[发明专利]卫星遥感数据真彩色模拟方法、系统、设备及介质

说明书

本发明公开了一种卫星遥感数据真彩色模拟方法、系统、设备及介质，方法包括下述步骤：输入待模拟的影像；计算待模拟的影像的基本参数，确定植被提取的临界值；确定重构红、绿波段的权重系数；重构红、绿波段数据特征；红、绿波段植被区影像二次重构，以归一化植被指数为权重突出植被区域不同植被类别的差异性，将植被外区域赋0值；构建模拟的真彩色影像红、绿、蓝通道；输出真彩色模拟影像，将模拟的真彩色影像红、绿、蓝通道分别作为影像显示的红、绿、蓝通道数据，形成真彩色模拟文件。本发明面向真彩色制图、土地利用分类与动态监测等真彩色图像应用需求，提供一种数据自适应能力强的真彩色模拟方法，为模拟技术的规模化应用奠定基础。

技术领域

本发明属于遥感图像处理的技术领域，具体涉及一种卫星遥感数据真彩色模拟方法、系统、设备及介质。

背景技术

卫星遥感数据彩色合成模式包括伪彩色合成、真彩色合成、标准假彩色合成和模拟真彩色合成4种模式。伪彩色合成模式是针对单波段的合成模式，后面三种方法是针对多个波段的彩色合成模式。标准假彩色合成模式将遥感影像的近红外、红、绿波段分别对应影像显示的红、绿、蓝三个色彩通道，合成彩色影像；模拟真彩色合成模式通过数学变换模拟遥感影像的红、绿、蓝波段，将其分别对应影像显示的红、绿、蓝三个色彩通道，合成彩色影像；真彩色合成模式将遥感影像的红、绿、蓝波段与影像显示的红、绿、蓝三个色彩通道一一对应，合成彩色影像。真彩色合成模式由于其与目视效果接近，一直是遥感图像应用领域的关注重点。

遥感影像真彩色合成，对于影像解译与制图、土地利用分类、数字孪生等应用具有重要作用。瑞利散射的作用使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没有设置蓝光波段，如美国Landsat卫星的MSS、法国的SPOT5、印度的P5、我国的资源02C、04B等。这些卫星传感器积累了大量有用的历史数据，但是由于缺少蓝光波段，不能合成真彩色影像，制约了数据的应用。如何通过合适的数学变换进行波段模拟以合成真彩色图像具有重要应用价值。

目前，真彩色模拟的方法主要有如下3类：

(1)基于参考影像的方法，主要有光谱坐标转换法、线性回归法以及神经网络、支持向量机等非线性回归拟合法。(2)基于地物波谱特征的波段重构方法，可分为基于实地采集波谱库与影像波谱库两类方法。(3)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。

以上三类方法存在的问题如下：

(1)基于参考影像的方法需要准备与待模拟影像相同成像时间、地点及相近分辨率，且包含待模拟波段波谱范围的参考影像，限制了该方法的规模化应用。(2)基于地物波谱特征的波段重构方法依赖庞大、精细的实地采集波谱库或影像波谱库，难以实际应用。(3)基于波段相关性的方法模型经验性强，适用对象有限，对不同时间、地点、类型的数据适应性不强，往往需要根据具体的影像数据进行经验调整。(4)目前的真彩色模拟方法多着眼于如何构造一个新的蓝波段，然而忽略了一个事实：即具有蓝色波段的卫星数据，其真彩色影像虽然水体和岩石、土壤、建筑物等裸露陆地地物与目视的地面真实一致，但存在植被偏暗、植被区色彩与地面真实色彩不一致的固有缺点。也就是说即便模拟得到了一个很接近于真实影像的蓝波段，用原始的红、绿波段与新的蓝波段按照三原色通道组合得到的真彩色影像也存在植被暗淡、色彩不真实的缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，面向真彩色制图、土地利用分类与动态监测等真彩色图像应用需求，提供一种卫星遥感数据真彩色模拟方法、系统、设备及介质，为模拟技术的规模化应用奠定基础。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种卫星遥感数据真彩色模拟方法，包括下述步骤：

输入待模拟的影像，所述待模拟的影像包括可见光遥感影像近红外NIR、红R、绿G波段数据；