一種基于modis圖像的水體顏色檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法及裝置，其中方法包括：獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像；將MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成三刺激值；基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的水色級(jí)別；根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定水體顏色。本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測的適用。
【專利說明】—種基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及遙感圖像顏色參量提取【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種基于MODIS (Moderate-resolut1n Imaging Spectrorad1meter,中分辨率成像光譜儀)圖像的水體顏色檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水體顏色是太陽光線與水體中的光活性物質(zhì)在可見光范圍內(nèi)作用的直接結(jié)果，與水體水質(zhì)有著密切的關(guān)系。水體顏色是水質(zhì)的常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)之一，因此對水體顏色的進(jìn)行檢測，對于水質(zhì)監(jiān)測而言具有重要意義。
[0003]本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn):目前利用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測成為了一種需求；而水體中三種主要的光活性物質(zhì):浮游植物、懸浮物和有色可溶性有機(jī)物共同決定了水體的顏色；在水體中，三種物質(zhì)表現(xiàn)出各種可能的組合，三種物質(zhì)濃度獨(dú)立變化且變化范圍很大，水體光學(xué)特性復(fù)雜多變，使水體水色遙感成為一個(gè)多變量非線性的復(fù)雜問題；因此現(xiàn)有技術(shù)還沒有一種能夠適用于采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測的方案。
[0004]可見，提供一種水體顏色檢測方法，以適用采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)適用采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測的目的。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，包括:
[0008]獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像；
[0009]將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值；
[0010]基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；
[0011]通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，所述預(yù)定坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，所述預(yù)定坐標(biāo)系的Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致；
[0012]計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0013]根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的水色級(jí)別；
[0014]根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
[0015]其中，所述預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系的確定過程包括:
[0016]選取色度圖外圍線的設(shè)定納米波長范圍，所述設(shè)定納米波長范圍包含η個(gè)整數(shù)納米波長，一個(gè)整數(shù)納米波長表示色度圖外圍線的一個(gè)顏色主波長，η大于2 ;
[0017]確定所述設(shè)定納米波長范圍中，色度圖外圍線上各整數(shù)納米波長點(diǎn)在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，得到η個(gè)色度坐標(biāo)，一個(gè)整數(shù)納米波長對應(yīng)一個(gè)色度坐標(biāo)；
[0018]通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；
[0019]計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0020]確定各整數(shù)納米波長對應(yīng)的夾角，建立整數(shù)納米波長表示的顏色主波長，與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
[0021]其中，所述預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系的確定過程包括:
[0022]確定水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；
[0023]通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；
[0024]計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0025]確定各水色級(jí)別對應(yīng)的夾角范圍,該夾角范圍即該水色級(jí)別與上下兩個(gè)水色級(jí)別夾角角分線確定的夾角范圍，落入這個(gè)角度范圍的夾角值對應(yīng)該水色級(jí)別，建立各水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
[0026]其中，所述獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像包括:
[0027]獲取包含MODIS第I波段，第4波段和第3波段共3個(gè)波段的地表反射率水體區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；其中，第I波段的波長范圍為620納米至670納米，位于紅光范圍，第4波段的波長范圍為545納米至565納米，位于綠光范圍，第3波段的波長范圍為459納米至479納米，位于藍(lán)光范圍。
[0028]其中，所述將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值包括:
[0029]基于CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)，將MODIS圖像每個(gè)象元的第I波段值，第4波段值，第3波段值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Ζ。
[0030]其中，所述預(yù)定坐標(biāo)系的構(gòu)建過程包括:
[0031]在CIE標(biāo)準(zhǔn)色度圖中，基于色度坐標(biāo)為(1/3，1/3)的等能白點(diǎn)構(gòu)建二維左手坐標(biāo)系，所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致，所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系作為所述預(yù)定坐標(biāo)系。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置，包括:
[0033]圖像獲取模塊，用于獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像；
[0034]三刺激值轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值；
[0035]色度坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；
[0036]新坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，所述預(yù)定坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，所述預(yù)定坐標(biāo)系的Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致；
[0037]夾角計(jì)算模塊，用于計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0038]顏色波長級(jí)別確定模塊，用于根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定所述夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定所述夾角的水色級(jí)別；
[0039]水體顏色確定模塊，用于根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
[0040]其中，所述裝置還包括:
[0041]第一對應(yīng)關(guān)系確定模塊，用于選取色度圖外圍線的設(shè)定納米波長范圍，所述設(shè)定納米波長范圍包含η個(gè)整數(shù)納米波長，一個(gè)整數(shù)納米波長表示色度圖外圍線的一個(gè)顏色主波長，η大于2，確定所述設(shè)定納米波長范圍中，色度圖外圍線上各整數(shù)納米波長在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，得到η個(gè)色度坐標(biāo)，一個(gè)整數(shù)納米波長對應(yīng)一個(gè)色度坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，確定各整數(shù)納米波長對應(yīng)的夾角，建立整數(shù)納米波長表示的顏色主波長，與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系；
[0042]第二對應(yīng)關(guān)系確定模塊，用于確定水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，確定各水色級(jí)別對應(yīng)的夾角，建立各水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
[0043]其中，所述圖像獲取模塊包括:
[0044]圖像數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取包含MODIS第I波段，第4波段和第3波段共3個(gè)波段的地表反射率水體區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；其中，第I波段的波長范圍為620納米至670納米，位于紅光范圍，第4波段的波長范圍為545納米至565納米，位于綠光范圍，第3波段的波長范圍為459納米至479納米，位于藍(lán)光范圍。
[0045]其中，所述三刺激值轉(zhuǎn)換模塊包括:
[0046]轉(zhuǎn)換執(zhí)行單元，用于基于CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)，將MODIS圖像每個(gè)象元的第I波段值，第4波段值，第3波段值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Z0
[0047]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，通過獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像，將MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值，計(jì)算各象元的三刺激值在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，并且通過建立X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致的預(yù)定坐標(biāo)系，從而通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；進(jìn)而通過預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的水色級(jí)別，最終根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，利用遙感數(shù)據(jù)對水體水質(zhì)進(jìn)行宏觀監(jiān)測，發(fā)揮了衛(wèi)星遙感環(huán)境監(jiān)測的優(yōu)勢；同時(shí)基于MODIS反射率遙感圖像，建立了水體顏色參量提取的方法，使遙感圖像上的水體顏色能夠定量化表示，實(shí)現(xiàn)了采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測的適用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0049]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法的流程圖；
[0050]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的確定夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系的方法流程圖；
[0051]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的確定夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系的方法流程圖；
[0052]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法的另一流程圖；
[0053]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0054]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置的另一結(jié)構(gòu)框圖；
[0055]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0056]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的三刺激值轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0057]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置的再一結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0059]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法的流程圖，該方法可應(yīng)用于具有數(shù)據(jù)處理能力的電子設(shè)備，參照圖1，該方法可以包括:
[0060]步驟S100、獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像；
[0061]可選的，MODIS圖像可以認(rèn)為是MODIS拍攝的反映水體顏色的圖像數(shù)據(jù)；
[0062]可選的，RGB波段組合主要是指紅光(R)范圍波段，綠光(G)范圍波段和藍(lán)光(B)范圍波段的組合；本發(fā)明實(shí)施例可通過MODIS獲取地表反射率水體區(qū)域圖像，并且該地表反射率水體區(qū)域圖像中可包含RGB波段組合。
[0063]步驟SI 10、將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值；
[0064]可選的，本發(fā)明實(shí)施例可基于CIE (Internat1nal Commiss1n onIlluminat1n,國際照明委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)將MODIS圖像中每個(gè)象元的RGB值(即紅光范圍波段值，綠光范圍波段值和藍(lán)光范圍波段值)轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Z ;
[0065]步驟S120、基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；
[0066]可選的，色度圖坐標(biāo)系可以是CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)對應(yīng)的色度坐標(biāo)系；通過三刺激值在色度圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法，可計(jì)算各象元的三刺激值所對應(yīng)在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)。
[0067]步驟S130、通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；
[0068]其中，所述預(yù)定坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致；
[0069]可選的，本發(fā)明實(shí)施例可通過兩個(gè)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)。
[0070]步驟S140、計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0071]若象元在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(x，y)，則本發(fā)明實(shí)施例可計(jì)算(x，y)與預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角α值。
[0072]步驟S150、根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的水色級(jí)別；
[0073]可選的，本發(fā)明實(shí)施例可計(jì)算色度圖的顏色主波長在預(yù)定坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，確定出色度圖的顏色主波長在預(yù)定坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，與預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，從而得到夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而確定出步驟S140所計(jì)算的各夾角的顏色主波長；由于各顏色主波長均可對應(yīng)相應(yīng)的顏色，因此通過確定出的各夾角的顏色主波長，本發(fā)明實(shí)施例可確定出MODIS圖像所反映的水體顏色分布情況。
[0074]可選的，本發(fā)明實(shí)施例可通過水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在預(yù)定坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，確定出各水色級(jí)別在預(yù)定坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，與預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，從而得到夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而確定出步驟S140所計(jì)算的各夾角的水色級(jí)別；通過確定出的各夾角的水色級(jí)別，本發(fā)明實(shí)施例可確定出MODIS圖像所反映的水體的水色級(jí)別分布情況。
[0075]步驟S160、根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
[0076]可選的，本發(fā)明實(shí)施例可僅以所確定的顏色主波長，確定MODIS圖像所反映的水體顏色；也可僅以所確定的水色級(jí)別確定MODIS圖像所反映的水體顏色；顯然,本發(fā)明實(shí)施例也可采用顏色主波長與水色級(jí)別相結(jié)合的方式確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
[0077]本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，通過獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像，將MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值，計(jì)算各象元的三刺激值在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，并且通過建立X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致的預(yù)定坐標(biāo)系，從而通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；進(jìn)而通過預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的水色級(jí)別，最終根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，利用遙感數(shù)據(jù)對水體水質(zhì)進(jìn)行宏觀監(jiān)測，發(fā)揮了衛(wèi)星遙感環(huán)境監(jiān)測的優(yōu)勢；同時(shí)基于MODIS反射率遙感圖像，建立了水體顏色參量提取的方法，使遙感圖像上的水體顏色能夠定量化表示，實(shí)現(xiàn)了采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測的適用。
[0078]可選的，圖2示出了確定夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系的方法流程圖，值得注意的是，在前文所述的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系的表達(dá)含義的基礎(chǔ)上，圖2所示方法僅為實(shí)現(xiàn)夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系的表達(dá)含義的一種可選方式；參照圖2，該方法可以包括:
[0079]步驟S200、選取色度圖外圍線的設(shè)定納米波長范圍，所述設(shè)定納米波長范圍包含η個(gè)整數(shù)納米波長，一個(gè)整數(shù)納米波長表示色度圖外圍線的一個(gè)顏色主波長，η大于2 ;
[0080]可選的，設(shè)定納米波長范圍可以是38011111(納米)-70011111，其中包含321個(gè)整數(shù)納米波長，則可對應(yīng)321個(gè)顏色主波長。
[0081]步驟S210、確定所述設(shè)定納米波長范圍中，色度圖外圍線上各整數(shù)納米波長點(diǎn)在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，得到η個(gè)色度坐標(biāo)，一個(gè)整數(shù)納米波長對應(yīng)一個(gè)色度坐標(biāo)；
[0082]可選的，本發(fā)明實(shí)施例可計(jì)算380nm-700nm中的321個(gè)整數(shù)納米波長，在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，其中，一個(gè)整數(shù)納米波長對應(yīng)一個(gè)顏色主波長，得到321個(gè)顏色主波長所對應(yīng)的321個(gè)色度坐標(biāo)。
[0083]色度圖坐標(biāo)系可以為圖1所示的與CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)對應(yīng)的色度坐標(biāo)系。
[0084]步驟S220、通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；
[0085]可選的，預(yù)定坐標(biāo)系可以為圖1所示的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致的坐標(biāo)系。
[0086]步驟S230、計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0087]步驟S240、確定各整數(shù)納米波長對應(yīng)的夾角，建立整數(shù)納米波長表示的顏色主波長,與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
[0088]可選的，本發(fā)明實(shí)施例可建立321個(gè)顏色主波長與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系可構(gòu)建顏色主波長角度查找表，可選的，按照此方法構(gòu)建的顏色主波長查找表，從380nm到700nm對應(yīng)的角度是逐波長遞增的。
[0089]本發(fā)明實(shí)施例在得到各整數(shù)納米波長對應(yīng)的夾角后，也就得到了整數(shù)納米波長表示的顏色主波長對應(yīng)的夾角，可建立出各顏色主波長與夾角的對應(yīng)關(guān)系，從而作為圖1所示方法中表示的預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定出MODIS圖像的各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，所對應(yīng)的顏色主波長?？蛇x的，本發(fā)明實(shí)施例可基于主波長角度查找表，查找MODIS圖像每個(gè)象元對應(yīng)的角度值最近的一個(gè)角度，這個(gè)角度對應(yīng)的顏色主波長值即為該象元的顏色主波長值，輸出顏色主波長圖像。
[0090]可選的，圖3示出了確定夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系的方法流程圖，值得注意的是，在前文所述的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系的表達(dá)含義的基礎(chǔ)上，圖3所示方法僅為實(shí)現(xiàn)夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系的表達(dá)含義的一種可選方式；參照圖3，該方法可以包括:
[0091]步驟S300、確定水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；
[0092]可選的，水體Forel-Ule比色表為Forel-Ule目視比色法的所采用的比色表(Forel-Ule目視比色法為現(xiàn)有的水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測算法)，水體Forel-Ule比色表表達(dá)了 21個(gè)水色級(jí)別。本發(fā)明實(shí)施例可計(jì)算水體Forel-Ule比色表表達(dá)的21個(gè)水色級(jí)別在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)。
[0093]步驟S310、通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；
[0094]步驟S320、計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0095]步驟S330、確定各水色級(jí)別對應(yīng)的夾角，建立各水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系O
[0096]可選的,本發(fā)明實(shí)施例可建立水體Forel-Ule比色表表達(dá)的21個(gè)水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系可構(gòu)建水色分級(jí)角度查找表，可選的，按照此方法構(gòu)建的水色分級(jí)角度查找表，從FU第I級(jí)別到第22級(jí)別對應(yīng)的角度是逐漸遞增的。
[0097]可選的，本發(fā)明實(shí)施例基于水色分級(jí)角度查找表，可查找MODIS圖像的每個(gè)象元的角度最近的一個(gè)角度，這個(gè)角度對應(yīng)的FU分級(jí)值(水色分級(jí)值)即為該象元的FU分級(jí)(水色分級(jí))；并且只有當(dāng)角度值在[-150° ,60° ]區(qū)間內(nèi)時(shí)，才進(jìn)行查找分級(jí)，否則不能進(jìn)行查找FU分級(jí)。
[0098]本發(fā)明實(shí)施例在得到各水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系后,可將該對應(yīng)關(guān)系作為圖1所示方法中表示的預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定出MODIS圖像的各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，所對應(yīng)的水色級(jí)別。
[0099]本發(fā)明實(shí)施例提取的水體顏色FU分級(jí)值，基于常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測使用的Forel-Ule比色表中的21種水體顏色，能夠直觀且定量地反映水質(zhì)狀況，實(shí)現(xiàn)了基于衛(wèi)星遙感圖像的水體顏色分級(jí)，并且為與歷史常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)銜接對比提供了可能。
[0100]可選的，反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像，可以是包含MODIS第I波段，第4波段和第3波段共3個(gè)波段的地表反射率水體區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；可選的，第I波段的波長范圍可以為620nm-670nm,第4波段的波長范圍可以為545nm-565nm,第3波段的波長范圍可以為459nm至479nm ;可以看出，第I波段的波長范圍位于紅光范圍，第4波段的波長范圍位于綠光范圍，第3波段的波長范圍位于藍(lán)光范圍，該MODIS第I波段，第4波段和第3波段的組合即是MODIS圖像RGB真彩色合成的波段組合。
[0101]對應(yīng)的，在將MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例可基于CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)，將MODIS圖像每個(gè)象元的第I波段值，第4波段值，第3波段值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Z。
[0102]可選的，本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)建的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致的預(yù)定坐標(biāo)系，可以是在CIE標(biāo)準(zhǔn)色度圖中，基于色度坐標(biāo)為(1/3，1/3)的等能白點(diǎn)所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系。
[0103]可選的，圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法的另一流程圖，圖4所示方法可作為本發(fā)明實(shí)施例提供的優(yōu)選方法，參照圖4，該方法可以包括:
[0104]步驟S400、獲取包含MODIS第I波段，第4波段和第3波段共3個(gè)波段的地表反射率水體區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；
[0105]其中，第I波段的波長范圍為620納米至670納米，位于紅光范圍，第4波段的波長范圍為545納米至565納米，位于綠光范圍，第3波段的波長范圍為459納米至479納米，位于藍(lán)光范圍。
[0106]步驟S410、基于CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)，將MODIS圖像每個(gè)象元的第I波段值，第4波段值，第3波段值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Z0
[0107]步驟S420、基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)對應(yīng)的色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；
[0108]步驟S430、在CIE標(biāo)準(zhǔn)色度圖中，基于色度坐標(biāo)為(1/3，1/3)的等能白點(diǎn)所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系中，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在所述二維左手坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；
[0109]其中，所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致。
[0110]步驟S440、計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于所述二維左手坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0111]步驟S450、根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的水色級(jí)別；
[0112]其中，本發(fā)明實(shí)施例可計(jì)算色度圖的顏色主波長在所述二維左手坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，確定出色度圖的顏色主波長在所述二維左手坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，與所述二維左手坐標(biāo)系的X軸的夾角，從而得到夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系；本發(fā)明實(shí)施例可通過水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在所述二維左手坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，確定出各水色級(jí)別在所述二維左手坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)，與所述二維左手坐標(biāo)系的X軸的夾角，從而得到夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系。
[0113]步驟S460、根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
[0114]可選的，本發(fā)明實(shí)施例所檢測的水體可以是II類水體，可以是內(nèi)陸水體；顯然，本發(fā)明實(shí)施例所檢測的水體類型也可不受限制。
[0115]本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，利用遙感數(shù)據(jù)對水體水質(zhì)進(jìn)行宏觀監(jiān)測，發(fā)揮了衛(wèi)星遙感環(huán)境監(jiān)測的優(yōu)勢；同時(shí)基于MODIS反射率遙感圖像，建立了水體顏色參量提取的方法，使遙感圖像上的水體顏色能夠定量化表示，實(shí)現(xiàn)了采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測的適用。
[0116]下面對本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置進(jìn)行介紹，下文描述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置與上文描述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法可相互對應(yīng)參照。
[0117]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖，參照圖5，該裝置可以包括:
[0118]圖像獲取模塊100，用于獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像；
[0119]三刺激值轉(zhuǎn)換模塊200，用于將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值；
[0120]色度坐標(biāo)計(jì)算模塊300，用于基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)；
[0121]新坐標(biāo)計(jì)算模塊400，用于通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，所述預(yù)定坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，所述預(yù)定坐標(biāo)系的Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致；
[0122]夾角計(jì)算模塊500，用于計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；
[0123]顏色波長級(jí)別確定模塊600，用于根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定所述夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定所述夾角的水色級(jí)別；
[0124]水體顏色確定模塊700，用于根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
[0125]可選的，圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置的另一結(jié)構(gòu)框圖，結(jié)合圖5和圖6所示，該裝置還可以包括:
[0126]第一對應(yīng)關(guān)系確定模塊800，用于選取色度圖外圍線的設(shè)定納米波長范圍，所述設(shè)定納米波長范圍包含η個(gè)整數(shù)納米波長，一個(gè)整數(shù)納米波長表示色度圖外圍線的一個(gè)顏色主波長，η大于2，確定所述設(shè)定納米波長范圍中，色度圖外圍線上各整數(shù)納米波長點(diǎn)在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，得到η個(gè)色度坐標(biāo)，一個(gè)整數(shù)納米波長對應(yīng)一個(gè)色度坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，確定各整數(shù)納米波長對應(yīng)的夾角，建立整數(shù)納米波長表示的顏色主波長，與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系；
[0127]第二對應(yīng)關(guān)系確定模塊900，用于確定水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，確定各水色級(jí)別對應(yīng)的夾角，建立各水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
[0128]可選的，圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取模塊100的一種可選結(jié)構(gòu)，參照圖7，圖像獲取模塊100可以包括:
[0129]圖像數(shù)據(jù)獲取單元110，用于獲取包含MODIS第I波段，第4波段和第3波段共3個(gè)波段的地表反射率水體區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；其中，第I波段的波長范圍為620納米至670納米，位于紅光范圍，第4波段的波長范圍為545納米至565納米，位于綠光范圍，第3波段的波長范圍為459納米至479納米，位于藍(lán)光范圍。
[0130]可選的，圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的三刺激值轉(zhuǎn)換模塊200的一種可選結(jié)構(gòu)，參照圖8，三刺激值轉(zhuǎn)換模塊200可以包括:
[0131]轉(zhuǎn)換執(zhí)行單元210，用于基于CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)，將MODIS圖像每個(gè)象元的第I波段值，第4波段值，第3波段值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Z0
[0132]可選的，圖9示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置的再一結(jié)構(gòu)框圖，結(jié)合圖5和圖9所示，該裝置還可以包括:
[0133]坐標(biāo)系建立模塊1000，用于在CIE標(biāo)準(zhǔn)色度圖中，基于色度坐標(biāo)為(1/3，1/3)的等能白點(diǎn)構(gòu)建二維左手坐標(biāo)系，所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致，所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系作為所述預(yù)定坐標(biāo)系。
[0134]本發(fā)明實(shí)施例提供的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置，利用遙感數(shù)據(jù)對水體水質(zhì)進(jìn)行宏觀監(jiān)測，發(fā)揮了衛(wèi)星遙感環(huán)境監(jiān)測的優(yōu)勢；同時(shí)基于MODIS反射率遙感圖像，建立了水體顏色參量提取的方法，使遙感圖像上的水體顏色能夠定量化表示，實(shí)現(xiàn)了采用遙感手段對水體顏色進(jìn)行宏觀大范圍長時(shí)間的遙感檢測的適用。
[0135]同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例提取的水體顏色FU分級(jí)值，基于常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測使用的Forel-Ule比色表中的21種水體顏色，能夠直觀且定量地反映水質(zhì)狀況，實(shí)現(xiàn)了基于衛(wèi)星遙感圖像的水體顏色分級(jí)，并且為與歷史常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)銜接對比提供了可能。
[0136]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。
[0137]專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0138]結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM、或【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
[0139]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，其特征在于，包括: 獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像； 將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值； 基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)； 通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，所述預(yù)定坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，所述預(yù)定坐標(biāo)系的Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致； 計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角； 根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定各夾角的水色級(jí)別； 根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，其特征在于，所述預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系的確定過程包括: 選取色度圖外圍線的設(shè)定納米波長范圍，所述設(shè)定納米波長范圍包含η個(gè)整數(shù)納米波長，一個(gè)整數(shù)納米波長表示色度圖外圍線的一個(gè)顏色主波長，η大于2 ;確定所述設(shè)定納米波長范圍中，色度圖外圍線上各整數(shù)納米波長點(diǎn)在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，得到η個(gè)色度坐標(biāo)，一個(gè)整數(shù)納米波長對應(yīng)一個(gè)色度坐標(biāo)； 通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)；計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角；確定各整數(shù)納米波長對應(yīng)的夾角，建立整數(shù)納米波長表示的顏色主波長，與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，其特征在于，所述預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系的確定過程包括: 確定水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)； 通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)； 計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角； 確定各水色級(jí)別對應(yīng)的夾角，建立各水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，其特征在于，所述獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像包括: 獲取包含MODIS第I波段，第4波段和第3波段共3個(gè)波段的地表反射率水體區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；其中，第I波段的波長范圍為620納米至670納米，位于紅光范圍，第4波段的波長范圍為545納米至565納米，位于綠光范圍，第3波段的波長范圍為459納米至479納米，位于藍(lán)光范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，其特征在于，所述將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值包括: 基于CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)，將MODIS圖像每個(gè)象元的第I波段值，第4波段值，第3波段值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Ζ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測方法，其特征在于，所述預(yù)定坐標(biāo)系的構(gòu)建過程包括: 在CIE標(biāo)準(zhǔn)色度圖中，基于色度坐標(biāo)為(1/3，1/3)的等能白點(diǎn)構(gòu)建二維左手坐標(biāo)系，所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致，所構(gòu)建的二維左手坐標(biāo)系作為所述預(yù)定坐標(biāo)系。
7.一種基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置，其特征在于，包括: 圖像獲取模塊，用于獲取反映水體顏色的具有RGB波段組合的MODIS圖像； 三刺激值轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述MODIS圖像的每個(gè)象元的RGB值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值； 色度坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于基于各象元的三刺激值，計(jì)算每個(gè)象元在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)； 新坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算每個(gè)象元的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，所述預(yù)定坐標(biāo)系的X軸與色度圖坐標(biāo)系的Y軸平行，正向方向一致，所述預(yù)定坐標(biāo)系的Y軸與色度圖坐標(biāo)系的X軸平行，正向方向一致； 夾角計(jì)算模塊，用于計(jì)算各象元的新坐標(biāo)相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角； 顏色波長級(jí)別確定模塊，用于根據(jù)預(yù)定的夾角與顏色主波長的對應(yīng)關(guān)系，確定所述夾角的顏色主波長，及根據(jù)預(yù)定的夾角與水色級(jí)別的對應(yīng)關(guān)系，確定所述夾角的水色級(jí)別； 水體顏色確定模塊，用于根據(jù)所確定的顏色主波長與水色級(jí)別，確定MODIS圖像所反映的水體顏色。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置，其特征在于，還包括: 第一對應(yīng)關(guān)系確定模塊，用于選取色度圖外圍線的設(shè)定納米波長范圍，所述設(shè)定納米波長范圍包含η個(gè)整數(shù)納米波長，一個(gè)整數(shù)納米波長表示色度圖外圍線的一個(gè)顏色主波長，η大于2，確定所述設(shè)定納米波長范圍中，色度圖外圍線上各整數(shù)納米波長點(diǎn)在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，得到η個(gè)色度坐標(biāo)，一個(gè)整數(shù)納米波長對應(yīng)一個(gè)色度坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各整數(shù)納米波長對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，確定各整數(shù)納米波長對應(yīng)的夾角，建立整數(shù)納米波長表示的顏色主波長，與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系； 第二對應(yīng)關(guān)系確定模塊，用于確定水體Forel-Ule比色表中各水色級(jí)別在色度圖坐標(biāo)系中的色度坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的色度坐標(biāo)在預(yù)定坐標(biāo)系中的新坐標(biāo)，計(jì)算各水色級(jí)別對應(yīng)的新坐標(biāo)，相對于預(yù)定坐標(biāo)系的X軸的夾角，確定各水色級(jí)別對應(yīng)的夾角，建立各水色級(jí)別與對應(yīng)的夾角的對應(yīng)關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置，其特征在于，所述圖像獲取模塊包括: 圖像數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取包含MODIS第I波段，第4波段和第3波段共3個(gè)波段的地表反射率水體區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；其中，第I波段的波長范圍為620納米至670納米，位于紅光范圍，第4波段的波長范圍為545納米至565納米，位于綠光范圍，第3波段的波長范圍為459納米至479納米，位于藍(lán)光范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述基于MODIS圖像的水體顏色檢測裝置，其特征在于，所述三刺激值轉(zhuǎn)換模塊包括: 轉(zhuǎn)換執(zhí)行單元，用于基于CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)，將MODIS圖像每個(gè)象元的第I波段值，第4波段值，第3波段值轉(zhuǎn)換成色度學(xué)中的三刺激值X，Y，Z0
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104361602SQ201410693596
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】張兵, 李俊生, 申茜, 張方方, 王勝蕾 申請人:中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所