### 详解Python修复遥感影像条带的两种方式 #### 一、背景介绍 在遥感影像处理领域，经常会遇到由于各种原因导致的影像质量问题，其中一条常见的问题就是“条带”现象。条带（Stripes）是指在遥感影像上出现的一系列平行于扫描方向的明暗不均的带状区域，这种现象会严重影响影像的质量，进而影响后续的数据分析与应用。本文主要介绍了使用Python修复遥感影像条带的两种方法：一是基于GDAL库的方法，二是基于OpenCV库的方法。 #### 二、GDAL修复Landsat ETM+影像条带 **1. 背景** Landsat 7 ETM+（Enhanced Thematic Mapper Plus）卫星自1999年开始运行以来，为全球提供了大量高质量的多光谱遥感影像。然而，2003年5月后，由于扫描线校正器（Scan Line Corrector, SLC）故障，导致获取的影像中出现了明显的条带现象。这些条带严重影响了影像的质量，因此需要对其进行修复。 **2. GDAL修复条带的实现原理** GDAL（Geospatial Data Abstraction Library）是一款开源的地理空间数据管理和处理库，它支持多种格式的地理空间数据文件，并提供了一系列工具和API用于数据处理。GDAL中的`FillNodata`函数可以用于填充影像中的无效值，从而修复条带等缺陷。 **3. 代码实现** ```python import gdal from tqdm import tqdm def gdal_repair(tif_name, out_name, bands): """ 使用GDAL修复遥感影像条带 参数: tif_name (string): 源影像名称 out_name (string): 输出影像名称 bands (integer): 影像波段数 """ # 打开影像文件 tif = gdal.Open(tif_name) # 获取驱动程序 driver = gdal.GetDriverByName('GTiff') # 创建新影像 new_img = driver.CreateCopy(out_name, tif, 0) for i in tqdm(range(1, bands + 1), desc="Processing Bands"): # 获取当前波段 band = new_img.GetRasterBand(i) # 使用FillNodata对条带部分进行插值 gdal.FillNodata(targetBand=band, maskBand=band, maxSearchDist=15, smoothingIterations=0) # 将修复好的波段写入新数据集中 new_img.GetRasterBand(i).WriteArray(band.ReadAsArray()) # 示例调用 tif_name = "path/to/input.tif" out_name = "path/to/output.tif" bands = 7 # Landsat 7 ETM+通常有7个波段 gdal_repair(tif_name, out_name, bands) ``` **4. 效果展示** 修复后的影像将不再存在明显的条带现象，影像质量得到显著提升。 #### 三、OpenCV修复Landsat ETM+影像条带 **1. 背景** OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个开源计算机视觉和机器学习软件库。虽然它主要用于计算机视觉任务，但在某些情况下也可以用于遥感影像处理。 **2. OpenCV修复条带的实现原理** OpenCV中的`inpaint`函数可以用来修复图像中的缺陷区域。这个函数通过分析周围的像素信息来进行修复，适用于修复较小的区域。 **3. 代码实现** ```python import gdal_array import numpy as np import cv2 from tqdm import tqdm def cv2_repair(tif_name): # 读取tif影像 tif_data = gdal_array.LoadFile(tif_name).astype('float32') # 获取掩膜 mask = tif_data.sum(axis=0) mask = (mask == 0).astype(np.uint8) bands = tif_data.shape[0] res = [] for i in tqdm(range(bands), desc="Processing Bands"): # 使用OpenCV的inpaint函数 repaired = cv2.inpaint(tif_data[i], mask, 3, flags=cv2.INPAINT_TELEA) res.append(repaired) return np.array(res) # 示例调用 tif_name = "path/to/input.tif" repaired_data = cv2_repair(tif_name) ``` **4. 效果展示** 使用OpenCV修复条带后，可以看到虽然处理速度较慢，但是修复效果更佳，影像整体质量更高。 #### 四、总结 通过对以上两种方法的对比可以看出，GDAL的方法更适合快速处理大量的遥感影像，而OpenCV的方法则更加注重修复效果的质量。在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的方法进行遥感影像的条带修复处理。

基于傅里叶变换的HY_1B卫星影像条带噪声去除_杨雪.pdf

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针对环境减灾小卫星高光谱影像数据中存在的条带噪声，提出一种双边滤波与矩匹配方法融合的去除条带噪声方法。该方法克服了传统方法在去除条带噪声的同时带来新的噪声，并且边缘信息丢失等问题。最后进行了几种去除条带方法的比较试验，并且对试验结果进行了讨论。试验证明，提出的方法去除高光谱遥感影像的条带噪声效果明显，且能较好地保留原始影像中的地物信息。

高光谱遥感数据蕴含着丰富的地物反射光谱信息,其原始反射数据中含有大量的噪声,这些噪声严重影响地物反射光谱中的吸收特征,大大降低数据的分析精度,研究有效的高光谱遥感数据噪声滤波算法是改善高光谱数据分析效果的关键环节。研究了推扫高光谱图像(PHI)影像中条带噪声的高频特性,针对目前常用的矩匹配方法及几种改进的矩匹配方法都存在一定的缺点,提出一种改进的行平滑条带滤波方案,对含有条带噪声波段行均值曲线进行平滑处理,并调整图像中各像元的灰度值,以减小行间灰度差异,所得图像的峰值信噪比有所提高,取得了比按波段的矩匹配方法更好的去条带效果,在较好地削弱图像中条带噪声的同时,保留了原图像的辐射特征。

使用过Landsat-7 ETM+影像数据的童鞋，你们是否因为影像的数据条带丢失所困扰呢？数据条带丢失也就是我们通常说的坏条带问题，遇到这种数据很让人头疼。

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