[发明专利]一种资源卫星多光谱图像模拟真彩色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像模拟真色彩的方法，属于遥感卫星波段模拟领域。

背景技术

真彩色影像在遥感制图、影像解译、环境仿真、虚拟现实等应用方面，尤其是面向公众用户，有着广泛的应用。但是，由于可见光蓝光波段受大气影响较为严重，因此一些卫星传感器(例如SPOT，MSS和IRS)没有设置蓝光波段，对于某些卫星传感器而言(例如CBERS 02B和RapidEye)，虽然设有蓝光波段，但该波段遥感成像的质量受到严重影响，导致难以获取准确的信息。资源一号02C(ZY-1 02C)卫星多光谱数据由于缺少合成真彩色所必需的蓝波段，使地面处理系统在合成真彩色影像时碰到了困难，目前批量生产快视图只能使用假彩色方法合成，这在某种程度上限制了ZY-1 02C数据的应用。

本发明通过波段模拟的方法来解决ZY-1 02C图像真彩色合成问题。波段模拟是指利用先验数据来计算获得特定传感器不具有的波段数据。从目前的发表文章和公开资料来看，方法大致可分为三类：(1)基于波段相关性的方法。主要有加权法、均值法、不确定参数法等；(2)基于地物波谱的谱模拟方法，出现了基于物理光谱库模型的波段模拟和以影像光谱库为基础的波段模拟方法；(3)基于参考遥感图像的图模拟方法，主要包括线性回归法，光谱坐标转换法、神经网络和支持向量机等非线性回归拟合法。基于波段线性相关性的方法的问题主要是模型简单导致色彩局部畸变严重。基于地物波谱的方法由于图像光谱与实际地物光谱存在偏差，而且有限的地物波谱数据难以覆盖传感器获取影像的所有地物类别，这类方法目前还难以实际应用。基于参考图像缺点是每次模拟时，都必须给出与该景待模拟影像成像时间地点一致，且包含目标波段波谱范围的参考图像，因此该方法在实际应用中也受到限制。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种资源卫星多光谱图像模拟真彩色方法，该方法能够减少偏色现象，简单快速的得到色彩清晰的真彩色影像。

本发明的技术解决方案是：一种资源卫星多光谱图像模拟真彩色方法，步骤如下：

(1)将待模拟的资源卫星的一景影像进行预处理，即先后进行辐射校正和几何校正；对多景参考影像数据分别进行回归分析计算，得到多组波段相关系数，平均后得到一组平均相关系数；所述的参考影像数据具有蓝色波段；

(2)根据步骤(1)中得到平均相关系数以及步骤(1)中得到的该景待模拟预处理后影像数据，模拟计算蓝色波段；

(3)由模拟蓝色波段，待模拟的该景影像的原有绿波段、红波段合成模拟真彩色图像。

在所述步骤(3)后增加对合成图像进行局部偏色校正的步骤(4)。

所述的局部偏色校正步骤如下：

(4.1)利用待模拟的资源卫星的三个多光谱波段构建红外植被指数IPVI和归一化水体指数NDWI；

(4.2)利用(4.1)中的两个指数，在空间域上将像素分为4类，分别代表稀疏植被、浓密值被、水体和其他地物；

(4.3)确定局部偏色校正的顺序依次为稀疏植被、水体、其他地物、浓密植被；具体局部偏色校正如下：

其中植被区域，包含稀疏植被和浓密植被的处理为，保持该区域模拟的蓝色波段不变，红色波段保持该景影像的原有红波段，绿色波段利用波段运算表达式进行加强运算；

对于水体区域，蓝色波段使用波段运算表达式进行加强运算，绿色波段保持不变，红色波段使用波段运算表达式进行校正；

对于其他地物，保持步骤(3)中得到的原图像不变。

所述步骤(4.2)具体划分步骤为：

如果IPVI＞T_V并且S＞T_S，则该空间区域代表稀疏植被；

如果IPVI＞T_V并且S≤T_S，则该空间区域代表浓密植被；

如果NDWI＞T_W，则该空间区域代表水体区域；

其他情况下，空间区域代表其他地物；

上式中，S为饱和度；T_V为植被指数阈值，取0.5，T_S为饱和度阈值，取0.1，T_W为水体指数阈值，取0。

在步骤(5)后对图像进行整体调整，即进行直方图拉伸处理。

本发明与现有技术相比有益效果为：