遙感影像的陰影檢測方法研究

摘 要

針對HIS空間變換陰影檢測方法僅利用三原色波段數據進行陰影檢測而未考慮影像數據之間的相關性及冗餘度這一問題,本文結合最佳指數法提出一種適用於多光譜的Worldview-II遙感衛星影像陰影檢測方法,並引進歸一化水體差異指數剔除掉水體的干擾，構建出適用於陰影檢測的波段指數模型。實驗結果表明，該方法針對Worldview-II影像具有普適性，且相對於利用三原色數據進行陰影檢測方法能更有效的避免植被信息的干擾，能夠精確、快速地檢測陰影區域,對後期的陰影去除等研究具有重要的參考價值。

羅艷，辛俊偉，何海清．ＷｏｒｌｄｖｉｅｗⅡ 遙感影像的陰影檢測方法研究［Ｊ］．測繪科學，２０１７，４２ （９）：１３２-１３７，１４２．

正 文

由於衛星軌道及太陽高度角的因素，航天遙感影像數據中常常包含陰影，並且隨著遙感影像的空間解析度的提高其陰影現象更加明顯。陰影嚴重影響著地物識別、圖像配准和圖像分割等影像處理研究陰影檢測與陰影補償的方法，解決陰影干擾的問題對遙感影像應用具有重要意義。

遙感影像陰影檢測方法分為兩種： 是基於檢測模型的檢測; 是基於陰影性質的檢測[1]。早期根據在HIS空間中，陰影區域的亮度對應比非陰影區域的亮度值低的這一特性，文獻[2]提出了基於同態濾波的陰影檢測方法，另外文獻[3]也提出利用多波段數據進行陰影檢測的方法，文獻[1]提根據HIS、HSV、HCV、YIQ和YCbCr等提出不變色彩空間陰影檢測方法。然而這些陰影檢測方法容易將水體、低亮度地物深藍色地物和深綠色地物誤檢測為陰影，誤將水體檢測為陰影的情況最為突出。

本文結合最佳指數法、HIS色彩空間和水體提取指數法提出一種針對Worldview-II高解析度多光譜影像的陰影檢測方法，首先依據影像各個波段的信息，根據最佳指數法選取本文研究區域內最適合進行影像HIS變換的RGB波段組合，然後再利用歸一化陰影指數提取出陰影區域。然則在此陰影區域內，由於水體信息的特性與陰影區域的特性相似，水體信息容易混淆為陰影。再根據歸一化水體提取指數法提取出水體信息，實現陰影檢測結果中所混淆的水體的識別和去除，最終提取出精確的陰影區域。

Worldview-II於2009年10月6日由美國發射，其是目前全球最先進的遙感衛星之一。Worldview-II總共有8個波段，它是目前世界上能夠獲取光譜波段最為豐富的遙感衛星。在Worldview-II的8個波段影像數據中，各個波譜波段間本身就存在不同程度的信息重複和冗餘，如果單純的只是用8個波段中的紅、綠、藍影像數據進行RGB到HIS空間的轉換，再利用色調、飽和度和亮度值進行陰影的提取，則未能考慮到影像波段間的冗餘度。因此需要對八個波段特徵進行數據分析，選出其相關度小信息量大的最佳波段組合。通過對各個波段的信息量、相關程度及其冗餘度等特性的分析，結合Chavezetal給出的最佳指數法（OIF）可以計算Worldview-II影像不同波段組合的OIF值，依據最大OIF值對應的波段組合選定出適用於檢測陰影的最佳組合波段。

由於常規利用HIS空間的陰影檢測方法都是將原始影像中的三原色波段轉換至HIS空間進行陰影檢測，本文根據Worldview-II高解析度多光譜影像中各個波段間的相關性基於OIF演算法找出最佳波段組合進行HIS變換，再利用歸一化陰影指數初步提取陰影區域，但是該陰影區域內混有水體信息，再利用歸一化差異水體指數篩除掉水體信息，得到完整的陰影區域。通過本次實驗證明，本文所採用的方法可以有效地檢測出Worldview-II影像陰影區域，並將混淆在陰影區域內的水體信息消除掉，得到精確的陰影區域。

2017年（第42卷）第9期

往期熱點文章

《測繪科學》

感謝關注、點贊、留言、轉發

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！

本站內容充實豐富，博大精深，小編精選每日熱門資訊，隨時更新，點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧！

請您繼續閱讀更多來自 測繪科學 的精彩文章: