多光谱低空遥感图像光照辐射度校正.pdf

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1、第30卷第19期农业工程学报、，ol_30NO．192014年10月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering0ct．2014199多光谱低空遥感图像光照辐射度校正汪沛，一，张俊雄，兰玉彬，周志艳，一，罗锡文1,2-~(1．华南农业大学工程学院，广州510642；2．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广州510642；3．中国农业大学工学院，北京100083)摘要：为了提高受云层阴影影响的遥感图像的信息提取准确度，该文以水稻小区试验过程中为进行氮素水平检测而采集的低空

2、机载高分辨率多光谱遥感图像为对象，对受云层阴影影响的高光谱图像进行光谱校正，从而提高氮素水平检测的精度。试验中采用机载的双摄像机同步采集可见光和近红外的水稻遥感图像，并将两摄像机的图像进行几何校正后合成得到彩红外(colorinfrared，CIR)光谱图像；同时在图像采集区域布置3块不同反射率的1．2mx1．2m标定靶，利用便携式光谱仪测定标定靶的反射光谱曲线，并统计标定靶在图像中各通道的亮度均值。以标定靶在晴天无云和有云图像中的亮度值为节点，对G、R和近红外(nearinfrared，NIR)通道分别建立分段的线性变换模型进行校正。为验证校正精度，在遥感

3、图像中分别选择大田水稻、小区试验田块和裸地3个不同区域的图像的G、R和NIR通道像素亮度均值及归一化植被指数(normalizeddifferentialvegetationindex，NDVI)作为评价指标。试验结果表明，和传统的整体线性变换相比，采用分段线性变换校正具有较高精度，G、R和NIR通道校正后的平均误差为8．6％，9．1％和l1．7％，NDVI平均误差为11．5％，有效提高了阴影条件下的遥感图像的信息提取精度，提高了受云层影响遥感图像的利用率。研究为低空遥感的图像校正提供了参考。关键词：遥感；监测；图像处JE；多光谱图像；光谱校aT-；光照辐射

4、度；氮素监测；去云doi：10．3969d．issn．1002—6819．2014．19．024中图分类号：S127；P407．8文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一19—0199—08汪沛，张俊雄，兰玉彬，等．多光谱低空遥感图像光照辐射度校正[J]．农业工程学报，2014，30(19)：199-206．WangPei，ZhangJunxiong，LanYubin，eta1．Radiometriccalibrationoflowaltitudemultispectralremotesensingimages[J[．Transactions

5、oftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(19、：199-206．(inChinesewithEnglishabstrac0统计回归法[9-10]、主成分分析法[1lj、同态滤波法【l2J、O引言小波变换法[13-14]和支持向量机[1S-161等。大部分的遥随着信息技术的发展，遥感已经成为精准农业感影像云层及其阴影去除方法研究侧重于受遮盖中作物信息获取的重要手段。在中国重要粮食作物地物的几何特征恢复，不利于基于光谱特征的信息之一的水稻生产管理中也得

6、到了广泛的应用，在水提取。在以农作物信息为获取目标的遥感中往往偏稻种植面积调查[卜引、生物量估算[、产量估测I4】等重于对目标颜色、光谱的考察，光照的变化影响着方面发挥了重要的作用。作物叶色、健康状态和营养诊断的精度J。一些学遥感图像的质量受环境，尤其是光照强度的影者针对不同光照环境下遥感图像的光谱特性补偿响很大。成像过程中由于云层遮挡使遥感数据利用和重构做了一定的研究。Noh等在采用地面遥感率急剧下降。而云层的影响在遥感中又难以避免，图像进行田间玉米氮素水平监测时，采用4个小型因此，许多学者针对遥感图像研究中云遮挡的判别的灰度板作为参考，以其光谱反射率对采

7、集的多光和剔除提出了一些有效的方法。常见的遥感图像云谱图像进行动态校正，以减少玉米叶片之间互相遮判别和处理方法有直方图匹配[5-6]、形态学方法J、挡造成的阴影对归一化植被指数(normalizeddifferentialvegetationindex。NDVI)指数的影像。乔振民等[]提出了一种基于地物类别特征的光谱重收稿日期：2014—02．26修订日期：2014—09—26基金项目：“十二五”国家863计划项目(SS2013AA100303，构方法，采用2期相邻年份相近物候期的遥感数据，2Ol2AAl01901．3)借助归一化差值和决策树分类的方法，检

8、测厚云及作者简介：汪沛，女，江苏徐州人，博士，研究方