(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210716840.2 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 中国科学院、 水利部成 都山地灾害 与环境研究所 地址 610041 四川省成 都市人民南路四段9 号 (72)发明人 边金虎　李爱农　雷光斌　南希　 张正健　 (74)专利代理 机构 成都睿道专利代理事务所 (普通合伙) 51217 专利代理师 贺理兴 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 5/20(2006.01) (54)发明名称 一种检测山地国产高分辨率卫星影像云与 云阴影的方法 (57)摘要 本发明涉及遥感卫星影像的计算机处理技 术领域， 具体而言， 涉及一种检测山地国产高分 辨率卫星影像云与云阴影的方法， 步骤如下： 基 于像元亮度值对所采集的遥感图像进行云雪提 取； 利用时间窗口内的多时相影像进行时相合 成， 消除云的干扰， 得到无云参考影像； 基于 无云 参考影像以及像元的蓝波段反射率进行云雪区 分； 计算表 示目标影像纹理特征的区域协方差矩 阵， 基于区域协方差矩阵距离， 得到云影像三维 空间坐标； 基于云影像三维空间坐标计算云影像 遮挡光线， 得到云阴影位置。 本发明所提供的方 法能够实现高效率、 高精度， 缺少短波红外波段 和热红外波段的山地国产高分辨率卫星影像云 及其云阴影自动检测。 权利要求书3页 说明书9页 附图7页 CN 114792322 A 2022.07.26 CN 114792322 A 1.一种检测山地国产高分辨率卫星影像云与云阴影的方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： S1.基于像元亮度值对所采集的遥感图像进行云雪提取； S2.利用时间窗口内的多时相影 像进行时相合成， 消除云的干扰， 得到无云参 考影像； S3.基于所述无云参 考影像以及像元的蓝波段反射 率进行云雪区分； S4.计算表示目标影像纹理特征的区域协方差矩阵， 基于区域协方差矩阵距离， 得到云 影像三维空间坐标； S5.基于所述云影 像三维空间坐标计算云影 像遮挡光线， 得到云阴影位置 。 2.如权利要求1所述的检测山地国产高分辨率卫星影像云与云阴影的方法， 其特征在 于， 步骤S1具体包括： S11.对蓝波段、 绿波段以及红波段的亮度均值进行归一化， 选用亮度值较高的像元， 进 行厚云和积雪检测， 表达式如下： 上式中， Mean  VIS表示亮度均值归一化， band1表示蓝波段的反射率， band2表示绿波段 的反射率， band3表 示红波段的反射率， WT表示权重， band  i{i=1,2,3}分别表 示不同波段的 反射率； S12.通过寻找投影方向突出薄云和雾霾的像元亮度值， 并抑制无云区域的像元亮度 值， 进行薄 云和雾霾检测， 表达式如下： 上式中，HOTtest表示雾霾优化 转换。 3.如权利要求1所述的检测山地国产高分辨率卫星影像云与云阴影的方法， 其特征在 于， 步骤S2具体包括： S21.利用时间窗口内的多时相影 像进行时相合成， 得到参 考影像； S22.采用中值滤波算法对所述 参考影像进行残云检测， 表达式如下： 上式中， 表示第j个像元在合成日期x的蓝波段反射率值， median表示中值 滤波算子， T1表 示常数， 表示第 个像元在合 成日期x的蓝 波段反射 率值； S23.采用时间序列滤波算法重构残云区域的像元， 得到无云参 考影像， 表达式如下： 上式中， 表示第j个像元在合成日期x的反射率值， m表示半个滤波窗 口的宽度，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114792322 A 2表示像元的原始数据， Ci表示滤波系数， N表 示滑动窗口内的像元个数并等于平滑窗口 的大小2m+1。 4.如权利要求1所述的检测山地国产高分辨率卫星影像云与云阴影的方法， 其特征在 于， 步骤S3具体包括： 若一个像元的蓝波段反射率与无云参考影像相比满足如下表达式， 则判定该像元为 云， 表达式如下： 上式中， 表示给定像元在日期D的蓝波段反射率， 表示对应的无云参 考影像相应的蓝波段反射率， 表示无云参考影像到待检测 影像之间的天数， 表 示待检测影 像所处月份的实际天数， 表示常数。 5.如权利要求1所述的检测山地国产高分辨率卫星影像云与云阴影的方法， 其特征在 于， 步骤S4具体包括： S41.计算表示目标影 像纹理特征的区域协方差矩阵， 表达式如下： 上式中， CR表示给定区域R的协方差矩阵， n表示区域内的像元个数， ZK表示R内的d维特 征点， 表示特征点的均值， T表示 转置； S42.计算区域协方差矩阵距离， 表达式如下： 上式中， 表示参考影像协方差矩阵 和检测的目标影像协方差矩阵 的距 离， 表示协方差矩阵 和 的广义特 征值， i=1K  n； S43.计算Sobel响应算子和Laplace响应算子， 得到八维灰度特 征向量， 表达式如下： 上式中， 表示卫星的四个波段的反射率， 表示植被指数， 表示影像蓝波段的Sobel算子滤波器特征响应， 表示影像蓝波段的 Laplace算子滤波器特征响应， 表示灰度共生矩阵的局部均质性指数， 表示像元的位置， T表示 转置。 6.如权利要求1所述的检测山地国产高分辨率卫星影像云与云阴影的方法， 其特征在 于， 步骤S5具体包括： 基于云像元三维空间坐标计算云像元遮挡光线， 表达式如下： 上式中， 表示云阴影的三维空间坐标， 表示水平地表条件 下的云阴影投影坐标，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114792322 A 3