本发明公开了一种基于云厚度估计与深度学习的单幅遥感影像云去除方法，属于遥感影像图像处理技术领域。本发明包括：S1：选取多景覆盖海面的有云卫星遥感影像，建立色彩范围模型提取云图，并根据图像叠加公式生成模拟遥感影像云去除数据集；S2：构建显著性检测卷积神经网络模型,估计遥感图像云厚度、亮度信息，并获得去云遥感影像；S3：基于半监督学习，构建用于判断遥感图像中有云或无云状态的鉴别器模型，实现对遥感影像云去除结果的评估以及鉴别器模型无监督微调。本发明可以在厚云与薄云共存的情况下保持遥感影像去云结果的可靠性；无需额外的辅助数据，去云结果不会对无云区域影像造成干扰。