数据缺失的待修复遥感图像T₀2时刻地形阴影  （3）式中，分别是存在数据缺失的待修复遥感图像T₀2成像时刻太阳天顶角和太阳方位角， 是地形坡度，是地形坡向；②                （4）式中， 是配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’的水平光谱图像， 是配准后无数据缺失的参照遥感图像T₀1’在存在数据缺失的待修复遥感图像T₀2成像时地形‑传感器‑太阳光照条件下的光谱图像，即标准遥感图像T1；e 搜索配准后待修复遥感图像T2缺失数据像元，记录缺失数据像元P(x,y;T2)的坐标（x,y），并在配准后待修复遥感图像T2内以该像元P(x,y;T2)为中心构建一尺寸为w的局部窗口；f 在标准遥感图像T1内以同P(x,y;T2)坐标相同的像元P(x,y;T1)为中心构建一尺度为w的局部窗口；g 在标准遥感图像T1窗口内，以窗口中心点P(x,y;T1,i)在各波段上的光谱值对窗口内各临近像元的光谱进行光谱分类处理，获得同中心像元点光谱最相近的像元P_s(x’,y’;T1)，并记录下该像元该像元的图像坐标（x’，y’）、该像元在各波段上的光谱值P_s(x’,y’;T1,i)及其同中心像元点对应波段上光谱值的比例系数Ki（式5）；K_i=P_s(x’,y’;T1,i)/P(x,y;T1,i)       （5）其中 i为波段序号，P_s(x’,y’;T1,i)、P(x,y;T1,i)分别是标准遥感图像T1内坐标为（x’,y’）、（x,y）像元在波段i上的光谱值；h 在配准后待修复遥感图像T2相对应的窗口内，以坐标为（x’，y’）的像元各波段上的光谱值P_s(x’,y’;T2,i)，和对应的比例系数Ki；按式（6）计算出并填充配准后待修复遥感图像T2内窗口中心像元各波段光谱值P_s(x,y;T2,i)：P_s(x,y;T2,i)=P_s(x’,y’;T2,i)/K_i        （6）i 对配准后待修复遥感图像T2中的全体缺失数据的像元，做上述的操作，进行填充。