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《哈尔滨工程大学》 2006年
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陆地卫星7号ETM+图像数据缺行的修复与应用研究

寿敬文  
【摘要】:1999年4月美国发射的Landsat-7是美国Landsat计划发射的第7颗陆地观测卫星。由于Landsat-7提供的卫星观测数据具有较前六颗卫星更为出色的影像质量,其数据现在已经被世界上15个地面站所接受并广泛应用于环境评估与监测、全球变化探测、农业、地质调查、测绘、考古和规划管理等领域,成为我国现在应用最为广泛的地球观测数据。2003年5月31日,Landsat-7上的星载专题制图仪ETM+的扫描行校正器(Scan Line Corrector,简称SLC)发生故障,从此提供的图像数据上带有数据缺行,图像难以正常使用。该数据的损坏对我国在一些领域中的研究发展产生了影响,因此修复该遥感图像数据具有现实的意义和迫切的需要。 本文针对这种遥感图像修复的迫切需要,基于产生ETM+遥感图像缺行的机理,对这类遥感图像进行深入研究,提出了整套ETM+遥感图像缺行修复的标准流程。本文的研究内容主要分成三大部分,分别为ETM+缺行图像的修复预处理、ETM+缺行图像的修复算法研究、几种修复算法的比较论证。 在第一部分中涉及的修复预处理主要为图像配准的研究。本文首先通过分析基于控制点配准的方法原理实现了两幅遥感图像的配准。然后提出了一种基于缨帽变换的松弛配准方法,为缺行图像的配准提供了多种的配准方案选择。 第二部分遥感图像缺行的修复是本文的主要研究环节。本文在研究我国陆地卫星地面站使用的全局直方图匹配算法和ETM+图像缺行的特点后,在这个基础上提出了几种改进算法,包括基于分类的全局直方图匹配算法、基于分类的局部直方图匹配算法和自适应窗口直方图匹配算法。之后,又提出了一种自适应窗口回归图像修复算法。实验结果表明,自适应窗口直方图匹配算法和自适应窗口回归图像修复算法的修复效果比较理想,具有较好的修复效果和运算效率。 在第三部分中,首先利用均方根误差的计算比较几种算法的修复效果。然后将几种算法分别应用到含盖不同情况的图像中,得出算法的使用效果和
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