“一种遥感图像背景噪声减弱方法”获国家发明专利

发布时间:2011-05-30

    在国家重大基础研究计划项目“华南陆块陆内成矿作用：背景与过程”《覆盖区战略靶区预测理论与方法》课题、“十一五”国家科技支撑计划重点项目 “新疆大型矿集区预测与勘查开发关键技术研究”《东准噶尔地区矿产资源遥感定量评价技术及组合技术与应用研究》专题、地质调查工作项目《西藏班公湖-怒江成矿带中西段矿产资源遥感综合调查》与中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目的实施过程中，由姚佛军、杨建民、张玉君申请的国家发明专利“一种遥感图像背景噪声减弱方法”于2010年11月17日获得授权公告。专利号：ZL 2008 1 0118263.7，专利权人：中国地质科学院矿产资源研究所。
    在我国华南地区，大部分成矿区域都被非常厚的植被所覆盖，用已有遥感技术方法去除掉植被后只剩下少量的红土影像信息，这显然是工作所不希望的，因而需要找到一种抑制植被信息的处理方法。
    本发明的目的是为了解决现有技术存在的云雾、植被等背景噪声覆盖下遥感图像中有用目标识别困难，不能实时观测的问题。克服已有技术的不足，采用反演端元组分为核心方法，对遥感数据进行实时的去除或减弱背景噪声的处理，恢复被背景噪声掩盖下有用目标信息的面貌。本发明提供了一种遥感图像背景噪声减弱方法，包括以下步骤：1) 图像检测，首先通过检测，确定遥感图像是否含有背景噪声的图像；2) 对图像进行预处理；3）图像的优化，通过剔除“尖锐”信息，即图像上一些数量很少而又集中产生亮像元和暗像元的信息和大量集中的透射率小于5%的那种信息，以及生成掩膜，使图像优化；4）图像处理，通过端元提取分离背景噪声光谱、计算噪声丰度和有用信息反演来处理图像；5）生成适合视觉效果的图像，合成去除或减弱背景噪声的遥感图像。采用以反演端元组分为核心的方法，即从高光谱端元提取和混合像元技术上反演去除和减弱背景噪声，增强并恢复常规遥感图像，能够反映出噪声层掩盖下有用信息的特征。为背景噪声处理提供了一种全新的解决技术。根据概率论的中心极限定理。若一个随机变量是由大量相互独立的随机因素的影响所造成，而每一个别因素在总影响中所起的作用都不很大，则这种随机变量通常都服从或近似服从正态分布。我们建立了一个四分模型：在有背景噪声区域，遥感图像接收的信号近似为太阳辐射经噪声层反射部分、太阳辐射经地物反射再穿透噪声层部分、大气散射穿透噪声层经过地物反射再穿透噪声层部分和大气程辐射等四个部分组成。经过一系列的计算，可以得到去掉噪声层后的地物信息。本发明基于遥感图像上像元所代表地物光谱特性的基础上进行的操作，能够有效的解决遥感图像背景噪声去除或减弱并增强有用信息的技术问题，处理后遥感图像简单，在使用上符合人们视觉习惯，能够实时的利用遥感图像进行信息探测和检测。
    去除噪声层的遥感影像图能够反映出噪声层掩盖下有用信息的特征。该技术主要适用于常绿植被区的工程选址、道路识别；灾害领域中气候条件较差或植被覆盖区域的地震、滑坡等地质灾害实时检测；地质领域中的植被覆盖区、浅层戈壁、沙漠或薄云覆盖区的地质和矿产信息识别；军事领域中伪装隐蔽目标的识别、军事设施选址；浅水下目标识别和海域漏油检测；薄冰雪下目标识别；戈壁沙漠区域暗河识别；第四纪地貌形态分析、土地监测等领域生产应用与研究。本技术已经在德兴斑岩铜矿、烂泥沟微细浸染型金矿与黔西北地区中低温热液铅锌矿床的遥感工作中进行了应用。

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