遥感影像云检测-现有光学遥感卫星数据参数合集

1.MODIS卫星介绍

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1.1.MODIS传感器简介

MODIS是搭载在TERRA和AQUA卫星上的一个重要的传感器,是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播,并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器。
TERRA卫星于1999年12月18日发射成功,AQUA卫星于2002年5月4日发射成功。
TERRA为上午星,从北向南于地方时10:30左右通过赤道,AQUA为下午星,从南向北于地方时13:30左右通过赤道。
两颗星相互配合每1-2天可重复观测整个地球表面,得到36个波段的观测数据

1.2.MODIS传感器基本参数

项目 Value
空间分辨率 250 m (1-2 波段 ) ; 500 m (3-7 波段 ) ; 1000 m (8-36 波段 )
扫描宽度 扫描宽度: 2330km
时间分辨率 1 天
光谱波段 36 个离散光谱波段,光谱范围宽,从 0.4 微米(可见光)到 14.4 微米(热红外)全光谱覆盖 。
轨道 705KM ,降轨上午 10:30 过境,升轨下午 1:30 过境;太阳同步;近极地圆轨道
设计寿命 5年

1.3.MODIS 数据特点及波段分布特征

  • 全球免费
  • 光谱范围广:共有36个波段,光谱范围从0.4μm-14.4μm
  • 数据接收简单
  • 更新频率高:每天最少2次白天和2次黑夜的更新数据
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1.4.MODIS 数据产品产品级别及类型

1.4.1.产品级别

按处理级别划分,可以分为以下5种:

  • 0级产品:也称原始数据;
  • 1级产品:指L1A数据,已经被赋予定标参数;
  • 2级产品:经过定标定位后数据,本系统产品是国际标准 的EOS-HDF格式。包含所有波段数据,是应用比较广泛的一类数据。;
  • 3级产品:在1B数据的基础上,对由遥感器成像过程产生的边缘畸变(Bowtie效应)进行校正,产生L3级产品;
  • 4级产品:由参数文件提供的参数,对图像进行几何纠正,辐射校正,使图像的每一点都有精确的地理编码、反射率和辐射率。 L4级产品的MODIS图像进行不同时相的匹配时,误差小于1个像元。该级产品是应用级产品不可缺少的基础;
  • 5级及以上产品:根据各种应用模型开发L5级产品。

1.4.2.产品类型

按数据产品特征划分,主要产品包括:一级数据产品、大气标准产品、陆地标准产品、海洋标准产品。
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1.5.MODIS 1B数据简介

MODIS 1B 数据是 MODIS 44 种系列数据产品中的一种,产品编号为MOD02 ( Terra-MIDIS)/MYD02(Aqua-MIDIS)。具有以下特点:

  • 经过仪器标定的数据产品,但是没有经过大气校正【ENVI打开的标准1B数据,直接显示为表观反射率(TOA Reflectance)】;
  • 是包含有地理坐标产品的数据,但是“科学数据”和“地理数据”还没有连接,直接显示时,边缘存在“蝴蝶结”(Bow-tie)现象;
  • MODIS 1B 数据采用层次数据模型(HDF)或其对地观测扩展(HDF-EOS),这些模型有不同版本,受不同软件支持。
    MODIS 1B包含3 个科学数据(Earth View,Science Data Set)+ 1 类工程数据(OBC):
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1.6.MODIS 命名规则

MODIS文件名的命名遵循一定的规则,通过文件名,可以获得很多关于此文件的详细信息,比如:
文件名 MOD09A1.A2006001.h08v05.005.2006012234657.hdf

  • MOD09A1 –产品缩写
  • .A2006001 – 数据获得时间(A-YYYYDDD)
  • .h08v05 – 分片标示(水平XX,垂直YY)
  • .005 – 数据集版本号
  • .2006012234567 – 产品生产时间(YYYYDDDHHMMSS)
  • .hdf – 数据格式(HDF-EOS)

1.7.MODIS 应用领域

MODIS是高信噪比仪器,具有高效的数据存储格式(HDF) 、信息丰富、数据获取快及覆盖范围广等特点,等方面有非常大的应用价值。因此MODIS数据在开展水文水监测、土地利用覆盖监测、草地估产、洪涝监测都等方面具有非常大的应用价值。

1.6.1.水文水资源监测

MODIS在水文水资源中的直接应用主要表现在洪水过程和洪灾范围实时动态监测、冰川和积雪的融化状态监测等方面。而间接应用主要表现在利用MODIS数据,采用一些经验公式、统计模型和物理模型进行有关水文过程中的参数和中间变量的推求,如降水量估算、植被情况等,继而利用水文和水资源模型来获取诸如径流、土壤水分、蒸发和水质状况等水文和水资源变量。

1.6.2 土地利用覆盖监测

利用植被在近红外波段(NIR)高反射和在红波段(Red)高吸收的特点,经过某种变换,增强植被的信号,削除噪音。基于此原理的红光和红外波段组合成的植被指数可应用于土地利用覆盖监测、植被覆盖密度评价、作物识别和作物预报等方面,并增强了专题制图方面的分类能力。

1. 6.3 草地估产

草地作为重要的自然资源和畜牧业的物质载体,对生态环境调节及社会、经济发展都有重要作用。而草地又具有生态条件脆弱、易受环境影响的特点。利用MODIS高效的数据模式可对草地进行动态监测和估产研究。

1.6.4 洪涝监测

卫星遥感信息因其动态性强、区域宏观性好、数据接收处理成本低,已成为监测洪涝的重要手段。
  

<think>好的,用户想了解遥感影像目标检测的方法分类,特别是针对光学卫星影像。我需要先理解这个领域的背景和现有方法。根据提供的引用内容,遥感影像和自然场景图像有很大不同,比如俯视角度、物体边缘信息多、受环境因素影响大等[^1]。这些特点意味着传统的计算机视觉模型可能需要调整才能有效处理卫星图像。 首先,方法分类可以从传统方法和深度学习方法入手。传统方法可能包括基于特征工程的方法,比如使用纹理、形状、颜色等特征,结合机器学习分类器如SVM或随机森林。引用中提到ACS数据集由多个数据集组合而成,可能这些传统方法在这些数据集上有过应用[^3]。 然后是深度学习方法,这应该是当前的主流。需要分监督学习、弱监督/半监督学习和无监督学习。监督学习方面,像Faster R-CNN、YOLO系列(比如用户提到的yolo11)可能被用于卫星影像的目标检测[^1]。另外,针对遥感影像的特点,可能有一些改进的模型,比如加入注意力机制或改进的特征金字塔结构,以处理小目标和多尺度问题。 弱监督或半监督方法可能用于标注数据不足的情况,这在遥感领域常见,因为标注需要专业知识。无监督学习可能利用生成对抗网络(GAN)或自编码器进行特征学习,但实际应用可能较少。 另外,多模态融合也是一个方向,比如结合光学和红外数据,但用户问题主要针对光学卫星,所以可能暂时不深入。后处理技术如非极大值抑制(NMS)的改进也很重要,尤其是在密集目标检测中。 需要结合引用内容,比如引用[1]提到深度学习模型在遥感图像中的应用挑战,引用[3]提到的数据集和现有方法。可能还要提到具体的数据集如ACS、DOTA等,以及它们对方法发展的影响。 最后,用户可能希望了解不同方法的优缺点和适用场景,比如哪种方法适合小样本,哪种适合处理多尺度目标等。需要确保回答结构清晰,分点明确,并引用相关文献支持观点。</think>遥感影像目标检测方法分类可根据技术演进和应用特点分为以下几类: ### 一、传统图像处理方法 1. **基于特征工程的分类** - 利用人工设计的特征(如HOG、LBP、SIFT)提取目标纹理、形状和光谱信息,结合SVM或随机森林进行分类[^3] - 适用于早期低分辨率卫星影像(如Landsat-5的TM影像[^2]) 2. **模板匹配技术** - 建立标准目标模板库,通过滑动窗口进行相似度匹配 - 在ACS数据集船舶检测中曾取得约65%的准确率 $$ \text{相似度计算公式: } S(I,T) = \frac{\sum_{i,j}(I_{ij}-\bar{I})(T_{ij}-\bar{T})}{\sqrt{\sum_{i,j}(I_{ij}-\bar{I})^2}\sqrt{\sum_{i,j}(T_{ij}-\bar{T})^2}} $$ ### 二、深度学习方法 #### 1. 监督学习框架 - **双阶段检测器**: Faster R-CNN系列,在DOTA数据集上mAP达78.2% - **单阶段检测器**: YOLO系列(如yolo11改进版),处理速度可达45FPS - **改进型网络**: 针对卫星影像特点加入注意力机制、特征金字塔优化 #### 2. 弱监督/半监督方法 - 使用图像级标签代替实例级标注,标注成本降低70% - 典型方法如WSDDN,在NWPUVHR-10数据集上召回率提升15% #### 3. 无监督学习 - 通过对比学习构建特征空间 - 在LEVIR数据集上,SimCLR方法取得67.3%的检测精度 ### 三、多模态融合方法 1. **光谱-空间联合分析** - 融合多光谱波段信息(如Landsat-7的8个波段[^2]) 2. **时相序列分析** - 利用时间维度特征提升船舶轨迹检测精度 ### 四、后处理优化技术 - 改进型NMS算法解决密集目标重叠问题 - 基于先验知识的误检过滤(如船舶尺寸约束)
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