Landsat-8을 이용한 자동화된 구름 제거 영상 생성

Abstract

Landsat은 대표적인 지구관측 위성 중 하나로 지표면 모니터링, 변화탐지, 분류 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 하지만 구름과 구름의 그림자는 지표의 관측과 분석을 제한하는 장애물 중 하나로, Landsat을 사용하기 전 구름을 제거하고 원래의 지표 피복으로 복원하는 과정은 필수적이다. 최근에 발사된 Landsat-8은 기존위성에 비해 2개의 추가적인 costal/aerosol, cirrus 밴드를 제공하며, 이는 구름을 탐지하고 복원하는데 효율적으로 사용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 Landsat-8의 영상에서 구름을 효과적으로 탐지하고, 복원하는 기법을 단계적으로 제안하였다. Otsu 임계화 기법을 통하여 구름과 구름의 그림자 지역을 탐지하였고, 탐지된 구름 및 그림자 지역은 실험 영상과 참조영상을 이용하여 원래의 지표 피복으로 복원 하였다. 복원영상의 정확도 평가에서는 전체정확도가 약 85%, 카파계수가 0.7128로 본 연구에서 제안한 알고리즘이 효율적임을 확인하였다. Landsat is one of the popular satellites for observing land surface that is used in various areas including monitoring, detecting and classifying changes in land surface. However, shades, which cloud itself and its shadow, interrupted often clear observation and analysis of ground surface. For this reason, the process of removing shades and restoring original ground surfaces are critical for geospatial users. This study is planned to recommend a methodology for more accurate and clear images of Landsat-8 sensor, which provided two additional bands of costal/aerosol and cirrus. In fact, those bands are known as functioned effectively in detecting and restoring shades. Otsu's thresholding technique to detect clouds, we replaced those detective shades by using experimental and reference images. In accurate assessment, the overall accuracy and kappa coefficients were about 85% and 0.7128, respectively. This indicates that the proposed technique is effective for recovering the original land surface.