4 实验验证与分析

实验对象为两颗国产亚米级高分辨率遥感卫星图像, 即GF-2和Superview-1图像。两颗卫星参数如表1所示。其中, GSD为地面采样距离, 即空间分辨率; PAN表示全色谱段; B1~B4表示4个不同波段; MS表示多光谱谱段。从表1中可知其谱段设置为典型的大气窗口, 可避免臭氧、水汽等大气成分的额外影响, 对图像质量产生影响的大气成分主要是雾霾粒子和气溶胶分子。

表1

Table 1

Satellite parameters

Table 1表1 卫星参数      Table 1 Satellite parameters

表1卫星参数Table 1Satellite parametersSatelliteLaunching timeGSD /mBand range /μmPAN: 0.8;PAN: 0.45-0.90;

GF-22014-08-19MS: 3.2B1: 0.45-0.52;

B2: 0.52-0.59;

B3: 0.63-0.69;

B4: 0.77-0.89

PAN: 0.5;PAN: 0.45-0.90;

Superview-12016-12-26MS: 2.0B1: 0.45-0.52;

B2: 0.52-0.59;

B3: 0.63-0.69;

B4: 0.77-0.89

表1中GF-2图像为2014-10-06对深圳成像的图像, Superview-1图像为2018-03-25对上海成像的图像, 原始图像为经过相对辐射校正预处理后的一级图像产品。由于一幅遥感图像通常达到数亿像素, 进行算法验证实验时在原图中选取部分细节图, 如图2所示。

原图中, 由于雾霾的影响, 通过主观观测可发现毛玻璃背景的能见度不高。出现这种现象的原因是雾霾使得图像产生了一定程度的模糊。采用所提方法分别对GF-2和Superview-1图像进行处理, 处理过程中关键图像包括的短波长谱段的雾霾图像(蓝谱段)、长波长谱段的亮目标图像(红谱段)、暗通道图像和非暗通道图像分别如图3、4所示。

图2

Fig. 2

图2 原始图像。(a) GF-2 全色图像; (b) GF-2 多光谱图像; (c) Superview-1 全色图像; (d) Superview-1多光谱图像Fig. 2 Original images. (a) GF-2 panchromatic image; (b) GF-2 multispectral image; (c) Superview-1 panchromatic image; (d) Superview-1 multispectral image

图3

Fig. 3

图3 对GF-2进行去雾霾处理的图像。(a)蓝谱段雾霾图像; (b)红谱段亮目标图像; (c)暗通道图像; (d)非暗通道图像Fig. 3 GF-2 images after dehazing process. (a) Haze image in blue spectral band; (b) image of bright object in red spectral band; (c) dark channel image; (d) non-dark channel image

图4

Fig. 4