世界最先进的高分辨率卫星图像去霾技术

随着工业化和城市化进程的推进，城市的空气污染状况日趋严重。“雾霾”出现频率的增加，不仅影响到我们的生活质量和身体健康，也直接影响到我们的卫星对地观测。特别是高分辨率卫星，即使在无云的晴天，也很难得到大面积清晰的图像(图1)。

图1 A，霾污染的城市区域高分辨率卫星图像（QuickBird）

图1 B，霾污染的农业和林业山区高分辨率卫星图像（QuickBird）

传统卫星图像去霾方法是通过多通道卫星观测数据，基于光学厚度的算法来估算地面气溶胶的含量，进而估算出霾的分布，（例如ATCOR，德国宇航中心），然后将霾从卫星图像中去除。通过遥感数据计算光学厚度，需要较多的参数和假设，因此误差比较大，特别是对于10米以下的高分辨率卫星图像。至今在国际上，包括北美和欧洲，还没有有成效的解决方案（实用的软件和系统）。

COOL（ControllableObjectively Optimized Lessening/removing-haze）技术，基于大气散射原理，通过数字图像处理和空间模拟分析方法，将地球表面的霾污染层从卫星图像中提取出来，在使卫星图像变得更加清晰的同时，也可以定量地更加准确地评价和估算大气中悬浮颗粒物的浓度。COOL技术适用于分辨率从1-1000米的各种光学卫星图像。应德国宇航中心邀请，COOL与ATCOR在德国慕尼黑进行了各种性能的比较。结果COOL操作简单，速度快，效果好，特别是可以做实时去霾处理。得到德国同行专家的高度评价。在与ESRI合作伙伴的过程中，ESRI的图像处理专家确认COOL技术是迄今为止，他们见过的最好，最先进，最实用的高分辨率卫星图像去霾技术。应当指出，COOL技术还可以应用于无人机和航拍等，在恶劣天气下执行搜索和救灾的实时去霾处理。

图2A，经过COOL技术去霾处理之后的高分辨率卫星图像

图2B，经过COOL技术去霾处理之后的高分辨率卫星图像 （山区）

COOL的操作演示，可以在优酷YOUKU：http://v.youku.com/v_show/id_XODY2OTM3MjI4.html