本发明专利技术公开了一种新的遥感影像元数据，并详细描述了该元数据的提取方法，主要通过中分辨率成像光谱仪的局地云量信息提取，为用户在检索特定研究区域遥感数据的过程中提供具体的云量信息，属于遥感元数据领域。该方法主要解决如何利用局地的矢量边界，从中分辨成像光谱仪云掩膜影像中提取出该区域的云量信息，通过中分辨率成像光谱仪云掩膜影像范围与研究区域范围的判断，影像的镶嵌以及影像边缘异常数据的预处理，矢量数据与栅格数据的叠加、裁剪，以及云量信息的提取等步骤，实现区域云量信息的快速提取。本发明专利技术可以精确快速的为用户提供局地的云量信息，从而极大地提高遥感数据的检索效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于遥感元数据领域，是针对遥感数据检索中反映局地遥感影像质量的元 数据缺失而提出的一种新的元数据，以及快速提取局地云量信息的方法，主要通过中分辨 率成像光谱仪(M0DIQ的局地云量信息提取，使得用户在检索特定研究区域遥感数据的过 程中获得具体的局地云量信息，并以此为检索限制条件，提高数据检索的效率。
技术介绍
遥感影像中云量信息的提取对于遥感应用研究有着重要的意义。云覆盖甚至是薄 云对于反演各种地表参数有着重要的影响。对于常年受云雾影响的区域而言，准确的区域 局地云量信息，是判断和挑选遥感影像的重要依据，因而有必要对遥感影像的区域云量信 息进行提取，并将其作为描述和检索遥感影像的元数据项。在现有的遥感影像元数据标准中，描述云量信息的元数据项较少，如国际标准化 组织(ISO)制定的遥感影像元数据标准ISO 19115-2中，描述遥感影像云量信息的仅有 CloudCover Percentage (云量百分比)。我国地理信息共享领域元数据标准中，也仅有 云斑覆盖比例这一描述项，美国联邦地理数据委员会(F⑶C)制定的遥感信息元数据标准 FGDC-STD-012-2002中，同样也仅有平均云量，主要的遥感元数据标准中均缺乏局地云量信 息的描述。由于以上元数据的缺失，对现有的遥感影像检索系统和遥感影像库管理系统的设 计造成了一定的影响，目前的系统一般不提供或仅提供遥感影像的平均云量或四角云量， 对于覆盖范围广的遥感影像，例如MODIS影像的扫描宽度为2330公里，由于云量在空间上 和时间上分布的无规律性，研究区域位置的确定及其数据质量的判断都较为困难，仅仅用 平均云量或四角云量信息并不能反映局地云量的情况，使得用户在遥感影像检索的过程 中，不仅要耗费大量的时间，且难以对特定研究区域的遥感影像质量做出正确的判断。相对于平均云量和四角云量来说，局地云量能够更准确的反映区域影像质量，使 得遥感数据的检索更具有针对性，特别是对于非遥感研究领域的用户来说，能够使用户能 够快速的得到研究区域的准确的云量信息，从而极大地提高用户的检索效率。同时，该方法 可扩展至任意多边形区域云量信息的提取。因而有必要在遥感信息元数据的设计中，引入“局地云量”这一数据项，使用户可 对特定研究区域进行云量信息的查询，并可对检索时间范围内该区域的云量信息进行分 析，以此判断区域遥感影像质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中分辨率成像光谱影像的局地云量信息元数据提取 方法，通过中分辨率成像光谱仪(MODIS)的局地云量信息提取，为用户在检索特定研究区 域遥感数据的过程中提供具体的云量信息。本专利技术的具体技术方案是采用相邻扫描带列方向上纬度数据的重叠查找出重叠的区域，用线性插值修改纬度数据的重叠，用距离加权插值修改影像数据的重叠，用高次多 项式拟合和最小二乘法实现矢量与栅格数据的叠加，并通过栅格数据裁剪得到局地的云量 影像，统计区域内云像元点及总像元点个数，计算得到云量信息。其具体步骤如下步骤一中分辨率成像光谱仪影像有云区域提取a)读取中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像是以IMG格式存储的二进制文件，每单位信 息以6比特，每字节8位的方式存储，该数据采用二进制流的方式读取文件内容，进而读取 云掩膜数据内容；b) 二值划分有云与无云区域依据中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像自述文件中，对像元点是否有云的判断 标准，对本步骤a)读取的每个像元的二进制数据进行位运算，得到的结果像元点是否被云 覆盖，并依据云覆盖结果，将影像中所有像元点进行二值划分，其中有云区域赋值255，无云 区域赋值0 ；步骤二 读取影像的经纬度数据使用层次式文件格式类库中的函数进行中分辨率成像光谱仪影像数据中经纬度 数据的读取，其步骤如下a)打开层次式文件格式文件并初始化接口 ；b)将要读取的科学数据集名称转换为索引号；c)根据科学数据集的索引号打开相应的科学数据集；d)如果读取的科学数据集是多维科学数据集，则要定义被读科学数据集的起始位 置和终止位置，否则不必指定；e)读取科学数据集的信息。读取经纬度数据时，将读取的数据按照扫描行和扫描 列对应的位置，存放在二维数组对应的行和列中；f)结束科学数据集的访问；g)判断是否读完所有指定的科学数据集；h)结束接口，关闭层次式文件格式文件；步骤三读取研究区矢量边界矢量数据使用SiapeLib类库中的函数进行SHAPE格式矢量多边形数据的读取，其步骤如 下a)打开文件并初始化接口 ；b)读取该文件的多边形信息；c)依据多边形的索引号读取指定多边形对象；d)直接读取多边形各顶点信息；e)销毁多边形对象；f)判断是否读完所有指定的多边形；g)结束接口并关闭文件；步骤四影像与矢量边界覆盖范围提取读取中分辨率成像光谱仪影像的四条边界所有像元点的经纬度数据，并将所有的像元点连接后的多边形作为影像的覆盖范围，读取的矢量边界的所有多边形顶点数据，并 将所有顶点连接后的多边形作为矢量边界的覆盖范围；步骤五影像是否覆盖研究区根据影像以及矢量边界的覆盖范围，判断读取的影像是否覆盖矢量边界的覆盖区 域；步骤六影像查找如果影像完全覆盖研究区，则不执行本步骤，否则按照以下步骤执行影像查找；a)成像时间读取利用层次式文件格式类库的函数直接读取中分辨率成像光谱仪影像的成像时间， 具体与步骤二所描述的相同；b)时空相邻影像查找由于经过同一纬度的中分辨率成像光谱仪数据时间间隔大概在1小时30分左右， 因而将时间间隔在2小时以内的两景影像认为是时间上相邻的影像，同时利用步骤五的判 定结果，找出所有空间上相邻的影像，最终将所有时间上相邻且覆盖研究区的遥感影像查 找出来；步骤七影像边缘异常纬度数据区域的查找及修正a)按扫描带划分纬度数据打开步骤二 e)读取的纬度数据存放的二维数组，从第一列开始，以单列方向上单 个扫描带所占的像元为单位，即以10个像元为单位，对该列的纬度数据进行划分；b)查找重叠纬度数据按顺序依次提取两个相邻扫描带的纬度数据，利用后一个扫描带的第一行的纬度 数据与同一列上前一个扫描带中所有的纬度数据进行对比，并找出两个扫描带之间的重叠 部分，纬度数据重叠的部分即是纬度数据异常的范围；c)删除重叠纬度数据本步骤b)两个扫描带中的前一个扫描带，将重叠部分的纬度数据删除，并将删除 的纬度数据及删除数据所对应的行数记录在另一个数组中；d)线性插值修正利用本步骤C)中已删除重叠部分数据的扫描带后保留的最后一行的纬度数据， 以及后一个扫描带第一行的数据，采用线性插值填补删除后空白的纬度数据；步骤八影像边缘异常影像数据的修正a)删除重叠影像数据利用中分辨率成像光谱仪栅格影像数据中，单个格点的影像数据与纬度数据存在 一一对应的关系，且异常的纬度数据对应的影像数据也存在异常，根据步骤七中b)查找的 结果直接找出相邻扫描带中异常的影像数据范围，并将相对应的前一个扫描带中重叠的影 像数据删除，并将删除的影像数据及删除数据所对应的行数记录在另一个数组中；b)距离加权插值修正找出步骤七d)得到的修正后的纬度数据及与其对应的步骤七C)记录的删除的重 叠部分纬度数据，以及删除的重叠部分的纬度数据对应的影像数据，查找出与修正后的纬 度数据最邻近的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种中分辨率成像光谱影像的局地云量信息元数据提取方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：步骤一：中分辨率成像光谱仪影像有云区域提取ａ）读取中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像是以ＩＭＧ格式存储的二进制文件，每单位信息以６比特，每字节８位的方式存储，该数据采用二进制流的方式读取文件内容，进而读取云掩膜数据内容；ｂ）二值划分有云与无云区域依据中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像自述文件中，对像元点是否有云的判断标准，对本步骤ａ）读取的每个像元的二进制数据进行位运算，得到的结果像元点是否被云覆盖，并依据云覆盖结果，将影像中所有像元点进行二值划分，其中有云区域赋值２５５，无云区域赋值０；步骤二：读取影像的经纬度数据使用层次式文件格式类库中的函数进行中分辨率成像光谱仪影像数据中经纬度数据的读取，其步骤如下：ａ）打开层次式文件格式文件并初始化接口；ｂ）将要读取的科学数据集名称转换为索引号；ｃ）根据科学数据集的索引号打开相应的科学数据集；ｄ）如果读取的科学数据集是多维科学数据集，则要定义被读科学数据集的起始位置和终止位置，否则不必指定；ｅ）读取科学数据集的信息。读取经纬度数据时，将读取的数据按照扫描行和扫描列对应的位置，存放在二维数组对应的行和列中；ｆ）结束科学数据集的访问；ｇ）判断是否读完所有指定的科学数据集；ｈ）结束接口，关闭层次式文件格式文件；步骤三：读取研究区矢量边界矢量数据使用ＳｈａｐｅＬｉｂ类库中的函数进行ＳＨＡＰＥ格式矢量多边形数据的读取，其步骤如下：ａ）打开文件并初始化接口；ｂ）读取该文件的多边形信息；ｃ）依据多边形的索引号读取指定多边形对象；ｄ）直接读取多边形各顶点信息；ｅ）销毁多边形对象；ｆ）判断是否读完所有指定的多边形；ｇ）结束接口并关闭文件；步骤四：影像与矢量边界覆盖范围提取读取中分辨率成像光谱仪影像的四条边界所有像元点的经纬度数据，并将所有的像元点连接后的多边形作为影像的覆盖范围，读取的矢量边界的所有多边形顶点数据，并将所有顶点连接后的多边形作为矢量边界的覆盖范围；步骤五：影像是否覆盖研究区根据影像以及矢量边界的覆盖范围，判断读取的影像是否覆盖矢量边界的覆盖区域；步骤六：影像查找如果影像完全覆盖研究区，则不执行本步骤，否则按照以下步骤执行影像查找；ａ）成像时间读取利用层次式文件格式类库的函数直接读取中分辨率成像光谱仪影像的成像时间，具体与步骤二所描述的相同；ｂ）时空相邻影像查...
【技术特征摘要】
1. 一种中分辨率成像光谱影像的局地云量信息元数据提取方法，其特征在于该方法包 括以下具体步骤步骤一中分辨率成像光谱仪影像有云区域提取a)读取中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像是以IMG格式存储的二进制文件，每单位信息以 6比特，每字节8位的方式存储，该数据采用二进制流的方式读取文件内容，进而读取云掩 膜数据内容；b)二值划分有云与无云区域依据中分辨率成像光谱仪云掩膜产品影像自述文件中，对像元点是否有云的判断标 准，对本步骤a)读取的每个像元的二进制数据进行位运算，得到的结果像元点是否被云覆 盖，并依据云覆盖结果，将影像中所有像元点进行二值划分，其中有云区域赋值255，无云区 域赋值0 ；步骤二 读取影像的经纬度数据使用层次式文件格式类库中的函数进行中分辨率成像光谱仪影像数据中经纬度数据 的读取，其步骤如下a)打开层次式文件格式文件并初始化接口；b)将要读取的科学数据集名称转换为索引号；c)根据科学数据集的索引号打开相应的科学数据集；d)如果读取的科学数据集是多维科学数据集，则要定义被读科学数据集的起始位置和 终止位置，否则不必指定；e)读取科学数据集的信息。读取经纬度数据时，将读取的数据按照扫描行和扫描列对 应的位置，存放在二维数组对应的行和列中；f)结束科学数据集的访问；g)判断是否读完所有指定的科学数据集；h)结束接口，关闭层次式文件格式文件；步骤三读取研究区矢量边界矢量数据使用SiapeLib类库中的函数进行SHAPE格式矢量多边形数据的读取，其步骤如下a)打开文件并初始化接口；b)读取该文件的多边形信息；c)依据多边形的索引号读取指定多边形对象；d)直接读取多边形各顶点信息；e)销毁多边形对象；f)判断是否读完所有指定的多边形；g)结束接口并关闭文件；步骤四影像与矢量边界覆盖范围提取读取中分辨率成像光谱仪影像的四条边界所有像元点的经纬度数据，并将所有的像元 点连接后的多边形作为影像的覆盖范围，读取的矢量边界的所有多边形顶点数据，并将所 有顶点连接后的多边形作为矢量边界的覆盖范围；步骤五影像是否覆盖研究区根据影像以及矢量边界的覆盖范围，判断读取的影像是否覆盖矢量边界的覆盖区域；步骤六影像查找如果影像完全覆盖研究区，则不执行本步骤，否则按照以下步骤执行影像查找；a)成像时间读取利用层次式文件格式类库的函数直接读取中分辨率成像光谱仪影像的成像时间，具体 与步骤二所描述的相同；b)时空相邻影像查找由于经过同一纬度的中分辨率成像光谱仪数据时间间隔大概在1小时30分左右，因而 将时间间隔在2小时以内的两景影像认为是时间上相邻的影像，同时利用步骤五的判定结 果，找出所有空间上相邻的影像，最终将所有时间上相邻且覆盖研究区的遥感影像查找出 来；步骤七影像边缘异常纬度数据区域的查找及修正a)按扫描带划分纬度数...
【专利技术属性】
技术研发人员：施润和，钟洪麟，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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