Cloud Detection And Information Cloning Technique For Multi Temporal Satellite Images

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017Thesis (Ph.D.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2017Uzaktan algılanmış uydu görüntülerinde atmosfer etkilerinden kaynaklı olarak ortaya çıkan bölgesel bulutlar ve bu bulutların gölgeleri, yapılan çalışmalarda problem oluşturan temel gürültü kaynaklarındandır. Değişim analizi, NDVI hesaplama gibi önemli dijital işlemlerde bulut ve gölge bölgeleri, genel olarak yanıltıcı sonuçlar veren bölgeler olduğundan dijital işlemler çoğu zaman bu alanlar maskelenerek gerçekleştirilmektedir. Bu problem birçok çalışmada aynı bölgeden farklı zamanlarda elde edilmiş uydu görüntüleri ile mozaikleme yapılarak aşılmıştır. Ancak, mozaikleme sırasında oluşan spektral ve dokusal bozulmalar çalışmaları olumsuz etkilemektedir. Görüntünün çekilme anına bir daha dönülemeyeceğinden, bulutsuz bir görüntü elde etmek önemli bir süreç haline gelmektedir. Google Earth gibi sık kullanılan harita araçları aynı bölgeye ait çekilmiş birçok görüntü kullanarak bu görüntülerin ortalamalarından bulutsuz mozaikler elde ederek kullanıcılara sunmaktadır. Bu çalışmada bulutlu görüntüler çok zamanlı bulutsuz görüntülerden klonlama yapılarak bulutsuz hale getirilecektir. Diğer benzer çalışmalara ek olarak, klonlama süreci bir fotoğraf düzenleme işleminden öte görüntünün spektral özellikleri kullanılarak gerçekleştirilerek en yakın tarih ve spektral benzerlik göz önünde bulundurularak bulutsuz görüntü elde edilecektir. Üretilen bulutsuz görüntüde oluşan kenar bozulma etkileri çeşitli filtreler ile azaltılacaktır. Geliştirilen yöntem farklı zamanlarda çekilmiş Landsat-8 uydu görüntüleri ile test edilmiştir. Görüntüde bulunan bulutların belirlenmesi, bulut klonlama işleminin gerçekleştirilmesi için ilk aşama ve doğruluğu direkt olarak klonlama doğruluğu etkileyen bir süreçtir. Bulutların oluşturduğu parlaklık ve gölgelerinin oluşturduğu kararmalar birçok veri analizini olumsuz etkilemektedir. Bu etkiler, atmosferik düzeltmede oluşacak zorluklar, NDVI değerlerinin yükselmesi, sınıflandırmadaki hatalar ve değişim analizinin yanlış gerçekleştirilmesi şeklinde olabilir. Tüm bu etkilerin doğrultusunda, uzaktan algılama görüntülerinde bulutlar ve gölgeleri önemli bir gürültü kaynağı olduğundan bunların dijital işlemlerden önceki ilk aşamada belirlenmesi önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Landsat-8 görüntüleri kullanılarak ve mevcut ısıl bantların da yardımıyla, bulut ve gölgelerinin belirlenmesi için bölütleme tabanlı bir kural dizisi ile uygulanan bir yöntem önerilmiş ve test edilmiştir. Çalışmaya temel olan bulut belirleme algoritması, ACCA ve Fmask algoritmalarının geliştirilmiş, sadeleştirilmiş, otomatize edilmiş ve bölütleme tabanlı uyarlanmış bir sürümü olarak değerlendirilebilir . Bu yöntem sayesinde, spektral özellikler ve geometrik özellikler bir arada kullanılarak Landsat 8 görüntülerinden bulut ve bulut gölgeleri belirlenmiştir. Spektral ve geometrik özelliklerin yanı sıra Landsat ısıl bant verileri ile, bulut-gölge ve soğuk yüzey (kar, buz) ayırımı güçlendirilmiştir. Komşuluk ilişkileri kullanılarak, belirlenen bulut alanları etrafındaki bulut gölgelerinin belirleme doğruluğu arttırılmıştır. Geliştirilen algoritma, dört farklı bölge için farklı zamanlarda çekilmiş Landsat görüntüleri üzerinde test edilerek değerlendirilmiştir. Bulut belirleme algoritmasında temel olarak Landsat 8 görüntülerinin OLI ve ısıl bantları kullanılmaktadır. Landsat-8 verileri, DN değerler olarak işlenmemiş halde sağlanmaktadır. Bu veriler, Landsat verileri ile birlikte gelen meta veri dosyasında (MTL) verilen oranlama katsayıları ile atmosfer üstü yansıtım değerlerine ve radyans değerlerine dönüştürülebilmektedir. Böylece veriler fiziksel anlamı olan birimlere dönüştürülmüş olur. Meta veri dosyasında sağlanan ısıl bant katsayıları ile ısıl bant verileri, parlaklık sıcaklığı bilgisine dönüştürülebilmektedir. OLI bantları atmosfer üstü yansıtım değerlerine (ToA), ısıl bantlar ise parlaklık sıcaklığına dönüştürülerek algoritmada kullanılmıştır. Yansıtım değerlerine dönüştürülen görüntülerde bulut alanlarının belirlenmesi için öncelikle bölütleme algoritması ile görüntü süper-piksellere ayrılmış ve kural tabanlı bir sınıflandırma dizisi uygulanarak bulut alanları görüntü üzerinden belirlenmiştir. Bulut alanlarının belirlenmesinden sonra, spektral testler ve bulut alanlarının komşuluk ilişkileri değerlendirilerek bulut gölgesi alanları da belirlenmiştir. Süper pikseller, pikselleri anlamlı gruplar halinde birleştirerek, piksel grupları oluşturmak için kullanılmaktadır. Görüntüdeki aynı bilgiye sahip olan piksellerin birleştirilmesi ile görüntü işleme amaçlı işlemlerin hızı da yüksek oranda artmaktadır. K-ortalamalar (K-means) yönteminin mekânsal özelliklerini de kullanan bir uyarlamasını temel alarak süper pikselleri üreten SLIC algoritması da bu amaçla kullanılan etkin yöntemlerden biridir. Bulut süper piksellerinin üretilmesinde SLIC yöntemi kullanılmıştır. Görüntülerden bulut alanlarının belirlenmesi için, bulutların spektral karakteristiğinin belirlenmesi ile işleme başlanmıştır. Görüntü üzerinden toplanan bulut noktalarının spektral imzaları karşılaştırılmıştır. Algoritma bu imzalar temel alınarak geliştirilmiştir. Bulut özelliklerine benzer şekilde, bulut gölgesi alanlarının sınıflandırılmasında da, görüntü üzerinden toplanan bulut noktalarının spektral imzalarının yorumlanmasını temel alan bir yöntem ile ısıl bandı devre dışı bırakan bir bant oranlama indeksi geliştirilmiştir. Bu indeks ile gölge alanlarının değeri diğer arazi örtüsü özelliklerinden keskin bir şekilde ayrıldığından eşik değeri belirlenmesi dinamik olarak gerçekleştirilebilmektedir. İkinci olarak, farklı gölge alanlarının, bulut gölgeleri ile karışmasını önlemek amacıyla görüntü özniteliklerinden olan güneş azimut açısı kullanılarak tüm bulut bölgelerinin bu açı ile doğru orantılı şekilde belli bir uzaklıkta izdüşümü alınmıştır. Bu izdüşüm alanlar, potansiyel gölge alanlarını ifade etmektedir. Gölge alan belirleme indeksi sonucu ile bu izdüşüm alanların kesişimi final gölge bölgelerinin sınıflandırılmasında kullanılmıştır Bulut ve gölgelerinin belirlenmesi, uzaktan algılamada uzun zamandır üzerinde çalışılan ve birçok yöntemin geliştirildiği bir konudur. Bu yöntemler kimi zaman yeterli doğrulukta sonuçlar verirken, kimi zaman da yeterli doğruluğu sağlayamamaktadır. Piksel tabanlı yöntemlerin yanı sıra, görüntüyü süper-piksellere ayıran bölütleme tabanlı yöntemlerin bulut ve gölge belirlemede kullanılması yeni bir konudur. Bu şekilde, görüntü, homojen özellikler sergileyen piksel gruplarına ayrılarak, hem hesaplama gücü azaltılmakta, hem de nesne tabanlı bir yaklaşım sergilendiğinden, sınıflandırılması hedeflenen özellikler geometrik karakteristikleri bakımından etkin bir şekilde görüntü üzerinden elde edilebilmektedir. Bu çalışmada geliştirilen bulut ve gölge belirleme algoritmaları ile bölütleme tabanlı bir yaklaşım bu kapsamda uygulanmıştır. İlk aşamada elde edilen süper-piksellerin doğruluğu sınıflandırma doğruluğunu doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle küçük bir ölçek parametresi seçilerek süper-piksellerin boyutları küçük tutulmuş ve piksel gruplamaları homojen tutularak, heterojen süper-piksellerin oluşması olasılığı azaltılmıştır. Bulut ve gölge gibi nesneler, parlak ve koyu yansıtım değerleri nedeniyle görüntü üzerindeki spektral karakteristikleri belirgin bir şekilde oluşan özelliklerdir. Bu bilgiler esas alınarak SLIC algoritması ile etkin bir bölütleme uygulanarak bulut ve gölge alanları süper-piksellere ayrılmıştır. Spektral tabanlı bir yaklaşımla geliştirilen indeksler ile kural seti şeklinde bir yapı kurularak; parlaklık sıcaklığı, güneş açısı, NDSI, NDWI gibi özellikler de sınıflandırma kural setine eklenerek, çok kriterli bir yapıda bulut ve gölge alanları görüntü üzerinden belirlenmiştir. Burada yeni bir yaklaşım olan bulut-gölge izdüşümü yaklaşımı ile bulut ve gölge arasındaki geometrik bağıntı kullanılarak gölge sınıflandırması doğruluğu arttırılmıştır. Tüm bu sonuçlar farklı bölgelerden alınmış görüntüler üzerindeki aynı parametreler ile koşturularak, yöntemin transfer edilebilirliği test edilmiştir. ACCA, Fmask gibi algoritmaların yanında, burada geliştirilen algoritma, transfer edilebilirliği, süper-piksel tabanlı olması sebebiyle getirdiği işlem kolaylığı ve basitleştirilmiş işlem adımları ile kullanışlılığını kanıtlamıştır. Bulut ve gölge alanlarının tespitinden sonra klonlama işlemine altlık oluşturacak bulut maskeleri elde edilmiştir. Bulut alanlarının, bulutsuz görüntülerden hangisi seçilerek klonlanılmasına görüntüler arasında yapılan spektral benzerlik testleri ile karar verilmiştir. Tüm bu görüntülerin bulutlu görüntüye olan korelesyonları hesaplanarak korelasyonu en yüksek olan görüntü bilgi aktarımı için kullanılmıştır. Görüntülerin klonlanmasında, bulutlu görüntünün çekildiği tarihe en yakın 3 aylık görüntüler girdi olarak alınmıştır. Tespit edilen bulut alanları ayrı ayrı analiz edilerek, öncelikle seçilen alana yakın tarihli görüntülerde aynı bölgenin bulutsuz olup olmadığı görüntülerin kesişimleri alınarak test edilmiştir. Bu testin sonrasında bulutsuz görüntüler ile bulutlu görüntü arasında korelasyonu en yüksek görüntüden taşırma algoritması ile (Flood Fill) bilgi aktarımı yapılarak bulutsuz görüntü elde edilmiştir Görüntülerin klonlanmasından sonra oluşan kenar bozulma etkilerinin düzeltilmesi için, klonlanan bölge sınırlarına ortalama filtresi (mean filter, averaging filter) uygulanmıştır. Görüntülerin klonlanmasının ardından, üretilen bulutsuz görüntülerin yakın zaman ait bulutsuz görüntülere olan benzerliği, Yapısal Benzerlik İndeksi Yöntemi (YBIY) (Structural Similarity Index) ile test edilmiştir. YBIY iki resim arasındaki benzerliğin ölçülmesi için geliştirilmiş, Karesel Ortalama Hata’nın (KOH) geliştirilmiş bir sürümü olan ve sık kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem, karşılaştırılan görüntülerden birisini mutlak doğru olarak kabul ederek, diğer görüntünün bu görüntüden sapmasını tespit etmektedir. Görüntünün kontrast ve spektral özelliklerini yanı sıra, yapısal bozulmalarını da hesaplamaya kattığından çalışma için uygun yöntem olarak belirlenmiş ve uygulanmıştır. Bulutlu görüntülerdeki bulutların giderilmesi uzaktan algılama disiplini üzerinde çalışanların uzun zamandır çalıştığı bir konudur. Sis etkisinin giderilmesi için bazı spektral yöntemler geliştirilmiş olsa da, geçirimsiz bulutların giderilmesi ancak farklı zamanlı uydu görüntülerinden bilgi aktarımı ile gerçekleşmektedir. Bu çalışmada, yapılan diğer çalışmalarda kazanılan bulut belirleme başarımının sonrasında bu bilgi kullanılarak görüntüde bulunan bulutların, aynı bölgeden çekilmiş farklı zamanlı görüntülerden bilgi aktarımı ile bulutsuz hale getirilmesi sağlanmıştır. Diğer bulutsuz görüntü elde etme yöntemlerinin yanı sıra, bulutlu alanların bulutsuz görüntülerden klonlanması sırasında, görüntülerin spektral ve yapısal özelliklerini korumak ön planda tutulmuştur. Farklı görüntü benzerlik ve görüntü kalitesi yöntemleri kullanılarak sadece görsellik önde tutulmadan spektral ve yapısal bilgiyi de koruyan bir yöntem geliştirilmiştir.One of the main sources of noises in remote sensing satellite images are regional clouds and shadows of these clouds caused by atmospheric conditions. In many studies, these clouds and shadows are masked with multitemporal images taken from the same area to decrease effects of misclassification and deficiency in different image processing techniques, such as change detection and NDVI calculation. This problem is surpassed in many studies by mosaicking with different images obtained from different acquisition dates of the same region. The main step of all these studies that cover cloud cloning or cloud detection is the detection of clouds from a satellite image. In this study, clouds and shadow patches are classified by using a spectral feature based rule set created after segmentation process of Landsat 8 image. Not only spectral characteristics but also structural parameters like pattern, area and dimension are used to detect clouds and shadows. Information of cloud projection is used to strengthen cloud shadow classification. Rule set of classification is developed within a transferable approach to reach a scene independent solution. Results are tested with different satellite images from different areas to test transferability and compared to other state-of art methods in the literature. Detection of clouds and cloud shadows features correctly is the main step of cloning procedure to create cloudless image from multitemporal image dataset. Multitemporal image dataset is used to find best image to clone cloud image. Choosing best image for cloning process is an important step for reliable cloning. Statistical and seasonal similarity tests are used to find best image to clone cloud covered image. Vector intersections are used to find cloudless images between multitemporal dataset. Flood Fill method is used to create cloudless image from cloud covered image by using information extraction from cloudless images in dataset. Accuracy of cloning process is tested by using SSIM index to find structural and spectral similarity to cloudless image. All cloning results are tested with different image from different regions to check transferability of study. This study can be regarded as a scientific approach to create cloudless image mosaics for each kind of application. Method in this thesis is a scientific approach to well-known methods of famous cloudless mosaic generation methods of Google, Mapbox Co. etc. for creation of visually good-looking base maps for web maps.DoktoraPh.D

ALET (Automated Labeling of Equipment and Tools): A Dataset, a Baseline and a Usecase for Tool Detection in the Wild

Robots collaborating with humans in realistic environments will need to be able to detect the tools that can be used and manipulated. However, there is no available dataset or study that addresses this challenge in real settings. In this paper, we fill this gap by providing an extensive dataset (METU-ALET) for detecting farming, gardening, office, stonemasonry, vehicle, woodworking and workshop tools. The scenes correspond to sophisticated environments with or without humans using the tools. The scenes we consider introduce several challenges for object detection, including the small scale of the tools, their articulated nature, occlusion, inter-class invariance, etc. Moreover, we train and compare several state of the art deep object detectors (including Faster R-CNN, Cascade R-CNN, RepPoint and RetinaNet) on our dataset. We observe that the detectors have difficulty in detecting especially small-scale tools or tools that are visually similar to parts of other tools. This in turn supports the importance of our dataset and paper. With the dataset, the code and the trained models, our work provides a basis for further research into tools and their use in robotics applications.Comment: 7 pages, 4 figure

The efficacy of adalimumab on experimentally induced spinal cord ischemia-reperfusion injury

Objective: Paraplegia is a dangerous complication of thoracoabdominal aortic surgery. Various studies have been conducted on the prevention of this complication and some spinal cord protection methods have been proposed. However, there is not any modality that prevent the development of paraplegia certainly. In the I / R period, primary injury triggers secondary injury due to increased inflammation, apoptosis and free radical formation. In this study, we evaluated that the neuroprotective effect of adalimumab in spinal cord ischemia-reperfusion injury.  Materials and Methods: In total, 24 adult New Zealand rabbits were divided into three groups: Group 1, control; Group 2, ischemia-reperfusion by infrarenal aortic clamping; Group 3, adalimumab treated followed by ischemia. Tissue and plasma tumor necrosis factor alpha, interleukin 6, interleukin 10, thiobarbituric acid reactive substance, total oxidant status and total antioxidant status levels were analyzed as a marker of inflammation and oxidation. Histopathological evaluation of the tissues was performed, and apoptosis was evaluated by TUNNEL method. Results: I/R injury significantly increases plasma and spinal cord tissue at TNF alpha, TOS, TBARS, IL6 levels and reduces plasma and spinal cord tissue to TAS and IL10 levels. Adalimumab treatment significantly reduces plasma and spinal cord tissue to TNF alpha, TOS, TBARS, IL6 and increases plasma and tissue to TAS and IL10 levels. Conclusion: Adalimumab treatment significantly reduces the spinal cord neuronal damage score and the number of apoptotic cells. This paper aims to demonstrate the important neuroprotective effects of adalimumab on rabbit spinal cord I/R injury

Association of platelet count and platelet indices with cranial meningioma

Introduction and Objectives: In this study, we aimed to investigate whether platelet count (PLT) and platelet indices included mean platelet volume (MPV), platecrit (PCT), platelet distribution width  (PDW) values can be used as diagnostic markers in cranial meningiomas. Materials and Methods: The study included results of 29 patient and 47 healthy contributors. Based on pathologies, the patients were divided into two groups. The first group included meningioma patients and the second one included healthy individuals. Healthy contributors named control group. Platelet count and platelet indices were determined using Sysmex XN 550 haematology analyzer. The preoperative platelet count (PLT) and platelet indices included mean platelet volume (MPV), platecrit (PCT), platelet distribution width  (PDW) values were recorded from the routine laboratory tests. Results: There was no statistically significant difference in PLT between the meningioma and healthy groups (p = 0.217). There was a statistically significant difference in PCT between the meningioma group and the healthy group (p = 0.002). There was a statistically significant difference in PDW between meningioma group and healthy group (p = 0.001). In terms of MPV, there was a statistically significant difference between meningioma group and the healthy group (p = 0.001) Conclusion: Platelet count and indices are easily available in the routine blood tests. Despite the retrospective design and small sample size, our findings suggest that altered MPV, PDW and PCT levels might serve as potential biomarkers for the diagnosis of meningiomas

Thermal stability and optoelectronic behavior of polyaniline/GNP (graphene nanoplatelets) nanocomposites

Polyaniline and graphene nanoplatelets (PANI-GNP) nanocomposites are synthesized by in situ oxidative polymerization of polyaniline using an oxidizing agent, ammonium peroxy disulphate (APS). The mass of GNP in the nanocomposites varied by 5, 10, and 15 wt% compared to PANI. The synthesized polyaniline coated graphene nanoplatelets (PANI-GNP) nanocomposites are chemically characterized and using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, Scanning electron microscopy (SEM), UV-Vis spectroscopy, and X-ray diffraction analysis (XRD). FTIR and Raman spectroscopy analysis confirmed the uniform coating of polyaniline on GNP. The SEM micrograph and XRD pattern demonstrate the polymerization quality and crystallization degree of samples. UV-Vis analysis showed a decrease in the bandgap of polyaniline, which confirms that nanocomposites are more suitable for optoelectronic application because of variation in the bandgap. TGA analysis showed the thermal stability of PANI is increased with the increased mass of GNP. This study suggests the potential of GNP as a filler for efficient modification in the morphological, electrical, optical, and thermal properties of PANI.Comment: 13 pages, with 8 figures and one tabl

Computed tomography-based morphometric measurements of the atlas (C1) posterior arc

Study design: Single-center retrospective study Objectives: This study is performed to determine the anatomic feasibility of the C1 posterior arc screw and help select an optimal screw trajectory in treating patients with craniovertebral junction pathologies. Material and Methods: We reported a single-centre retrospective study. Forty patients (20 male and 20 female) who underwent cervical computed tomography (CT) were chosen from the hospital records. Based on CT images, we measured left laminar length (LLL), right laminar length (RLL), left laminar angle (LLA), right laminar angle (RLA), left laminar axial thickness (LLAT), right laminar axial thickness (RLAT), left laminar coronal thickness (LLCT), right laminar coronal thickness (RLCT), and craniocaudal angle (CCA) of the C1 posterior arc. Results: The mean values and standard deviations (SD) for nine parameters at the C1 posterior arc were determined. LLL, RLL, LLCT, and RLCT were statistically longer in men than women. RLAT was bigger in men but there was no statistical difference. RLA was statistically wider in women than men. LLA and CCA were wider in women but there was no statistical difference, LLAT was bigger in women but there was no statistical difference. There was no statistical difference in measurements by age. Conclusion:  The results of this study are important to avoid neurovascular injury and pedicle breakage because of choosing large screw while performing C1 laminar screw fixation

Quantification of Thermal Oxidation in Metallic Glass Powder using Ultra-small Angle X-ray Scattering

In this paper, the composition, structure, morphology and kinetics of evolution during isothermal oxidation of Fe 48Cr 15Mo 14Y 2C 15B 6 metallic glass powder in the supercooled region are investigated by an integrated ex-situ and in-situ characterization and modelling approach. Raman and X-ray diffraction spectra established that oxidation yielded a hierarchical structure across decreasing length scales. At larger scale, Fe 2O 3 grows as a uniform shell over the powder core. This shell, at smaller scale, consists of multiple grains. Ultra-small angle X-ray scattering intensity acquired during isothermal oxidation of the powder over a wide Q-range delineated direct quantification of oxidation behavior. The hierarchical structure was employed to construct a scattering model that was fitted to the measured intensity distributions to estimate the thickness of the oxide shell. The relative gain in mass during oxidation, computed theoretically from this model, relatively underestimated that measured in practice by a thermogravimetric analyzer due to the distribution in sizes of the particles. As a whole, this paper introduces the first direct quantification of oxidation in metallic glass powder by ultra-small angle X-ray scattering. It establishes novel experimental environments that can potentially unfold new paradigms of research into a wide spectrum of interfacial reactions in powder materials at elevated temperatures

SEGMENTATION BASED CLOUD AND CLOUD SHADOW DETECTION IN SATELLITE IMAGERY

One of the main source of noises in remote sensing satellite imagery is regional clouds and shadows of these clouds caused by atmospheric conditions. In many studies, these clouds and shadows are masked with multi-temporal imagery taken from the same area to decrease effects of misclassification and deficiency in different image processing techniques, such as change detection and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). This problem is surpassed in many studies by mosaicking with different images obtained from different acquisition dates of the same region. The main step of all studies that cover cloud cloning or cloud detection is the detection of clouds from a satellite image. In this study, clouds and shadow patches are classified by using a spectral feature based rule set created after segmentation process of Landsat 8 image. Not only spectral characteristics but also structural parameters like pattern, area and dimension are used to detect clouds and shadows. Rule set of classification is developed within a transferable approach to reach a scene independent method. Results are tested with different satellite imageries from different areas to test transferability and compared with other state-of art methods in the literature

A Cloud Removal Algorithm to Generate Cloud and Cloud Shadow Free Images Using Information Cloning

One of the main problems of optical remote sensing is clouds and cloud shadows caused by specific atmospheric conditions during data acquisition. These features limit the usage of acquired images and increase the difficulty in data analysis, such as normalized difference vegetation index values, misclassification, and atmospheric correction. Accurate detection and reliable cloning of cloud and cloud shadow features in satellite images are very useful processes for optical remote sensing applications. In this study, an automated cloud removal algorithm to generate cloud and cloud shadow free images from multitemporal Landsat-8 images is introduced. Cloud and cloud shadow areas are classified by using process-based rule set developed by using spectral and spatial features after applying simple linear iterative clustering superpixel segmentation algorithm to the image to find cloud pixel groups easily and correctly. Segmentation-based cloud detection method gives better results than pixel-based for detection of cloud and cloud shadow patches. After detection of clouds and cloud shadows, cloud-free images are created by cloning cloudless regions from multitemporal dataset. Spectral and structural consistency are preserved by considering spectral features and seasonal effects while cloning process. Statistical similarity tests are applied to find best cloud-free image to use for cloning process. Cloning results are tested with the structural similarity index metric to evaluate the performance of cloning algorithm