一种面向像斑的高分辨率遥感影像相对辐射校正方法.pdf

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1、第39卷第4期武汉大学学报·信息科学版Vo1．39No．42014年4月GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityApr．2O14DOI：10．13203／j．whugis20120642文章编号：1671—8860(2014)04—0401—05一种面向像斑的高分辨率遥感影像相对辐射校正方法李亮舒宁龚奠王凯1武汉大学遥感信息工程学院，湖北武汉，430079摘要：在认为不同类别地物的光谱响应值在不同时期具有不同的线性关系的基础上，提出了一种基于像斑的高分辨率遥感影像相对辐射校正方法。首先以相关系数为基础将像斑划分为变化像斑和未变化像斑

2、两大类，再对未变化像斑利用随机数据一致性算法解求增益和偏移参数，对于变化像斑则将与其最相似的未变化像斑的增益和偏移参数作为该像斑的校正参数，最后利用各像斑的校正参数进行线性校正。在高分辨率遥感影像上的实验结果验证了本文方法的有效性。关键词：相对辐射校正；像斑；相关系数；RANSAC算法；高分辨率遥感影像中图法分类号：P231．5文献标志码：A变化检测是依据不同时间的观测数据确定地同的地物类别受太阳高度角、光照强度等因素的物或自然现象状态变化的过程口]。遥感影像以其影响是不同的。高分辨率遥感影像包含丰富的地覆盖面积大、获取周期短的优势，被广泛应用于变物细节信息，同物异谱和同谱异物的现象更

3、为严化检测。利用遥感影像进行变化检测已广泛应用重，不同时期的高分辨率遥感影像整体上并不满于全球变化、土地利用变化_3l、城市扩张等领域足线性关系。中。遥感影像获取时受太阳高度角、光照强度等本研究中，在理论上认为同一类别地物的光因素的影响，导致不同时期遥感影像上同一地物谱响应值在不同时期具有线性关系，不同类别的的光谱响应值相差较大。相对辐射校正方法可以地物在不同时期对应的线性关系是不同的l_1。较好地消除不同时期遥感影像上未变化地物的辐依照此理论，提出一种基于像斑的相对辐射校正射亮度差异。常用方法可分为两大类：线性方法方法。和非线性方法_4J。文献[7]提出了一种基于直方图匹配的相对1面

4、向像斑的高分辨率遥感影像相辐射校正方法。文献E8]利用主成分分析和回归对辐射校正方法分析方法自动提取伪不变特征法中的特征点。文献E9]提出了一种基于小波变换的遥感影像相对1．1算法流程辐射校正方法。文献[1O]在相对辐射校正中考虑本文方法以像斑为单位进行相对辐射校正。了瑞利散射的影响。上述方法在中低分辨率的遥首先将GIS数据和遥感影像套合获取像斑，然后感影像处理中均取得了较好的效果，但在处理高计算各像斑在两个时期的相关系数，设定一定阈分辨率遥感影像时存在不足。线性的相对辐射校值将像斑划分为变化和未变化两大类。对于未变正方法基于以下假设条件：不同时期的遥感影像化像斑，利用RANSAC算法

5、计算各像斑对应的之间存在着线性关系，且不同类别地物的光谱响增益和偏移参数；对于变化像斑，则在未变化像斑应值之间存在着相同的线性关系，因此待校正影中寻找与其最相似的像斑，并将相似像斑的增益像中所有类别像元均采用相同的参数进行校正。和偏移参数作为该像斑的校正参数，最后对各像该假设在高分辨率遥感影像中较难成立。因为不斑利用对应的参数进行线性校正。收稿日期：2013-03—10项目来源：国家自然科学基金资助项目(41101412)；中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(3101009，20102130201000139CHD2011JC011)。第一作者：李亮，博士生，主要从事遥感影像的智能

6、化解译理论与方法研究。Email：liliangl987wuda@163．corn402武汉大学学报·信息科学版2Ol4年4月1．2像斑变化判别1．3未变化像斑校正不同时期遥感影像上辐射亮度差异的来源有假设不同时期同一类别地物光谱响应值之间两种：变化地物和未变化地物。相对辐射校正方存在着线性关系，因此波段J上未变化像斑中像法是为了消除未变化地物产生的辐射亮度差异。元亮度值在不同时期满足以下线性等式：变化地物在两个时期的地物类别发生了改变，无一a；×l+b2(3)法直接利用两个时期的像斑求解校正参数。因此式中，zl、分别表示t和t时俘期波段J上第k相对辐射校正前需要对像斑进行变化和未变化

7、判个未变化像斑中像元的亮度值；al、bl表示波段别，然后优先对未变化像斑进行校正，再对变化像上对应线性关系中的增益和偏移参数。线性校正斑进行校正。的关键在于增益和偏移参数的确定。高分辨率遥不同时期未变化地物受太阳高度角、光照强感影像在丰富地物细节信息的同时，也包含了大度等因素的影响造成光谱响应值近似满足线性关量的噪声，这些因素导致像斑内部也具有一定异系，而变化地物由于人为因素的不确定性，不同时质性。将像斑内部所有像元亮度值作为观测值，期的光谱响