遙感影像輻射地形校正建模及解算方法研究

《遙感影像輻射地形校正建模及解算方法研究》是依託上海大學，由黃微擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：遙感影像輻射地形校正建模及解算方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黃微
• 依託單位：上海大學

中文摘要

輻射地形校正能夠消除地形造成的遙感影像輻射亮度畸變，恢復像素的真實光譜回響，是當前遙感影像預處理的熱點研究問題之一。傳統輻射校正模型多基於朗伯體假設建模，求解經驗係數，這已無法適應多角度定量遙感的發展需求。同時，模型參數反演可靠性差的問題也限制了輻射地形校正的深入研究與發展。本研究將基於光照、地形與感測器之間的空間幾何方位，建立合理完善的雙向反射物理模型。結合地形特徵與遙感影像本身的光譜與空間分布信息，作為有效的先驗知識，發展合理、穩健的模型參數反演方法；同時顧及陰影鄰域的紋理特徵進行陰影恢復，最終得到影像像素對應水平地表的光譜信息。本研究不僅能提高地形複雜區域地物的識別精度，還有助提高遙感在山地資源探測、生態環境評估等相關領域的套用水平，具有重要的學術價值和現實意義。

結題摘要

輻射地形校正模型的目的在於消除地形造成的遙感影像輻射亮度的畸變，恢復像素在水平地表的真實光譜信息，為後續的遙感圖像解譯與定量分析提供可靠的數據。傳統的校正方法大多是基於朗伯體假設的校正模型，無法適應當前多角度感測器的發展需求。因此本研究基於DEM數據，提出了感測器——地表——光照的輻射地形校正模型。圍繞該模型主要開展了三個方面的研究：輻射地形校正的建模，陰影的檢測和恢復。在建模方面，利用高分辨的DEM數據模擬微小地形對單一像素輻射值的影響，同時考慮了感測器視角和光照角度對像素的影響，建立了具有明確無意義的校正模型。利用多地區的影像與當前主流校正模型結果進行對比，本研究的方法具有更好的校正結果。由於陰影的信息損失較多，同時受到臨近輻射的影響較大，它們的像素值無法很好的與物理模型建立對應聯繫，是輻射校正的難點，因此需要單獨處理。本研究首先根據陰影的散射特性，提出了新的陰影特徵，然後利用耦合神經網路建立了陰影檢測模型，並根據陰影周期激發的特徵，提出了模型自動停止機制，得到了較好的檢測結果。然後利用非局部最佳化技術，重構了無陰影的梯度場，然後基於泊松方程對陰影信息進行了恢復。與目前兩種主流算法相比，得到了較好的修復效果。