遥感影像处理方法与流程

本公开一般涉及遥感影像领域，具体涉及图像处理方法，尤其涉及遥感影像处理方法。

背景技术：

多光谱遥感数据是遥感卫星主要的数据类型，但是多光谱数据存在着数据量大，难以快速查看等问题。

目前，envi和erdas等软件通常被用于进行遥感影像的预处理，但通常需要较多的人工干预。例如影像背景部分都为黑色，导致图像存储量增大，打开的时间变长。使用envi软件，将遥感影像进行重采样(resample)处理，选择影像范围和光谱波段，处理背景可以将黑色背景透明化，但是还能在该软件中显示为透明，在图片查看器、googleearth等软件中，图像背景仍会显示黑色。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种遥感影像处理方法，包括：校正步骤：对遥感图像进行预处理，生成校正图像；转化步骤：设置所述校正图像的输出格式以及波段，生成转化图像；纠正步骤：选取所述转化图像中背景为黑色的区域，并将该区域的背景设置为透明，生成纠正图像。

优选地，还包括：调节步骤：对所述纠正图像进行拉伸处理、滤波处理、去噪处理中的至少一种。

优选地，所述校正步骤中，所述预处理包括：辐射校正、大气校正和正校正中的一种。

优选地，所述转化步骤中，使用开源栅格空间数据转换库中的gdal_translate函数，设置输出格式ot值，以及设置波段band值，以生成所述转化图像。

优选地，所述ot值为8、16、或32；所述band值为321。

优选地，所述纠正步骤中，使用开源栅格空间数据转换库中的gdal_warp函数，将背景值为0的区域变为透明区域。

优选地，所述转化步骤和所述纠正步骤之间，还具有判断步骤，判断所述转化图像的数据类型，如果为字节型数据则进入纠正步骤，否则将转化图像转成字节型数据再进入纠正步骤。

优选地，使用命令提示符编写批量处理脚本，保存为.bat格式文件，批量处理遥感图像。

基于本申请的上述方法处理后的遥感影像，减少了数据量，也因此提高了读取速度，进而加快了打开图像的速度，另外，在纠正步骤后，背景黑色变为透明，即生成一个透明背景图层，在多张影像叠加时，具有更好的效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明遥感影像处理方法的一种实施方式的流程框图；

图2为本发明遥感影像处理方法的另一种实施方式的流程框图；

图3为本发明遥感影像处理方法中背景透明与背景黑色的对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

本发明公开一种遥感影像处理方法，该方法包括步骤101：校正步骤、步骤201，转化步骤、以及步骤301：纠正步骤，通过这些步骤，可以使遥感影像的黑色背景透明化，减少了数据存数量，并且能够提高影像的打开速度，进一步在多张影像叠加时，增加了显示效果。

下面具体的说明每个步骤，首先说明校正步骤，该步骤是对遥感图像进行预处理，以声场校正图像，可选的，预处理包括：辐射校正、大气校正和正校正中的一种。一般的，这三种校正都会使用。

转化步骤为设置校正图像的输出格式和波段，以生成转化图像，输出格式一般决定了显示效果，例如本申请在一种可选的实施方式中，转化图像为八位无符号整型；波段设置为红绿蓝。

需要理解，遥感图像、校正图像、转化图像都是以数据形式体现的，因此以上八位无符号整型、波段设置为红绿蓝等都是对数据形式的说明。

可选的，实现以上设置，可以使用开源栅格空间数据转换库(geospatialdataabstractionlibrary,gdal)库中的gdal_translate函数，设置该函数中ot值(输出格式值)，以及设置波段band值，以生成所述转化图像。ot值可为8、16、32中的一个，优选的为8，即生成上述八位无符号整型；band值为“3、2、1”，表示红绿蓝。在该函数中band值的每个数字可以代表一种颜色，例如3代表红，2代表绿，1代表蓝，0代表黑。上述band值为“3、2、1”所生成的图像可以称为三波段真彩色影像，三波段即红绿蓝三个颜色的波段。需要理解，此处band值为“3、2、1”，不是指这三个数字中的任意一个，整个band值即为“3、2、1”全部。

校正图经过以上的处理方式，生成为转化图。在一种实施例中，转化图像也称为“rgb真彩色影像”。

下面说明纠正步骤，选取所述转化图像中背景为黑色的区域，并将该区域的背景值设置为透明，生成纠正图像。在一种可选的实施方式中，纠正步骤，使用gdal库中的gdal_warp函数，选定背景值为零的区域为“srcdata”，输出为“dstnodata”，也就是将背景为零的区域变为透明区域，即srcdata(0)——>dstnodate(透明)，srcdata为输入参数名称，dstnodata为输出参数名称，0表示黑色，为输入值，alpha表示透明，为输出值。

经过纠正步骤生成的图像，具有透明的背景。在一种实施方式中，也可以将纠正图称为“去黑色背景影像”。

在一种实施方式中，转化步骤和所述纠正步骤之间，还具有步骤401：判断步骤，判断转化图像的数据类型是否为字节型数据，如果为字节型数据(byte)则进入纠正步骤，否则将转化图像转成字节型数据(byte)再进入纠正步骤。

在一种可选的实施方式中，还可以在纠正步骤后继续进行步骤501：调节步骤，调节步骤至少进行拉伸处理、滤波处理、去噪处理中的至少一种。当然，像旋转等处理方式也可以在该步骤，以上只是例举了几种常见的处理方式，并不限于本申请。调节步骤可以理解为基础的图像处理，像剪切、切除、旋转、拉伸、复制等等处理都可以包括在调节步骤中。

为了实现上述处理步骤的批量化处理，提高处理速度，可以使用命令提示符(command,cmd)编写批量处理脚本语句，保存为.bat格式文件，批量处理遥感图像。

需要理解，遥感影像获取时，会有很多种光谱(简单可以理解为颜色，波长在400nm-760nm之间为可见光)，这些多光谱除了肉眼可见光外，还会包括肉眼不可见光，例如红外线、紫外线等，当然这些肉眼不可见的光，可以以数据形式保存，并以肉眼可见的表达形式展现。上述转化步骤中，就是将多光谱的遥感影像转化为三波段真彩色影像。相比于多光谱的遥感影像，三波段真彩色影像(以下简称三色影像)减少了数据量(多光谱的遥感影像包括肉眼不可见部分，数据量会比较大，三色影像中可以直接将肉眼不可见的部分转成红绿蓝的表达形式，直接显示于影像中)。

另外，在纠正步骤后，背景黑色变为透明，即生成一个透明背景图层，当然会保留影像的头文件和坐标信息。

因为去除了黑色背景，在多张影像叠加时，具有更好的显示效果。

为了方便了解，说明一下获取遥感影像的方式，可以是航天器搭载相关光学传感器，通过分光计将获取的光谱信息以数值信号的方式存储。存储的原始影像，其波段数与分光计的工作方式有关，如分光计将所获取的光谱信息分成10束光并通过传感器记录下载，则采集的遥感影像则对应10个波段数，如将所获取的光谱信息分成100束并被记录下来，则所获取的影像对应100个波段。本申请的转化步骤，就可以讲波段数转化为需要的数量。

遥感影像与普通的光学相机拍照所得照片相比，一般除了光学信息更丰富，波段数更多，也包含了地理相关数据的头文件，如果用普通软件读取该遥感影像，则会丢失相关地理信息头文件。甚至当遥感影像数据量巨大时，很多情况下根本无法通过图片查看器打开查看。所以，在一般情况下，需要打开遥感影像时，需要对其进行相关处理。本申请中，即将原始多波段影像重采样生成3波段可见光影像，减少数据量的同时，用普通软件打开该类图片，即可保持肉眼可见真实信息。

另外，在gdalwarp这个函数中，有设置输出波段数和背景值的相关参数。在本申请中，band1＝蓝光，band2＝绿光，band3＝红光，band4＝近红外，所以选择输出的时候选择了1、2、3这几个波段。

背景值变成透明对于展示遥感影像，或者发布遥感影像到geoserver上，都很有意义，设想相邻的影像如果重叠，黑色背景会遮挡造成信息缺失和视觉效果差。通过gdal_warp函数设置为alpha，则会使影像在各种查看器中均显示透明色。图3为背景透明与背景黑色的对比图，可见左侧明显可见黑色边框，右侧没有。

下面举例说明一下gdal_warp函数，先说明其用法：

gdalwarp[--help-general][--formats]

[-s_srssrs_def][-t_srssrs_def][-ordern]][-tps][-eterr_threshold]

[-texminyminxmaxymax][-trxresyres][-tswidthheight]

[-wo"name＝value"][-otbyte/int16/...][-wtbyte/int16]

[-srcnodata"value[value...]"][-dstnodata"value[value...]"]-dstalpha

[-rn][-rb][-rc][-rcs][-wmmemory_in_mb][-multi][-q]

[-offormat][-co"name＝value"]*srcfile*dstfile

该函数中可能会用到的一些参数解释(以下较全的例句了一些参数含义，但并非所有都需要使用，尤其不一定都在本申请的方法中使用)：

-s_srssrs_def源空间参考集。所有可以使用ogrspatialreference.setfromuserinput()来调用的坐标系统都可以使用。包括epsgpcs和gcses(例如epsg:4296)，proj.4描述。或者包含知名文本的以prf为扩展名的文件。优选地用proj4的描述。

-t_srssrs_def目标坐标系统集。(可以参考上面的解释)

-ordern用于绑定的多项式规则。默认的是选择一个基于gcps数量的多项式。

-tps允许根据已有的gcps使用薄板内插转换方法。可以用这个来替代-order参数。

-eterr_threshold转换的错误临界的近似值。(以象元单位-默认到0.125)。

-texminyminxmaxymax设置被创建的输出文件的地理边界范围。

-trxresyres设置输出文件分辨率(单位以目标地理参考为准)。

-tswidthheight设置输出文件大小(以行列多少象元计量)

-wo"name＝value"设置绑定参数。gdalwarpoptions::papszwarpoptions不会显示所有的参数，多个-wo参数可以并列。

-ottype设置输出波段的数据类型。

-wttype工作的象元数据类型。包括在源图像和目标图像缓冲中的象元数据类型。

-rn用最临近发进行重采样(默认，最快，但是内插质量最差)。

-rb用双线性法进行重采样。

-rc用立方体发进行重采样。

-rcs用立方曲线发进行重采样(最慢的方法)。

-srcnodatavalue[value...]设置输入波段的无意义值掩膜(如果设置多个值，就可以支持每个波段设一个)。如果有多个值，就需要把他们用双引号括起来，以保持在命令参数中作为单一参数输入。掩膜值不会在内插中处理。

-dstnodatavalue[value...]设置输出波段的无意义值掩膜(可以参考上面)。注意，如果可能的化，新的文件将初始化这个值，并记录在输出文件中。

-wmmemory_in_mb设置内存总量(以兆字节为单位)，如果绑定api允许使用高速缓存。

-multi使用多线程绑定实现。多线程将被用来处理打快的图像并同时处理输入输出操作。

-q不打印输出。

-offormat选择输出格式(默认的格式是gtiff)。

-co"name＝value"通过一个创建参数来控制创建新的文件。多个'-co'可以排列起来使用。参数可用的值可以察看每个驱动。

srcfile源文件名。

dstfile目标文件名。

再说明一下gdal_translate函数，其用法为：

gdal_translate[--help-general]

[-ot{byte/int16/uint16/uint32/int32/float32/float64/cint16/cint32/cfloat32/cfloat64}]

[-not_strict]

[-offormat][-bband][-outsizexsize[％]ysize[％]]

[-scale[src_minsrc_max[dst_mindst_max]]]

[-srcwinxoffyoffxsizeysize][-projwinulxulylrxlry]

[-a_srssrs_def][-a_ullrulxulylrxlry][-a_nodatavalue]

[-gcppixellineeastingnorthing[elevation]]*

[-mo"meta-tag＝value"]*[-quiet][-sds]

[-co"name＝value"]*src_datasetdst_dataset

该函数中可能会用到的一些参数解释(以下较全的例句了一些参数含义，但并非所有都需要使用，尤其不一定都在本申请的方法中使用)：

-ot：type设置输出波段的数据的数据类型。

-strict或-not_strict是否对不匹配和丢失数据宽大处理，当在进行输出时

-offormat设置输出的格式，默认的是gtiff，设置时，只需格式的简称。

-bband选择要输出的波段。波段是从1至多，开始编号。-b可以用来选择几个要输出的波段，也可以对波段顺序进行重排。

-outsizexsize[％]ysize[％]设置输出的文件大小(像素)，如果用％则表示按百分比。

-scale[src_minsrc_max[dst_mindst_max]]重新组织输入象元的值。将它们从src_min～src_max范围内缩放到dst_min～dst_max范围内。如果省略，输出范围将为0～255。输入范围将由源数据自动计算。

-srcwinxoffyoffxsizeysize选择一个取值窗口，通过该窗口在原图像中的行列位置来拷贝数值。

-projwinulxulylrxlry选择一个地理范围来选择，通过该窗口在原图像中地理坐标范围来拷贝数据。ulxulylrxlry分别代表西，北，东，南。

-a_srssrs_def重写输出的文件的投影。srs_def可以是任何常用的gdal/ogr格式，wkt，proj4，epsg：n或者一个包含着wkt的文件的文件名。

-a_ullrulxulylrxlry指定或重写输出文件的地理边界范围，而不去参考原图像的边界范围。

-a_nodatavalue指定一个无意义的值到输出波段。

-mo"meta-tag＝value"如果可能的话通过设置输出数据的原数据名称和其值。

-co"name＝value"通过一个创建参数来指定输出格式特殊创建要求。多个-co参数可以组合起来使用。创建参数可以参考个个数据格式本身说明。

-gcppixellineeastingnorthing[elevation]添加指定地面控制点到输出数据集。这个参数可能被提供多次以提供一系列的gcps

-quiet忽略处理进程监视和其他不是错误的输出。

-sds拷贝文件中所有子数据集到各自的输出文件中。通常这个参数用在hdf或者ogdi这样有子数据集的格式中。

src_dataset源栅格数据文件名。

dst_dataset输出栅格数据文件名。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。