高分辨率遥感影像融合基本理论及预处理技术介绍及分析
高分辨率全色遥感图像的预处理技术研究
高分辨率全色遥感图像的预处理技术研究随着信息技术的不断发展和应用领域的拓宽,高分辨率全色遥感图像逐渐成为了人们获取地表信息的重要手段之一。
该技术具有数据获取快、分辨率高、精度高等优点,可用于城市规划、土地利用、农业生产等多个领域。
然而,由于高分辨率全色遥感图像数据量大,通常需要进行一系列预处理才能得到满足实际需求的数据结果。
因此,对高分辨率全色遥感图像预处理技术的研究具有十分重要的意义。
1. 色彩均衡色彩均衡是对高分辨率全色遥感图像进行预处理的基础。
由于不同光谱波段对不同物体具有不同反射率,因此需要对图像进行色彩均衡以达到各波段相似的反射系数。
在色彩均衡的过程中,可以采用灰度世界算法、直方图均衡化等方法,通过调整图像各像素点的亮度和色度,进而消除图像的颜色偏差,提高图像的可读性。
2. 去噪高分辨率全色遥感图像的预处理还需要对图像进行去噪处理。
在图像采集过程中会受到各种因素的影响,如传感器噪声、大气干扰等,这些因素会引起图像的噪点,并影响到图像的质量和精度。
因此,在去噪的过程中需要综合考虑图像的复杂性、计算效率等因素,采用合适的算法进行噪点的降噪处理。
3. 图像配准图像配准是将高分辨率全色遥感图像与其他相关数据进行匹配的过程,该过程旨在减少因不同数据源导致的信息重叠、信息缺失等影响因素。
在图像配准的过程中,需要利用数字全息图像匹配算法等精确度较高的算法对图像进行细节补齐和整体结构调整,提高图像的准确度和可读性。
4. 动态裁剪高分辨率全色遥感图像的数据量大,需要进行图像裁剪处理,从而获得足够分辨率和大小的图像数据块。
动态裁剪是基于图像内容的自适应图像裁剪技术,该技术可将图像分割为多个均衡的部分,利用自适应算法对图像分割进行更精细的拆分,从而得到更为精确的数据结果。
高分辨率全色遥感图像的预处理技术是遥感图像处理的关键性工作之一,预处理质量的好坏直接影响到后续分析应用的精度和速度。
因此,需要深入研究和掌握各种预处理技术,并针对不同应用需求对预处理过程进行优化,以达到更高的图像质量和更好的应用效果。
高分辨率遥感影像处理与分析技术
高分辨率遥感影像处理与分析技术遥感影像是通过空间传感器获取地球表面信息的一种技术手段。
随着遥感技术的发展和进步,高分辨率遥感影像成为了广泛应用于地球科学研究、城市规划、环境保护等领域的重要工具。
在这些应用领域中,高分辨率遥感影像的处理与分析技术起着至关重要的作用。
高分辨率遥感影像处理的第一步是预处理。
预处理的目的是去除影像中的噪声、减少大气和地表的辐射扰动等不利因素,使得影像能够更好地反映地表的真实信息。
常见的预处理步骤包括辐射校正、几何校正和大气矫正等。
辐射校正通过转换数字数值到辐射亮度,解决了不同传感器之间的亮度差异问题。
几何校正则是将影像几何特征与地面特征进行匹配,纠正由于传感器本身或平台摆动引起的畸变。
大气矫正则是通过模拟大气传输过程,消除大气对辐射亮度的影响。
经过预处理之后,高分辨率遥感影像将更加准确和可信。
在预处理完成后,高分辨率遥感影像的处理重点转向图像解译。
图像解译是根据影像中反映的地物特征进行分类和识别的过程。
利用数字图像处理和模式识别等方法,可以对遥感影像进行自动或半自动的分类分析。
常见的图像解译方法包括监督分类和非监督分类。
监督分类是通过人工选择一部分样本进行训练,并根据样本特征进行分类。
非监督分类则是基于遥感影像中的统计特征进行分类,不需要事先定义类别,从而可以发现未知地物类型。
通过图像解译处理,高分辨率遥感影像可以提供详细的地物信息,为后续分析提供支持。
除了图像解译之外,高分辨率遥感影像还可以进行多样化的分析。
其中之一是变化检测,通过对多期遥感影像的对比,可以发现地表的变化情况,如城市扩张、土地利用变化等。
变化检测可以为城市规划、土地资源管理等提供参考和决策支持。
另外,高分辨率遥感影像还可以进行地貌分析、水资源监测、植被覆盖分析等,为地理环境研究和生态保护提供重要数据。
高分辨率遥感影像处理与分析技术的发展,不仅带来了遥感数据的丰富和精细化,也为地理信息系统(GIS)的发展提供了有力支持。
高分辨率遥感数据的处理与分析方法
高分辨率遥感数据的处理与分析方法遥感技术的发展日益成熟,高分辨率遥感数据的获取量逐渐增加。
如何处理和分析这些海量数据成为遥感领域的重要研究课题。
本文将介绍高分辨率遥感数据的处理与分析方法,并探讨其在不同领域的应用。
一、数据预处理高分辨率遥感数据的预处理是数据处理的重要步骤,它包括数据去噪、辐射校正、几何校正等内容。
1. 数据去噪:高分辨率遥感数据中常常存在各种噪声,如椒盐噪声、斑点噪声等。
为了减少噪声对后续分析的影响,可以采用滤波算法对数据进行去噪处理,如中值滤波、均值滤波等。
2. 辐射校正:高分辨率遥感数据的辐射校正是将原始数据转换为物理度量的一个过程。
通过影像的辐射校正,可以消除大气、地表反射率等因素对遥感影像的影响,得到准确的反射率信息。
3. 几何校正:高分辨率遥感数据的几何校正是将影像的像素空间坐标与实际地理坐标之间建立映射关系的过程。
通过准确的几何校正,可以保证影像的空间精度,提高后续分析的可靠性。
二、数据分类与特征提取高分辨率遥感数据的分类和特征提取是将遥感影像转化为语义信息的重要工作。
1. 数据分类:数据分类是指将遥感影像中的像素根据其反射率或其他属性进行分类,以获得具有不同意义的地物信息。
常用的分类方法包括基于像元的分类、基于对象的分类和基于深度学习的分类等。
2. 特征提取:特征提取是将遥感影像中不同地物的特征进行提取和描述的过程。
常用的特征提取方法包括纹理特征提取、形状特征提取、光谱特征提取等。
通过特征提取,可以获得地物的几何、纹理和光谱等多维信息,为后续的应用提供基础。
三、数据融合与信息提取高分辨率遥感数据融合与信息提取是将多源数据融合,获取更丰富的地物信息的关键环节。
1. 数据融合:高分辨率遥感数据融合是指将不同源、不同分辨率的遥感数据进行融合,以获取更全面、更准确的地物信息。
常见的数据融合方法包括基于智能算法的融合、基于模型的融合等。
2. 信息提取:通过数据融合,可以获取到更丰富的地物信息。
高分辨率卫星遥感影像的处理与分析研究
高分辨率卫星遥感影像的处理与分析研究遥感技术的迅速发展和卫星的不断更新,为高分辨率卫星遥感影像的处理与分析提供了更加精准和丰富的数据来源。
这些卫星影像在农业、城市规划、环境保护等领域具有重要的应用价值。
本文将重点探讨高分辨率卫星遥感影像的处理与分析研究,探讨其在不同领域的应用。
首先,高分辨率卫星遥感影像处理中的一项主要任务是图像预处理。
该过程主要包括影像纠正、边缘填充、噪声去除等。
影像纠正通过校正算法来去除观测误差和大气扰动,使影像具有准确的地理地位信息。
边缘填充可以避免影像出现黑边或白边,提高处理结果的准确度。
噪声去除则通过滤波等方法来消除图像中的干扰信息,以便更好地获取感兴趣区域的细节和特征。
其次,高分辨率卫星遥感影像的分析研究可以帮助从影像中提取有用的信息和特征。
例如,基于卫星遥感影像的土地利用和覆盖分类研究可以对地表特征进行有效的判别和分类,以实现对土地利用的监测和管理。
此外,遥感影像还可以用于测绘、环境保护和灾害监测等方面的研究。
通过分析高分辨率卫星遥感影像,可以获取更准确的数据,为科学研究和决策提供支持。
高分辨率卫星遥感影像的处理与分析研究在农业领域具有广泛的应用。
农业是国民经济的重要支柱,准确获取土地利用信息和作物生长状况对精细农业管理具有重要意义。
通过高分辨率卫星遥感影像的处理与分析,可以实现对耕地面积、作物表型、农药施用等信息的监测和分析,帮助农民制定科学合理的种植方案,提高农作物的产量和质量。
此外,遥感影像还可用于监测气象条件和水资源利用情况,以提供更加准确的农业气象服务和水资源管理决策支持。
在城市规划和管理方面,高分辨率卫星遥感影像的处理与分析研究也发挥着重要的作用。
城市快速发展导致土地利用、环境污染、交通拥堵等问题的日益严重,而遥感影像的获取和分析可提供全面的城市信息,帮助规划师和决策者更好地进行城市规划和管理。
通过遥感影像,可以进行城市扩展和改扩建项目的评价和监测,提供空间分析和决策支持。
高分辨率遥感影像的图像处理技术
高分辨率遥感影像的图像处理技术第一章引言近年来,随着遥感技术的快速发展,高分辨率遥感影像的获取和利用已经成为各个领域重要的研究方向之一。
高分辨率遥感影像的图像处理技术在农业、环境监测、城市规划等方面具有广泛的应用前景。
本文对高分辨率遥感影像的图像处理技术进行了归纳和总结,并介绍了一些常见的处理方法。
第二章高分辨率遥感影像的获取与特点2.1 高分辨率遥感影像的获取2.2 高分辨率遥感影像的特点第三章图像去噪与增强技术3.1 去噪技术3.1.1 经典的图像去噪算法3.1.2 基于稀疏表示的图像去噪算法3.2 增强技术3.2.1 直方图均衡化3.2.2 小波变换增强3.2.3 Retinex增强算法第四章图像分割与目标检测技术4.1 图像分割技术4.1.1 基于阈值的分割方法4.1.2 基于区域生长的分割方法4.1.3 基于边缘检测的分割方法4.2 目标检测技术4.2.1 基于模板匹配的目标检测方法4.2.2 基于机器学习的目标检测方法4.2.3 基于深度学习的目标检测方法第五章图像配准与镶嵌技术5.1 图像配准技术5.1.1 点匹配法5.1.2 区域匹配法5.1.3 特征点匹配法5.2 图像镶嵌技术5.2.1 基于图像金字塔的镶嵌方法5.2.2 基于小波变换的镶嵌方法5.2.3 基于多视角的镶嵌方法第六章高分辨率遥感影像的分类与识别6.1 图像分类技术6.1.1 基于颜色特征的分类方法6.1.2 基于纹理特征的分类方法6.1.3 基于形状特征的分类方法6.2 图像识别技术6.2.1 基于支持向量机的图像识别方法6.2.2 基于神经网络的图像识别方法6.2.3 基于深度学习的图像识别方法第七章结论本文对高分辨率遥感影像的图像处理技术进行了综述,包括图像去噪与增强技术、图像分割与目标检测技术、图像配准与镶嵌技术以及图像分类与识别技术等。
在高分辨率遥感影像的应用中,这些图像处理技术发挥着重要的作用。
未来随着遥感技术的进一步发展,高分辨率遥感影像的获取和利用将会更加广泛和深入。
高分辨率遥感影像图像处理与分析
高分辨率遥感影像图像处理与分析一、引言随着科技的进步和高分辨率遥感技术的发展,高分辨率遥感影像图像处理与分析在各个领域中变得越来越重要。
本文将介绍高分辨率遥感影像图像处理与分析的概念、方法和应用。
二、高分辨率遥感影像图像处理方法1. 图像预处理高分辨率遥感影像的预处理是图像处理的第一步,主要包括图像校正、几何校正、辐射校正和纠正。
- 图像校正:消除影像中的拉伸、扭曲等畸变,使像素与地面位置之间的关系保持一致。
- 几何校正:将图像映射到真实的地理坐标系中,确保像素与地理位置之间的映射关系准确。
- 辐射校正:对影像进行辐射定标,使其在不同光照条件下具有相似的亮度和对比度。
- 纠正:纠正影像中的云、阴影和大气污染等干扰,提高图像质量。
2. 特征提取特征提取是从高分辨率遥感影像中提取有用的信息、目标或属性的过程。
常用的特征提取方法包括:- 像素级特征提取:使用图像处理算法如边缘检测、纹理分析等提取像素级别的特征信息。
- 目标级特征提取:基于目标检测和分割算法,提取不同对象的特征信息,如形状、纹理、颜色等特征。
- 地物级特征提取:将遥感影像与地理信息系统(GIS)相结合,提取地物的空间分布、位置、形状等特征信息。
3. 图像分类与识别图像分类与识别是将高分辨率遥感影像中的像素或目标分到预定义的类别中的过程。
常用的分类与识别方法包括:- 基于像素的分类:将像素按照其光谱、纹理等特征进行分类,常用的方法有最大似然法、支持向量机等。
- 基于目标的分类:将目标或区域按照其空间分布、形状等特征进行分类,常用的方法有目标检测、分割算法等。
- 基于深度学习的分类:利用深度卷积神经网络等深度学习技术进行图像分类,提高分类效果和准确性。
三、高分辨率遥感影像图像分析应用1. 环境监测与资源管理高分辨率遥感影像图像处理与分析在环境监测与资源管理中有着广泛的应用,可以用于水体监测、土地利用与覆盖变化分析、植被生长监测等。
例:利用高分辨率遥感影像图像处理与分析技术,可以监测水体污染、测量水体面积和水质,实现水资源的合理管理。
高分辨率遥感影像处理方法及技巧研究
高分辨率遥感影像处理方法及技巧研究遥感影像是通过从远距离采集地球表面特定区域的光谱或辐射能信息而获取的图像。
高分辨率遥感影像具有更细致的空间分辨率,能够提供更多的细节,因此在许多领域具有广泛的应用。
然而,高分辨率遥感影像的处理是一个复杂的过程,需要使用各种方法和技巧来提取有用的信息。
本文将探讨一些常用的高分辨率遥感影像处理方法及技巧。
首先,高分辨率遥感影像的预处理是非常重要的。
预处理包括图像去噪、辐射定标、几何校正等步骤。
图像去噪是为了去除影像中的噪声,以提高影像的质量。
常用的去噪方法有中值滤波、均值滤波和小波去噪等。
辐射定标是将原始高分辨率遥感影像转换为反射率或辐射亮度,以便进行后续的分析和处理。
几何校正是为了消除图像中的几何变形,使得图像在地理坐标和投影坐标之间具有一致的映射关系。
其次,高分辨率遥感影像的特征提取是应用中的关键步骤。
特征提取可以帮助我们理解影像中的信息,并提取出我们感兴趣的目标。
常用的特征提取方法有基于像素的方法和基于对象的方法。
基于像素的方法是从单个像素出发,通过计算像素的光谱、纹理和形状等特征来表征目标。
基于对象的方法则是将像素组织成不同的对象,并提取对象级别的特征。
常见的特征提取方法包括主成分分析、支持向量机和深度学习等。
另外,高分辨率遥感影像还可以通过分类方法进行分析和处理。
分类是将遥感影像中的像素或对象分配给不同的类别。
常用的分类方法包括监督分类和无监督分类。
监督分类是利用已知类别的样本对影像进行训练,并使用分类器来确定未知样本所属的类别。
无监督分类则是根据像素的统计特征将影像分成不同的集群。
常见的监督分类算法包括最大似然分类、支持向量机和随机森林等。
此外,高分辨率遥感影像处理还需要考虑空间信息的分析。
空间信息分析是通过考虑邻域像素之间的关系来提取更多的有用信息。
常见的空间信息分析方法包括纹理分析、形态学处理和分割等。
纹理分析是通过计算像素的纹理统计特征来表征目标的纹理特性。
高分辨率卫星遥感影像处理技术研究
高分辨率卫星遥感影像处理技术研究一、引言高分辨率卫星遥感影像处理技术是当前遥感技术领域的研究热点之一。
随着卫星技术不断发展和遥感数据获取能力的提升,高分辨率卫星遥感影像已经成为获取地球表面信息的重要手段。
本文将从图像预处理、图像增强、图像分类和图像融合四个方面介绍高分辨率卫星遥感影像处理技术的研究进展。
二、图像预处理高分辨率卫星遥感影像的预处理是图像处理流程中的第一步,目的是为了减少噪声、改善图像质量和增强图像特征。
常见的图像预处理方法包括图像去噪、图像配准和图像增强。
图像去噪通过滤波算法对图像进行降噪处理,以提高图像的信噪比。
图像配准是将不同波段或不同时间的遥感影像进行几何校正,使其在空间上对应。
图像增强是通过灰度变换等技术手段,使图像的特征更加突出。
三、图像增强高分辨率卫星遥感影像的图像增强是图像处理的重要环节,其目的是改善图像的视觉效果、增强图像的信息表达能力。
常见的图像增强方法包括直方图均衡化、线性拉伸和非线性拉伸等。
直方图均衡化通过调整图像的像素灰度分布,以增强图像的对比度和细节;线性拉伸通过像素灰度变换,将图像灰度范围重新调整,使得原始图像的灰度范围被充分利用;非线性拉伸通过像素灰度转换函数进行灰度变换,以改善图像的视觉效果和信息提取能力。
四、图像分类高分辨率卫星遥感影像的图像分类是从大量的遥感图像数据中自动提取特定地物信息的过程。
图像分类的目标是将图像中的像素分成不同的类别或对象,例如建筑物、水体、植被等。
常见的图像分类方法有基于像元的分类、基于对象的分类和基于深度学习的分类等。
基于像元的分类方法将像元作为图像分类的最小单元,通过像素的光谱、纹理和空间信息进行分类。
基于对象的分类方法以对象为单位进行分类,通过提取图像中的连通区域或边界进行分类。
基于深度学习的分类方法通过训练深度神经网络模型,从图像中学习特征并进行分类。
五、图像融合高分辨率卫星遥感影像的图像融合是将多个不同波段或不同时间的遥感影像融合成一个多波段或多时相的复合图像。
高分辨率遥感影像融合基本理论及预处理技术介绍及分析
高分辨率遥感影像融合基本理论及预处理技术介绍及分析一、研究背景1.1研究目的以及应用领域随着遥感技术的快速发展,越来越多的不同类型遥感器被用于对地观测,这些多角度、多传感器、多平台和高时间分辨率、高空分辨率、高时间分辨率的遥感图像数据,各自具有自己的优势和局限性。
为了能更加充分、有效合理的利用和开发这些海量数据资料,遥感数字图像融合技术便应运而生,它作为遥感图像信息提取的一种有效工具,已经成为遥感研究的前沿问题,并且在这几年里,遥感图像融合技术的发展突飞猛进。
关于数据融合的概念最早出现于20世纪70年代初,并且是在80年代慢慢发展起来的一门新兴的信息处理技术,在当时被称为多传感器混合或者是数据融合。
遥感图像融合是一个对多传感器的图像数据和其它信息处理的过程。
它的重点在于把那些在时问或空间上冗余或互补的多源数据,按照一定的算法或规则进行运算处理,以获取对同一目标更为全面、更为可靠、更为准确的图像,生成一幅具有新的波谱和空间特征的合成图像。
它不仅仅是简单的数据间的复合,而是需要强调信息的优化,以突出专题信息,消除或抑制无关的信息,改善目标识别的图像环境,增加解译的可靠性,改善分类、扩大应用范围和效果,减少模糊性。
通过大量的研究发现,通过不同传感器、不同方式获取的大量遥感图像数据之间,既具有互补性,又存在极大的冗余性。
如何从这些兼有互补性和冗余性的多源海量遥感数据中有效、合理的提取更有用、更精练、质量更高的信息,为辅助决策系统提供决策依据,已经成为一个迫切需要得到解决的前沿性问题,遥感图像融合技术就成为一个研究热点。
如今,遥感图像融合技术在很多领域都表现出巨大的应用前景。
例如,Landsat TM图像与SPOT图像融合既具有多光谱特点又具有高空间分辨率特点,有利于对目标的提取与分类;红外图像与可见光图像融合可以更好地帮助直升机飞行员进行导航。
随着多传感器图像融合技术的不断完善和发展,其在民用和军事的各个领域的应用会更加广泛,因此,对遥感图像融合技术展开深入的探索和研究,对国民经济的发展具有重要意义。
高分辨率遥感影像处理与分析技术
高分辨率遥感影像处理与分析技术一、引言高分辨率遥感影像处理与分析技术是遥感科学领域的重要组成部分,随着遥感技术的发展和卫星观测能力的提高,高分辨率遥感影像处理与分析技术越来越受到关注和重视。
本文将从影像预处理、影像分类与识别、影像变化检测、图像融合以及影像解译等方面进行介绍和分析。
二、影像预处理高分辨率遥感影像预处理是遥感影像处理与分析的第一步,主要包括辐射校正、大气校正、几何校正和噪声去除等。
辐射校正是将遥感影像的数字值转化为地物辐射亮度的过程,以实现定量分析。
大气校正则是根据遥感影像中的大气效应,对图像进行校正,以减少大气的影响。
几何校正是将遥感影像与地面坐标系统对应起来,使图像具有准确的地理坐标信息。
噪声去除是为了提高图像的质量和可用性,消除由传感器、大气和地面等因素引入的噪声。
三、影像分类与识别高分辨率遥感影像分类与识别是将遥感影像中的像元分为不同地物类型的过程。
常用的分类方法包括基于特征的分类方法、基于像元的分类方法和基于对象的分类方法。
其中,基于特征的分类方法根据遥感影像的光谱、纹理、形状等特征进行分类。
基于像元的分类方法使用统计学方法,将相似的像元分为同一类别。
基于对象的分类方法则将相邻像元组成的区域作为分类单元。
高分辨率遥感影像分类与识别技术在土地利用、城市规划、环境监测等领域具有广泛应用。
四、影像变化检测高分辨率遥感影像变化检测是通过比较不同时间或不同传感器获取的影像,发现和定量分析地物的变化情况。
影像变化检测常用的方法包括基于像元的变化检测和基于对象的变化检测。
基于像元的变化检测通过比较不同时间或不同传感器获取的像元数值,检测地物的变化情况。
基于对象的变化检测则将相邻像元组成的区域作为变化检测单元,通过比较不同时间或不同传感器获取的区域特征,发现地物的变化情况。
影像变化检测技术在城市更新、环境灾害监测等方面具有重要意义。
五、图像融合高分辨率遥感影像融合是将多个传感器或多个波段获取的影像融合为一个影像,以提高图像的空间分辨率和光谱信息。
高分辨率遥感影像处理与分析技术综述
高分辨率遥感影像处理与分析技术综述遥感影像是现代遥感技术的核心,广泛应用于自然资源调查、环境监测、城市规划等领域。
而高分辨率遥感影像的获取和分析成为我们更加深入了解和利用地球资源的重要手段。
本文就高分辨率遥感影像处理与分析技术进行综述,涵盖了常见的遥感影像处理方法和分析工具等。
一、高分辨率遥感影像处理技术1. 高分辨率遥感影像获取技术高分辨率遥感影像获取主要采用卫星遥感、航空遥感和地面遥感等技术,其中卫星遥感是最常用的方法。
目前,有许多卫星投入使用,如SPOT、QuickBird、WorldView等。
卫星遥感影像的获取可以提供全球范围内的覆盖,但分辨率可能略低,航空遥感则可提供更高分辨率的影像。
2. 基于图像预处理的遥感影像处理方法高分辨率遥感影像需要进行一系列的预处理步骤,如噪声去除、辐射校正、大气校正等,以减少因光照、大气等因素引起的影响。
此外,遥感影像还需要进行几何校正、镶嵌和配准等操作,确保影像的准确性和一致性。
3. 遥感影像特征提取与分类技术高分辨率遥感影像中包含丰富的地物信息,因此,如何从中提取出有效的特征并进行分类成为遥感影像处理的重要内容之一。
特征提取主要通过图像分割、文理特征提取等方法,可实现对遥感影像中不同目标的分割和识别。
4. 遥感影像变化检测与监测技术高分辨率遥感影像可以采集地表的时间序列数据,通过对不同时间点的遥感影像进行对比分析,可以快速检测和监测地表的变化情况。
变化检测与监测技术有助于环境变化和资源利用的评估,为城市规划和自然灾害监测提供重要的参考依据。
二、高分辨率遥感影像分析技术1. 土地利用/覆盖分类与研究高分辨率遥感影像可以提供详细的土地利用/覆盖信息,通过遥感影像分类算法,可以实现对不同土地类型的自动分类。
这对于城市规划、农业生产和生态环境保护等方面有重要的意义。
2. 生态环境监测与评价高分辨率遥感影像可以为生态环境监测和评价提供大量的数据,通过光谱信息和纹理特征等手段,可以实现对生态环境及其变化的定量化描述和分析。
高分辨率遥感影像的处理与分析技术
高分辨率遥感影像的处理与分析技术在当今科技飞速发展的时代,高分辨率遥感影像成为了获取地球表面信息的重要手段。
这些影像具有丰富的细节和高精度的地理空间信息,为众多领域如城市规划、环境保护、农业监测、国土资源管理等提供了宝贵的数据支持。
然而,要从海量的高分辨率遥感影像中提取有价值的信息,就需要一系列先进的处理与分析技术。
高分辨率遥感影像的特点首先在于其极高的空间分辨率。
这意味着影像中的每个像素所代表的地面面积更小,能够呈现出更为清晰、细致的地物特征。
但与此同时,也带来了数据量巨大、处理难度增加等挑战。
在处理高分辨率遥感影像时,几何校正至关重要。
由于传感器的姿态、轨道以及地球的曲率等因素,原始影像可能存在几何变形。
通过选取地面控制点,并利用数学模型进行计算,可以对影像进行精确的几何校正,使其与实际地理坐标相匹配。
辐射校正也是不可或缺的一步。
不同的光照条件、大气影响等会导致影像中像素的辐射值存在偏差。
辐射校正的目的就是消除这些影响,使得影像中的亮度值能够准确反映地物的真实反射特性。
图像增强技术能够改善影像的视觉效果,突出感兴趣的地物特征。
常见的方法包括对比度拉伸、直方图均衡化等。
对比度拉伸可以增大影像中不同地物之间的灰度差异,使得地物更容易区分;直方图均衡化则是通过重新分布灰度值,增强影像的整体对比度。
图像融合是将多源遥感影像进行综合处理的有效手段。
例如,将高分辨率的全色影像与低分辨率的多光谱影像融合,可以在保持高空间分辨率的同时,获得丰富的光谱信息,从而提高对地物的识别和分类能力。
在分析高分辨率遥感影像时,地物分类是一项重要任务。
传统的基于像元的分类方法往往受到“同物异谱”和“异物同谱”现象的影响,导致分类精度不高。
而面向对象的分类方法则将影像分割成具有相似特征的对象,综合考虑对象的光谱、形状、纹理等特征进行分类,大大提高了分类的准确性。
目标检测与识别技术在高分辨率遥感影像中的应用也越来越广泛。
例如,可以快速检测出建筑物、道路、桥梁等重要地物,并对其进行准确的识别和标注。
高分辨率遥感影像处理技术综述
高分辨率遥感影像处理技术综述高分辨率遥感影像处理技术在遥感领域中起着至关重要的作用。
随着遥感数据获取技术的不断进步,高分辨率遥感影像处理技术的应用范围也越来越广泛。
本文将对高分辨率遥感影像处理技术进行综述,包括影像处理方法、应用领域以及未来的发展趋势。
在高分辨率遥感影像处理技术中,影像预处理是首要的一步。
预处理包括影像几何校正、辐射校正和大气校正等。
几何校正旨在消除形变和图像畸变,使得影像地理信息的准确性得到保障。
辐射校正是为了获取具有一定物理量纲的表观反射率,消除地物表面的非均匀辐射影响。
大气校正则能够削弱或消除大气对遥感影像的辐射和散射的影响,使地物表面的辐射能够更加真实地反映出来。
在影像处理方法方面,图像分类是高分辨率遥感影像处理的基本任务之一。
传统的图像分类方法包括像元分类和基于对象的分类。
像元分类方法基于统计学原理,将像素区分为不同的类别。
基于对象的分类方法将像素组成更高层次的对象,以对象为单位进行分类。
近年来,深度学习方法在遥感影像处理中得到广泛应用。
深度学习通过学习大量遥感影像数据,构建多层网络模型,从而实现自动的特征提取和分类。
高分辨率遥感影像处理技术的应用领域也十分广泛。
农业领域中,高分辨率遥感影像处理技术可以用于作物类型分类、生长情况监测和农作物产量估计等。
在城市规划和环境保护方面,高分辨率遥感影像处理技术可以用于土地利用分类、建筑物提取和环境监测等。
此外,高分辨率遥感影像处理技术也被广泛应用于资源调查、灾害监测和交通规划等方面。
未来,高分辨率遥感影像处理技术将继续向着更高的精度和效率发展。
一方面,随着硬件设备的不断升级,高分辨率遥感影像的获取能力将进一步提升。
另一方面,随着人工智能和深度学习等技术的不断发展,高分辨率遥感影像处理方法也将更加智能化和自动化。
此外,多源遥感影像数据的融合和多时相影像的处理也将成为未来的研究热点。
这些发展趋势将进一步推动高分辨率遥感影像处理技术在各个领域的应用。
高分辨率遥感影像处理技术
高分辨率遥感影像处理技术随着遥感技术的不断发展,高分辨率遥感影像处理技术也逐渐得到了重视。
高分辨率遥感影像处理技术是指通过处理高分辨率遥感影像数据,提取出有用的信息,为各行业提供支持和服务。
本文将从以下几个方面介绍高分辨率遥感影像处理技术,包括其定义、发展现状、应用以及未来发展方向。
一、高分辨率遥感影像处理技术的定义高分辨率遥感影像处理技术是指利用各种数字图像处理方法,以高分辨率遥感影像数据为源数据,提取出其中有用的信息,为地理空间数据的提供、管理和分析提供支持的一项技术。
高分辨率遥感影像处理技术可以应用于各种领域,如城市规划、农村信息化、环境监测、地质勘探等。
二、高分辨率遥感影像处理技术的发展现状随着遥感技术的不断发展,高分辨率遥感影像数据的获取、传输和处理能力也不断提高,高分辨率遥感影像处理技术也得到了广泛应用。
在高分辨率遥感影像处理技术的应用方面,城市规划和土地利用规划是其中的重要领域。
在城市规划方面,高分辨率遥感影像处理技术可以帮助城市规划者准确了解城市的基础设施和建筑物,进而为城市规划和设计提供数据支持;在土地利用规划方面,高分辨率遥感影像处理技术可以帮助决策者了解土地的利用情况,为土地规划提供数据支持。
另外,在环境监测和资源调查方面,高分辨率遥感影像处理技术也有着重要的应用。
通过遥感影像处理技术,可以精确地提取出地貌、地形、土质、植被、水源等方面的信息,为环境监测和资源调查提供数据支持。
三、高分辨率遥感影像处理技术的应用高分辨率遥感影像处理技术的应用可以分为以下几个方面:1. 地质勘探。
通过高分辨率遥感影像处理技术,可以对地质矿产资源进行勘探和分析,进而为地质勘探提供数据支持。
2. 农业生产。
通过遥感影像处理技术,可以对农田进行监测和分析,提高农业生产效率。
3. 城市规划和土地利用规划。
利用高分辨率遥感影像处理技术提取城市地图、土地利用数据等信息,为城市规划和土地利用规划提供数据支持。
高分辨率卫星遥感数据的图像处理与分析
高分辨率卫星遥感数据的图像处理与分析随着卫星遥感技术的不断发展,高分辨率卫星遥感数据的获取已经变得越来越容易。
这些数据对于环境监测、城市规划、资源调查、灾害评估等领域都有着巨大的应用价值。
然而,遥感数据本身的复杂性和多样性使得其处理分析变得相对困难,需要借助图像处理技术来实现。
一、高分辨率遥感数据的特点高分辨率遥感数据最基本的特点就是其分辨率高。
这意味着它们可以捕捉到更多的细节和信息。
此外,高分辨率遥感数据也拥有着更广泛的波段范围。
对于不同的需求和研究领域,可以使用不同的波段组合。
二、高分辨率遥感数据的图像处理图像处理是高分辨率遥感数据处理中最关键的一环。
它可以帮助我们从海量的数据中获取所需信息,具体而言,包括以下几个步骤:1. 数据预处理:通过对原始数据进行预处理,消除噪声、云层遮盖等干扰,提高数据的质量和可用性。
2. 影像增强: 通过增强处理,提高高分辨率遥感影像的视觉效果和辨识能力。
影像增强可以分为三种类型,即空间域增强、频率域增强和时域增强。
3. 影像分割:通过对影像进行分割,可将图像分为不同区域或不同目标,使其更加易于识别和分类。
4. 物体提取: 通过物体提取技术,可从遥感图像中提取出具有某种特定性质的目标,如特定类型的植被、水体等。
5. 特征提取:通过遥感数据的特征提取,能够从图像中提取出具有特定意义的信息,这些信息可以用于分类、识别、检测等领域。
6. 图像融合:在现实应用中,往往需要将多个传感器、多个波段的数据集合在一起,进行图像融合,从而得到更完整、更准确的信息内容。
三、高分辨率遥感数据的图像分析图像处理是为后续的图像分析打下基础,图像分析包括以下几种:1. 特征分类: 在遥感图像中,不同的物体或地物拥有不同的特征。
特征分类的目的是将图像中的物体或地物根据其特征进行分类,从而达到对图像中物体或地物的自动识别。
2. 目标检测: 目标检测的目的是在遥感图像中找出具有特定属性的目标。
如道路、建筑、森林、水体等。
高分辨率遥感图像处理与分析
高分辨率遥感图像处理与分析一、引言高分辨率遥感技术的发展为地球观测提供了全新的视角,为人类认识和探索地球提供了强有力的工具。
高分辨率遥感图像处理与分析是将这些大数据和影像信息转化为可供人们理解和应用的有用知识和信息的过程。
本文将以这一主题为中心,探讨高分辨率遥感图像处理与分析的相关内容。
二、高分辨率遥感图像处理1. 图像预处理高分辨率遥感图像处理的第一步是对图像进行预处理,包括图像去噪、辐射定标和几何纠正等。
去噪主要是对图像中的噪声进行处理,以提高图像的质量和可用性;辐射定标是将图像的数字值转化为反射率或辐射度等真实物理量;几何纠正则是通过配准和校正等手段,将图像与地面坐标系统对应起来,以便后续分析和应用。
2. 图像增强图像增强是指通过各种数字图像处理技术,改善图像在视觉上的质量和效果,使得图像更加清晰、丰富和易于理解。
包括直方图均衡化、滤波、锐化等操作,以增强图像的对比度、边缘和细节等特征。
3. 特征提取特征提取是从高分辨率遥感图像中提取出与目标物体相关的特征信息,以支持图像分类、目标检测等应用。
可以通过像元级和目标级两种方式进行特征提取,包括光谱特征、纹理特征、形状特征等。
三、高分辨率遥感图像分析1. 土地利用/土地覆盖分类高分辨率遥感图像分析的一个重要应用是土地利用/土地覆盖分类。
通过对图像进行分类,可以将地表物体分为不同的类别,如农田、城市、水体等,为城市规划、农业管理等提供基础数据和信息。
2. 环境监测与变化检测高分辨率遥感图像可以用于环境监测和变化检测。
通过比较不同时间点的图像,可以识别环境中的变化,如植被生长、建筑物变化等,为环境保护和资源管理提供支持。
3. 基于目标的遥感图像分析高分辨率遥感图像还可以用于目标检测、目标识别、目标跟踪等领域。
通过图像处理和分析,可以提取出目标物体的特征,识别和追踪目标,为安防、军事等提供支持。
四、高分辨率遥感图像处理与分析方法1. 基于像素的方法基于像素的方法是对图像中的每个像元进行处理和分析,包括像元分类、像元变化检测等。
高分辨率遥感影像处理的技术与应用
高分辨率遥感影像处理的技术与应用随着遥感技术的不断发展与应用,高分辨率遥感影像已经渗透到了我们的生活中的各个领域,而高分辨率遥感影像处理技术在其中发挥着至关重要的作用。
本文将为大家介绍高分辨率遥感影像处理的技术与应用。
一、高分辨率遥感影像处理技术1.图像处理基础在进行高分辨率遥感影像处理之前,我们需要了解一些图像处理的基本概念,如图像增强、图像分割、图像融合、图像分类等。
这些技术把图像进行分析和处理,得到更精确的信息。
2.数学技术高分辨率遥感影像的处理需要很强的数学基础,如离散数学、概率论、线性代数等。
这些技术可以用来提取图像的特征、滤波、噪声去除等。
3.计算机技术高分辨率遥感影像处理也需要一些计算机技术,如编程、算法设计、计算机视觉和人工智能等。
这些技术可以帮助我们快速有效地进行图像处理并提供更可靠的结果。
4.传感器高分辨率遥感影像是通过空间传感器获得的,因此了解不同类型传感器的特点和使用方法对高分辨率遥感影像处理至关重要。
不同类型的传感器在不同的地理环境中工作,选择合适的传感器可以得到更准确和丰富的信息。
二、高分辨率遥感影像处理的应用1.城市规划高分辨率遥感影像可以为城市规划提供大量的地理信息,如街道、建筑物、公共设施等。
这些信息可以为政府和建筑师提供可靠的参考和支持,以更好地规划和建设城市。
2.土地利用高分辨率遥感影像为土地利用提供了更高的精度和更多的细节信息。
例如,可以使用特定算法提取绿色地带和城市化地区的边界。
这些信息对于土地规划和管理非常有帮助。
3.资源管理高分辨率遥感影像可以提供大量的资源信息,如矿物、水资源、森林、农田等。
这些信息可以为采矿、水资源管理、林业和农业等提供支持和指导。
4.环境保护高分辨率遥感影像可以对环境进行快速的监测和评估,并预测未来的环境变化趋势。
例如,可以通过遥感影像检测水质、大气污染和森林覆盖率等,为环境保护提供可靠的数据。
三、高分辨率遥感影像处理的未来随着科技的发展,高分辨率遥感影像处理技术也在不断进步。
高分辨率遥感影像处理技术研究
高分辨率遥感影像处理技术研究遥感影像处理技术是一门充满挑战和创新的领域。
随着卫星和无人机技术的快速发展,高分辨率遥感影像的获取和处理已经成为科学研究和应用的重要组成部分。
本文将探讨一些常用的高分辨率遥感影像处理技术以及它们在不同领域的应用。
首先,遥感影像的预处理是影像处理的基础。
预处理包括影像辐射定标、几何校正和大气校正。
影像辐射定标是将原始遥感影像转化为可比较的辐射亮度值,使不同时间和不同传感器获取的影像具有可比性。
几何校正是将影像进行坐标系统转换,消除地形变形和像片变形对影像质量的影响。
大气校正是在几何校正的基础上,剔除云层、大气气溶胶和气溶胶光学厚度对影像的影响。
其次,遥感影像的特征提取是在预处理后进行的。
特征提取包括目标提取、分类和变化检测。
目标提取是从遥感影像中提取出感兴趣的目标,例如建筑物、道路和水体等。
分类是将目标根据其不同特征进行分组,例如树木、车辆和人等。
变化检测则是比较不同时期的影像,识别出地物发生的变化。
这些特征提取技术在城市规划、环境监测和资源管理等领域发挥着重要作用。
此外,遥感影像的图像增强技术也是遥感影像处理的重要组成部分。
图像增强可以提高影像的视觉效果和信息获取能力。
常用的图像增强技术包括直方图均衡化、滤波和波段增强等。
直方图均衡化通过重新分布像素的亮度值来增强整幅影像的对比度。
滤波则通过去除噪声和平滑图像来提高图像质量。
波段增强则是通过对不同波段的影像进行合成,突出显示特定地物的信息。
这些图像增强技术在农业、地质和灾害防治等领域有广泛应用。
最后,遥感影像数据的融合和分析是高分辨率遥感影像处理的重要环节。
数据融合可以结合多源遥感影像数据,提高地物的识别和分类精度。
数据分析可以通过遥感影像数据提取出地物的空间分布、数量和变化等信息。
这些信息可以用于土地利用规划、自然资源调查和城市监测等。
综上所述,高分辨率遥感影像处理技术在现代科学和应用领域中具有重要意义。
通过影像预处理、特征提取、图像增强和数据融合分析等技术,遥感影像可以被更好地利用于城市规划、环境保护和自然资源管理等方面。
高分辨率卫星遥感影像处理技术研究
高分辨率卫星遥感影像处理技术研究随着科技的不断进步,高分辨率卫星遥感影像的获取和处理已经成为了重要的技术手段。
高分辨率卫星遥感影像处理技术的研究,可以使我们更好地了解地球表面的自然、人文、经济等全方位信息,并为自然资源调查、环境保护、城市规划、农业生产等领域提供更好的综合信息支持。
一、高分辨率卫星遥感影像处理技术的概念高分辨率卫星遥感影像处理技术是指利用高分辨率卫星遥感影像数据对地表进行分析和处理的一项技术。
它的理论基础主要来自遥感、数字图像处理和信息工程等学科。
对高分辨率卫星遥感影像数据的分析和处理,可以获得丰富的地表信息,包括地形地貌、土地利用、水体分布、植被覆盖、建筑物分布等等。
这些信息对于各种领域的研究和决策都具有重要的价值。
二、高分辨率卫星遥感影像处理技术的应用高分辨率卫星遥感影像处理技术被广泛应用于各个领域。
例如:1、资源调查和管理通过对高分辨率卫星遥感影像数据的分析,可以快速获取和准确统计资源的分布情况,为资源调查和管理提供重要的依据。
例如,可以通过对高分辨率卫星遥感影像数据的处理,确定矿产资源的分布情况,为矿产资源的开发和利用提供及时的决策支持;也可以通过对高分辨率卫星遥感影像数据的分析,掌握城市水资源的分布情况,为城市水资源的合理利用提供依据。
2、环境监测和管理高分辨率卫星遥感影像数据还可以为环境监测和管理提供重要的信息。
例如,可以通过对高分辨率卫星遥感影像数据的分析,了解不同地区的植被覆盖情况、土地利用类型和变化情况等的空间分布特征,为土地资源的保护和利用提供依据;还可以通过对高分辨率卫星遥感影像数据的分析,对城市环境污染进行监测和管理,为城市环境保护提供技术支撑。
3、城市规划和管理高分辨率卫星遥感影像数据还可以为城市规划和管理提供重要支持。
例如,可以通过对高分辨率卫星遥感影像数据的分析,确定城市建筑物的分布、街道的布局和交通流量等信息,为城市规划和管理提供依据。
同时,还可以通过对高分辨率卫星遥感影像数据的处理,统计城市人口分布和变化情况,为城市规划和管理提供人口基础数据。
高分辨率遥感图像处理与分析技术研究
高分辨率遥感图像处理与分析技术研究第一章:引言高分辨率遥感图像处理与分析技术是在遥感图像处理与遥感信息提取过程中应用的一种重要技术。
随着卫星、无人机等遥感数据获取方式的不断进步,高分辨率遥感图像在农业、地质、环境等领域的应用越来越广泛。
本章将介绍高分辨率遥感图像处理与分析技术的研究背景和意义,以及本文的研究目的和内容。
第二章:高分辨率遥感图像处理技术2.1 高分辨率遥感图像预处理在高分辨率遥感图像处理过程中,图像预处理是非常重要的一步。
本节将介绍常用的高分辨率遥感图像预处理方法,包括辐射校正、大气校正、噪声降低等。
2.2 高分辨率遥感图像配准技术高分辨率遥感图像配准是指将多张图像从不同的传感器中获取的数据进行几何校正,使其在相同坐标系下对齐。
本节将介绍高分辨率遥感图像配准的原理和常用方法,包括特征点提取、运动估计、图像配准等。
2.3 高分辨率遥感图像分割技术高分辨率遥感图像分割是将图像划分为不同的区域或对象的过程。
本节将介绍高分辨率遥感图像分割的原理和常用方法,包括基于阈值的分割、基于区域的分割、基于边缘的分割等。
第三章:高分辨率遥感图像分析技术3.1 高分辨率遥感图像分类技术高分辨率遥感图像分类是将图像中的像素点分为不同的类别,并给出每个像素所属类别的过程。
本节将介绍高分辨率遥感图像分类的原理和常用方法,包括基于像元的分类、基于对象的分类、基于半监督学习的分类等。
3.2 高分辨率遥感图像变化检测技术高分辨率遥感图像变化检测是指通过对两幅或多幅图像进行比较和分析,检测出图像中发生的变化。
本节将介绍高分辨率遥感图像变化检测的原理和常用方法,包括基于像素的变化检测、基于对象的变化检测、基于时间序列的变化检测等。
第四章:高分辨率遥感图像处理与分析应用4.1 农业领域中的高分辨率遥感图像处理与分析在农业领域中,高分辨率遥感图像处理与分析技术可以用于作物生长监测、土壤湿度检测、病虫害监测等。
本节将介绍高分辨率遥感图像处理与分析在农业领域的应用案例和研究进展。
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高分辨率遥感影像融合基本理论及预处理技术介绍及分析一、研究背景1.1研究目的以及应用领域随着遥感技术的快速发展,越来越多的不同类型遥感器被用于对地观测,这些多角度、多传感器、多平台和高时间分辨率、高空分辨率、高时间分辨率的遥感图像数据,各自具有自己的优势和局限性。
为了能更加充分、有效合理的利用和开发这些海量数据资料,遥感数字图像融合技术便应运而生,它作为遥感图像信息提取的一种有效工具,已经成为遥感研究的前沿问题,并且在这几年里,遥感图像融合技术的发展突飞猛进。
关于数据融合的概念最早出现于20世纪70年代初,并且是在80年代慢慢发展起来的一门新兴的信息处理技术,在当时被称为多传感器混合或者是数据融合。
遥感图像融合是一个对多传感器的图像数据和其它信息处理的过程。
它的重点在于把那些在时问或空间上冗余或互补的多源数据,按照一定的算法或规则进行运算处理,以获取对同一目标更为全面、更为可靠、更为准确的图像,生成一幅具有新的波谱和空间特征的合成图像。
它不仅仅是简单的数据间的复合,而是需要强调信息的优化,以突出专题信息,消除或抑制无关的信息,改善目标识别的图像环境,增加解译的可靠性,改善分类、扩大应用范围和效果,减少模糊性。
通过大量的研究发现,通过不同传感器、不同方式获取的大量遥感图像数据之间,既具有互补性,又存在极大的冗余性。
如何从这些兼有互补性和冗余性的多源海量遥感数据中有效、合理的提取更有用、更精练、质量更高的信息,为辅助决策系统提供决策依据,已经成为一个迫切需要得到解决的前沿性问题,遥感图像融合技术就成为一个研究热点。
如今,遥感图像融合技术在很多领域都表现出巨大的应用前景。
例如,Landsat TM图像与SPOT图像融合既具有多光谱特点又具有高空间分辨率特点,有利于对目标的提取与分类;红外图像与可见光图像融合可以更好地帮助直升机飞行员进行导航。
随着多传感器图像融合技术的不断完善和发展,其在民用和军事的各个领域的应用会更加广泛,因此,对遥感图像融合技术展开深入的探索和研究,对国民经济的发展具有重要意义。
但是,我国在图像融合技术上的研究相对于国际上的研究起步较晚,因此,迫切需要开展广泛而深入的基础理论、方法及应用方面的研究。
此外,虽然现在遥感图像融合的算法已经很多,但是,对于融合质量的评价并没有形成统一的、通用的标准。
目前对遥感图像融合质量的评价大多是依赖于观察者的主观视觉判断或者是辅以个别评价指标,这在实际的应用中还具有很大的局限性。
这主要是因为,同一融合算法,对同一遥感图像,观察者感兴趣的部分不同,则认为效果不同;同一种融合算法,对不同类型的遥感图像,会产生不同的融合效果;由于应用目的不同,对遥感图像融合过程中的各项参数的要求也会不同。
这些因素就导致对不同传感器的遥感融合图像做出客观、定量评价比较复杂和困难。
就当自订的形势,需要更多的学者对图像融合算法进行探索研究,丰富和完善图像融合理论,以促进图像融合技术不断向发展,更好地使遥感技术为国民经济和国家建设作出贡献。
1.2遥感图像融合的国内外研究现状图像融合最早是被应用于遥感图像的分析和处理中,Daliy等人在1979年首先将Landsat--MSS图像和雷达图像的融合图像应用在地质解译方面,这个可以看作是最简单的图像融合过程。
Laner和Todd于1981年对Landsat-MSS和RBV进行了图像融合试验。
到了80年代的中后期,遥感图像融合技术丌始引起人们的广泛关注,许多学者将图像融合技术应用于遥感多谱图像的处理与分析。
到90年代以后,随着多颗遥感雷达卫星Radarsat、ERS-1、JERS-1等发射升空,遥感图像融合技术逐渐成为遥感图像处理和分析中的研究热点之一,图像融合技术引起了国内外学者的广泛关注,Toet等人采用低通对比金字塔的融合方法,对野外背景坦克的可见光和红外图像进行了融合处理,提高了对坦克的识别能力,1995年Li等人首先将小波分析运用到图像融合中,并取得了好的效果;Krista Amolins 等人对小波图像融合理论做了深入的探讨和比较。
Yangrong Ling,Manfred等人提出了一种基于高通滤波的傅里叶变换的IHS高分辨率遥感图像融合算法。
该方法用于Quickbird和IKNOS取得了和好的效果。
现在,一些发达国家已经将图像融合技术列为重大研究项目,中国也把图像融合技术列为重点研究项目,多源遥感图像融合已被应用于环境监测、土地资源调查、地形测绘、农作物生长态势及产量评估、地表植被分类、防洪防灾和城市规划、天气预报等方面。
但是与国外相比,我囤的遥感图像融合技术的发展尚处在初级阶段,虽然对于特定应用领域提出的融合算法与评价体系形式多样,例如,王远干等人在小波融合的基础上提出了基于多子带小波融合方法盯1,该方法比小波融合算法有明显的优点;杨然等人提出了小波变换和IHS变换相结合的遥感图像融合方法,该方法既解决了IHS 变换的光谱失真问题,又解决了小波变换的分辨率较低问题;陆欢等人提出了基于PCA与小波变换的彩色图像融合算法,该算法在保持光谱信息的同时,有效地提高了空间细节信息;蒋年德等人提出了基于Curvelet变换的遥感图像融合算法,该方法与小波融合算法相比,具有更高的逼近精度和更好的稀疏表达能力,各种各样的新型算法不断涌现,虽然这些融合算法对解决各自领域应用的问题也很有效,但是,目前遥感图像融合还未形成系统的理论结构框架和有效的广义融合模型以及算法与评价准则。
也就是说,目前遥感图像融合问题的研究是针对问题的种类,建立各自相应的准则,并在此基础上形成最佳融合方案,因此,建立图像融合的理论框架是目前发展的一个方向。
另外,在遥感图像融合质量评价方面,现有的评价图像融合质量的方法主要有两类,即主观评价方法和客观评价方法。
主观评价方法是由观察者直接对图像进行目视评估,具有直观、简单等特点,在一些特定应用中十分可行,例如,可以通过直接比较图像差异来判断光谱是否存在扭曲、空间信息的传递性以及是否丢失重要的信息;可以判断融合图像是否配准;判断融合图像整体亮度、反差是否合适以及融合图像是否清晰;判断融合图像纹理、色彩信息是否一致等。
图像融合质量的主观评价方法是最常用、最直观的评价方法,但是因为人眼视觉对图像上的各种变化并不都很敏感,图像的视觉质量主要取决于观察者,具有主观性、片面性,因此,需要与客观的评价方法相结合,即在主观定性的目视评价基础上进行客观定量评价,现有的主要客观评价方法有:根据单个图像统计特征进行评定的方法,这些包括标准差、均值、空间频率、熵、清晰度等;基于源图像与融合图像之间关系的评价指标,包括联合熵、互信息、光谱扭曲度、相关系数以及偏差指数等。
虽然近些年许多学者也提出了新的评价方法,例如,郑永安等人提出了基于图像质量因子的图像融合客观评价方法,这种方法利用熵加权和均方根图像融合质量因子对融合图像与源图像问的相关性、亮度失真和对比度失真这些综合评价;狄红卫等人提出了基于相似度的图像融合质量评价,该方法考虑了图像的结构信息和人类视觉特性,可以在不同的场合下选择不同的算法;此外,邓巍等人提出了基于EM算法得图像融合质量评价方法,该方法采用一种混合瑞利概率密度函数对图像边缘强度直方图建模,模型中各项参数和权重通过EM算法迭代估算得到,虽然融合算法的多样化,使得融合评价指标也在不断创新,但是,现有的主观评价方法与客观评价方法仍然常常又存在矛盾,因此,对于遥感图像融合质量评价建立评价体系也是研究者所面临的一个挑战。
遥感图像融合作为一门新兴的技术科学,具有广阔的应用领域和前景,近些年来,国内外的许多学者在不同的融合层次上进行了大量的融合算法和模型研究,也取得了许多成果,但是,遥感图像融合技术在理论上和技术上还有许多问题需要解决,概括起柬包括以下几点:(1)遥感图像融合技术目前没有统一的理论基础。
遥感图像融合技术还处在最初的研究阶段,许多融合算法都足针对某一个具体的应用,没有一个系统的理论框架,因此,确立遥感图像融合的理论框架是目前的一个研究方向。
(2)遥感图像的空问配准问题。
基于像素级的遥感图像融合,图像的空间配准是关键,其直接影响到图像的融合效果,因此,图像的空问配准技术需要不断发展,以提高配准精度。
(3)遥感图像融合的质量评价方法缺乏有效性。
融合的目的往往决定着融合质量的评价,不同的应用目的需要建立不同的评价准则,我们需要建立一个综合的、有效的主客观评价准则。
(4)融合算法缺乏时效性。
当遇到大数据量的遥感图像时,现有的融合算法往往处理速度较慢,很难满足实时处理的要求。
因此,提高融合算法得实时性、实用性以及稳定性是遥感图像融合技术目自订需要研究的一个重点。
1.3作业主要内容本次作业主要介绍目前常见的几种常见图像融合方法,以及图像融合基本理论还有对于图像预处理的方法和效果。
将分为两段分别以图像融合的基本理论和图像预处理技术介绍。
第二章遥感图像融合的基本理论2.1遥感图像融合的基本理论遥感图像融合是采用某种算法对两幅经过空间配准的不同的源图像进行综合处理,最终形成一副新的图像。
根据融合处理所处的阶段不同,图像的融合处理通常可以在三个不同层次上进行:像素级图像融合(Pixel-level)、特征级图像融合(Feature-level)、决策级图像融合(Decision-level)。
当自前的研究主要集中在像素级图像融合,对特征级图像融合和决策级图像融合研究相对较少。
图2.1说明了图像融合的一般步骤。
对于不同层次的融合,现有的算法如表2.1.2.1.1像素级融合像素级融合是最底层的融合,是指合并测量的物理参数,直接对原始的遥感影像进行融合。
它强调的是不同图像在像元基础上的综合,强调必须进行基本的地理编码,对栅格数据进行相互间的几何配准,在各像元一一对应的前提下进行遥感图像素级的合并处理,以改善图像的处理效果,使特征汲取、图像分割等工作在更准确的基础上进行,并获得更好的图像视觉效果,像素级图像融合过程如图2—2所示。
基于像素级的图像融合必须解决以几何纠正为基础的空间匹配问题,包括象元的坐标变换、象元重采样、投影变换等。
用同一映射方法对待不同类型的影像显然会有误差,而按一定规则对图像象元重新赋值的重采样过程,也会造成采样点地物光谱特征的人为变化,导致遥感影像后续应用的分析误差和错误。
此外,对每个像元进行运算涉及到的数据处理量大。
由于对多种传感器原始数据所包含的特征难以检查其一致性,所以,基于像素级的图像融合具有一定得局限性。
尽管基于像元的图像融合有一定得局限性,但是由于它基于最原始的图像数据,能够更多地保留图像原有的真实性,提供其它层次的融合所不能提供的细微信息,因此被广泛应用。
本文所讨论的融合算法均是基于像素级的融合。