Landsat TM 遥感影像中厚云和阴影如何去除

征分析 为提取厚云及其阴影地域, 首先进行了云地域 图 3 是 2007-08-22 的 Landsat TM 遥感影像数据跟无云地域间的光谱特征对比分析。 中云地域的 5, 4, 3 波段彩色合成图像和空间剖面曲 线图。图 3(a)中直线经过的区域有植被、水体、云 的阴影、厚云。 彩色合成图像中白色区域就是厚云地域, 它旁 边的黑色部分是它的阴影。 分析图 3, 得出云地域及其阴影地域的光谱特 征如下: (1) 每个波段的光谱反射值在厚云地域比无云 地域明显增高(变化值 150 以上); (2) 波段 4, 5, 7 的光谱反射值在水体和云的阴 影地域明显减小。 (3) 在云的阴影地域中, 波段 1, 2, 3 的光谱反 射值略有减小, 在水体地域中波段反射值增高。 虽然随云层厚度的变化, 其相应的光谱特征变 化量不一样, 但是上述的厚云及其阴影导致的光谱 特征变化的趋势不变。∑ BRefi -BAuxiMD =ni =1nnCDF=Sign[ ∑ Sign( BRefi BAuxi ) n + 1 ]i =1式中, BRefi 为基准时期 TM 数据波段 i 的反射值; BAuxi 为辅助时期 TM 数据波段 i 的反射值; 本文利用 2007-08-22 图像为基准数据, 以 2006-08-19 图像经 过线性变换后的图像为辅助数据; CAEM 为云地域 增强模型(cloud area enhancement model); MD 为两 个时期 TM 数据每个波段之间差的平均绝对值图像 (mean difference); CDF 为云地域判别函数(cloud discriminate function); n 为波段数。 如果基准时期 TM 数据的每个波段值都增高则 CDF=1, 否则 CDF≤0 在光谱特征变化大的地域中 MD 值增高, 在没 变化的地域中 MD 值减低。 在 MD 值高的地域中 CDF=1 的就是云地域。 为减少不同太阳位置、不同大气条件等一些原 因的影响, 本文利用与基准 TM 影像数据匹配的辅 助 TM 影像数据。对于无云地域, 对两个 TM 影像 数据各个对应波段进行线性回归分析。以 2007-0822 的 TM 影像数据为基准, 进行辅助 TM 影像数据 的线性变换。 图 4 是采用上述的模型计算得到的云地域增强图3云地域光谱特征空间剖面曲线结果图像。从图 4 看出, 厚云地域跟其他地域差别 明显。用一个单纯的阈值能区别厚云地域和其他地 域, 并且选择阈值的范围比较宽。本文采用 30 和(a) 波段 5, 4, 3 彩色合成图像 (b) 在(a)中切线处的李炳燮等: Landsat TM 遥感影像中厚云和阴影去除543如果基准时期 TM 数据的 1, 2, 3 波段值增高则 SDF=0(水体地域), 否则 SDF≥0(非水体地域)。 基准时期 TM 数据的波段 5 和波段 7 的反射值 降低的地域中非水体地域的(SDF≥0 的)SAEM 的值 增高。 通过上述模型计算得到的云阴影地域增强图像 中也包含一些因土地利用/土地覆被变化导致的光 谱特征变化的地域。在图 5 中紫色的地域是厚云地 域, 绿色地域可能是云的阴影的地