多源遥感图像数据融合技术综述
遥感影像处理中的数据融合技术研究
遥感影像处理中的数据融合技术研究引言:遥感影像处理技术的发展为我们提供了获取大规模地理信息的重要手段。
然而,由于不同传感器获取的影像数据可能具有不同的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率,因此需要将这些多源数据进行融合,以提高数据的综合利用效率和精度。
本文主要在遥感影像处理中的数据融合技术方面进行研究,探讨其原理、方法和应用。
一、数据融合原理数据融合是指将多个数据源的不同信息进行合并,得到具有更高质量的数据结果。
在遥感影像处理中,数据融合主要包括光谱融合、空间融合和时间融合。
光谱融合是将不同波段的光谱信息进行融合,以获取更全面的光谱信息;空间融合是将不同空间分辨率的影像进行融合,以提高空间分辨率;时间融合是将不同时相的影像进行融合,以获取时间序列的信息。
二、数据融合方法1.基于像元级的数据融合方法:像元级的数据融合方法是将不同传感器的数据转换为相同的空间分辨率和光谱分辨率,然后进行像素级别的融合。
常见的方法有直接融合、加权融合和突变融合。
直接融合方法是将不同波段的像素值直接相加或取平均值;加权融合方法是给不同波段的像素赋予不同的权重,然后求加权平均值;突变融合方法是将不同波段的像素值进行分段,并根据分段的结果进行融合。
2.基于特征级的数据融合方法:特征级的数据融合方法是通过提取不同波段或传感器的特征,然后将这些特征进行融合。
常见的特征包括纹理、形状、统计特征等。
方法包括主成分分析法、小波变换法和特征选择法。
主成分分析法是通过对不同波段的数据进行主成分分析,得到主成分,然后将主成分进行融合;小波变换法是将不同波段的数据进行小波变换,然后将小波系数进行融合;特征选择法是通过对不同波段的数据进行特征选择,然后将选取的特征进行融合。
三、数据融合应用数据融合在遥感影像处理中具有广泛的应用。
一方面,数据融合可以提高遥感影像的空间分辨率和光谱分辨率,从而提高地物识别和分类的精度;另一方面,数据融合可以提取不同波段的信息,用于地物变化监测、资源调查和环境监测等领域。
多传感器数据融合技术综述
多传感器数据融合技术综述一、多传感器数据融合的定义数据融合技术(Multiple Sensor Information Fusion,MSIF)又称信息融合技术,它的研究起源于军事指挥智能通讯系统,即C3I (Command,Control,Communication and Intelligence)系统建设的需求,早期研究也多来自于军事方面的应用。
而随着工业系统的复杂化和智能化,该技术已被推广到民用领域,如医疗诊断、机械故障诊断、空中交通管制、遥感、智能制造、智能交通、工业智能控制及刑侦等等。
作为前沿领域技术,无论是军用系统还是民用系统,都趋向于采用数据融合技术来进行信息综合处理。
在知识爆炸的信息时代,数据融合技术就显得尤其重要,它能避免数据富有但信息贫乏的情况发生。
数据融合是关于协同利用多传感器信息,进行多级别、多方面、多层次信息检测、相关、估计和综合以获得目标的状态和特征估计以及态势和威胁评估的一种多级信息自动处理过程。
它将不同来源、不同模式、不同时间、不同地点、不同表现形式的信息进行融合,最后得出被感知对象的精确描述。
数据融合其实也就是对数据的提取和处理,得出最终的有效信息。
多传感器数据融合也就是用各种不同的传感器观测信息,然后将不同来源、不同形式、不同时间、不同地点的信息通过计算机技术,对按时间顺序获得的若干传感器的观测信息,用某种方法自动分析、综合,得到更加有效的信息。
二、国内外研究概况美国国防部JDL(Joint Directors of Laboratories)从军事应用的角度将数据融合定义为一种多层次、多方面的处理过程,即把来此许多传感器和信息源的数据和信息加以联合(Association)、相关(Correlation)和组合(Combination),以获得精确的位置估计(Position Estimation)和身份估计(Identity Estimation),以及对战情况和威胁及其重要程度进行了适时的完整评价。
多源遥感影像像素级融合方法综述
多源遥感影像像素级融合方法综述摘要:在众多学者的研究成果和工程技术人员的实际应用的基础之上,对目前已经提出的多源遥感影像像素级融合算法进行了简要介绍和总结,分析和比较了每种算法的优缺点,并指出其适用范围。
结果表明,特定的一种融合算法具有特定的适用面,实际应用中应根据影像特点和融合目的选择合适的融合算法。
关键词:多源遥感;多分辨率;影像融合;像素级1引言随着遥感技术的发展,光学、红外、微波和激光雷达等大量不同卫星传感器的应用,获取同一地区的多源遥感影像数据(多时相、多光谱、多传感器、多平台和多分辨率)越来越多,为环境监测、资源调查、地形测绘和军事应用等领域提供了多层次的遥感影像金字塔。
与单源遥感影像数据相比,多源遥感影像数据所提供的信息具有冗余性、互补性和合作性。
通过影像融合可以从不同的遥感影像中获取更多的有用信息,补充单源影像信息的不足。
在遥感中,遥感影像融合是将覆盖同一地区的多源影像在统一地理坐标系中,按照一定的算法进行处理产生出比单源影像更精确、更完全、更可靠的影像的过程[1][2]。
多源遥感影像融合不仅仅表现在多源遥感影像信息之间的叠加方面,还表现在利用多源遥感影像信息进行目标识别决策上。
它能提高影像的空间分解力和清晰度,平面测图精度、分类精度与可靠性,增强解释和动态监测能力,减少影像模糊度,有效提高遥感影像数据的利用率[3][10]。
多源遥感影像融合可以分为像素级、特征级和决策级三个层次。
这三个层次上所采用的融合算法各不相同,像素级融合算法主要有代数运算法、高通滤波法、HIS变换法、主分量分析法(PCA)、分量替换法及小波分析融合法;特征和决策级融合算法主要有贝叶斯统计决策理论、D-S证据推理、模糊推理和人工神经网络等[1][4][8-9][11-13]。
像素级融合直接在原始数据层上进行融合,该层次的融合准确性最高,能够提供其它层次上的融合处理所不具有的更丰富、更精确、更可靠的细节信息,有利于图像的进一步分析、处理与理解。
遥感图像融合的技术方法介绍
遥感图像融合的技术方法介绍遥感图像融合是指将来自不同传感器、分辨率和波段的遥感图像进行整合,以获取更全面和准确的地理信息。
在各个领域,遥感图像融合技术都发挥着重要的作用。
本文将介绍遥感图像融合的几种常见技术方法,并探讨它们的应用领域和优势。
1. 基于变化检测的融合方法基于变化检测的融合方法是一种常见的遥感图像融合技术。
它通过对多时相的遥感图像进行比较,识别出地物的变化信息,然后根据变化信息对图像进行融合。
这种方法在土地利用/覆盖变化监测、城市扩张分析等领域具有广泛的应用。
以土地利用/覆盖变化监测为例,该方法可以将不同时间点的遥感图像融合,获得地表的变化信息。
通过对变化信息的分析,可以揭示不同地区的土地利用/覆盖变化趋势,为城市规划和土地资源管理提供有力支持。
2. 基于分辨率的融合方法基于分辨率的融合方法是将高分辨率的遥感图像与低分辨率的遥感图像进行融合,以获取高分辨率和丰富信息的融合图像。
这种方法常用于地物识别、目标检测等领域。
地物识别是遥感图像处理中的重要任务之一。
基于分辨率的融合方法可以将高分辨率图像的细节信息与低分辨率图像的全局信息相结合,从而提高地物的识别性能。
例如,在城市建筑物提取中,通过融合高分辨率的影像与低分辨率的地物分类图,可以更准确地提取出建筑物边界和形状。
3. 基于波段的融合方法基于波段的融合方法是将不同波段的遥感图像进行融合,以提取更丰富的地物信息。
这种方法常用于植被监测、环境评估等领域。
植被监测是农业和生态环境领域的重要任务之一。
基于波段的融合方法可以将各个波段的遥感图像进行线性组合,融合出具有更丰富信息的遥感图像。
通过分析融合图像的各个波段,可以获取植被的生长状态、叶片含量和叶绿素含量等关键指标,为农作物生长监测和环境评估提供重要依据。
总结:遥感图像融合是一种重要的遥感数据处理技术,可以提高遥感图像的空间、光谱和时间分辨率,进而提供更准确、全面的地理信息。
本文介绍了基于变化检测、分辨率和波段的融合方法,并探讨了它们在不同领域的应用。
遥感影像处理中的多源数据融合算法研究
遥感影像处理中的多源数据融合算法研究多源数据融合算法在遥感影像处理中的研究遥感影像处理是利用遥感技术获取的影像进行分析、解译以及提取有用信息的过程。
在遥感影像处理过程中,多源数据融合算法扮演着重要的角色。
本文将探讨多源数据融合算法在遥感影像处理中的应用和研究。
多源数据融合算法的主要目的是将来自不同传感器的影像数据融合起来,以获取更全面、准确的信息。
在遥感影像处理中,由于不同传感器的影像具有不同的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率等特征,因此需要针对不同的应用场景选择合适的融合算法。
一种常见的多源数据融合算法是基于像素级别的融合。
这种算法直接将来自不同传感器的像素进行融合,可以将不同传感器的信息整合在一起,提高影像的空间分辨率和光谱分辨率。
例如,将高分辨率的光学影像与低分辨率的雷达影像融合,可以同时获得高分辨率的图像细节和雷达的穿透能力。
另一种常见的多源数据融合算法是基于特征级别的融合。
这种算法通过提取不同传感器的特征,并将特征进行融合来实现对影像的提取和分析。
例如,将可见光传感器和红外传感器的特征进行融合,可以得到更准确的土地利用分类结果。
除了像素级别和特征级别的融合算法外,还有一种常见的多源数据融合算法是基于决策级别的融合。
这种算法通过将来自不同传感器的决策进行融合,以获取更可靠的遥感分析结果。
例如,在遥感图像中进行目标检测,可以将来自不同传感器的目标检测结果进行融合,从而优化检测结果。
多源数据融合算法在遥感影像处理中的应用广泛。
其中一个重要的应用领域是地物提取。
通过将不同传感器的影像进行融合,可以准确提取地面上的不同地物信息,如建筑物、道路、水体等。
这对于城市规划、灾害监测等领域具有重要意义。
另一个重要的应用领域是环境监测。
通过将多种传感器的数据进行融合,可以实时监测空气质量、水质、植被覆盖等环境参数,为环境保护提供科学依据。
此外,多源数据融合算法在农业、林业和水资源管理等领域也有广泛应用。
浅析多源遥感数据融合原理及应用
浅析多源遥感数据融合原理摘要:本文介绍了遥感影像融合技术, 系统阐述了几种常见的遥感影像融合方法及其优缺点。
首先,阐述了多源遥感影像数据融合的目的、意义以及多源遥感影像数据融合的基本理论;然后介绍了多源遥感影像数据融合的层次和常用方法,在分析和探讨多源遥感影像数据融合原理、层次、结构及特点的基础上,归纳了多源遥感影像数据融合方法,然后通过实验,对不同方法融合后的成果图进行比较,每种方法都有其自身的优点和不足之处,这就决定了它们在应用方面的不同,采用乘积方法变换、Brovey比值变换和PCA变换融合方法融合后的图像,其光谱保真程度逐渐降低.Muhiplieative(乘积)变换融合较好地保留了多光谱波段的光谱分辨率和空间信息,融合图像的光谱保真能力较好,详细程度较高;PCA变换融合和Brovey变换;融合和影像质量一般.与PCA变换融合比较,Brovey变换融合的空间信息的详细程度较低,但相对好的保留了多光谱波段的光谱分辨率。
关键词: 遥感影像融合融合层次融合方法优缺点对比目录1、绪论 (1)2、多源遥感数据融合的基本理论 (1)2.1 多源遥感数据融合的概念 (3)2.2多源遥感数据融合的原理 (4)2.3多源遥感数据融合层次 (4)2.3.1 像元级融合 (4)2.3.2 特征级融合 (4)2.3.3 决策级融合 (5)3、多源遥感数据融合常用方法 (5)3.1 主成分变换(PCT) (5)3.2 乘积变换 (5)3.3 Brovey比值变换融合 (5)4、实验与分析 (6)5、结语 (8)参考文献 (9)致谢 (10)1、绪论随着遥感技术的发展,光学、热红外和微波等大量不同卫星传感器对地观测的应用,获取的同一地区的多种遥感影像数据(多时相|多光谱、多传感器、多平台和多分辨率)越来越多。
形成多级空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率影像序列的金字塔结构。
通常,同一传感器获得的遥感影像的光谱分辨率较高时,其空间分辨率相对来说要低。
国内多源遥感数据融合研究综述
多源遥 感数 据 融 合 是 指 多 种 空 间分 辨 率 、 辐射 分 辨率 、 谱分 辨 率 和 时 间分 辨 率 的遥 感 数 据 之 间 波 以及遥 感数 据 和非遥 感 空 间数据 之 间 的信 息进 行多
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2 多源 遥 感 数 据 融合 技 术 方 法 简 介
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口 综 合 论述
国 内 多 源 遥 感 数 据 融 合 研 究 综 述
李菲菲 ( 北京林 业大学林 学院)
摘 要 :本 文主要 针对 广泛 应 用的 多源遥 感数 据 融合方 法 , I 如 HS变换 、 成 分 变换 、 主 小波 变换 法 、 经 神 网络 法等进 行 简要介 绍 。概括 了国 内学者 的主要 研 究成 果 , 出 了遥 感 图像 融 合技 术 的 关键 是 图像 之 。
多源遥感数据融合研究综述
多源遥感数据融合研究综述张灵凯 于 良(江西理工大学,江西 赣州 341000)摘要:数据融合是提升遥感影像应用能力的重要手段。
本文介绍了遥感数据融合的三个层次,并总结了几种常用的遥感数据融合方法,最后总结了遥感数据融合的前瞻研究方向。
关键词:遥感;遥感影像;数据融合中图分类号:P258 文献标识码:A1.引言遥感技术的飞速发展,使得遥感系统能够为用户提供同一地区的多空间分辨率、多光谱分辨率、多时间分辨率的遥感影像。
如何利用好这些海量数据,尽可能更充分、有效利用这些数据是科研人员值得思考的一个问题。
多源遥感数据具有以下特点:(1)光谱信息丰富(2)覆盖面积大(3)空间分辨率较高。
融合的目的是将单一传感器的多波段信息或不同类别传感器所提供的信息加以综合,消除多传感器之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,改善遥感信息提取的及时性和可靠性,提高数据的使用效率。
融合的实质是在同一地理坐标系中,把多幅遥感图像数据按照一定的规则,生成一幅更能有效表示该目标的图像信息。
2.多源遥感数据融合方法2.1小波变换法小波变换(Wavelet transform,WT)是一种全局变换,在时间域和频率域中都具有良好的定位能力。
小波变换法首先对需要融合的图像数据进行小波正变换,这样图像就被分解为高频和低频信息。
分别抽取分解后的高频信息和低频信息进行小波逆变换,生成融合图像。
小波变换的优点有:(1)可以对任意波段进行融合(2)多尺度、多分辨率(3)不会产生冗余数据。
缺点:小波基选择较麻烦,融合速度不理想,容易产生较为明显的分块效应。
刘敬等对ETM影像数据TM1、TM5、TM7与其全色波段进行小波变换融合,采用融合后的影像对土地利用进行分类,结果表明:经过小波变换后的图像弱化了内部纹理信息、增强了边缘信息,使得相同地物内部的土壤亮度噪声削弱而不同地物边缘差异得到增强,有利于计算机分类。
薛东剑等运用小波变换法、乘积运算法、IHS彩色合成法对青川、平武县SPOT和TM地质数据进行融合,取得了良好的效果,多光谱图像的光谱信息能够显示出来,同时增强了空间信息量,提高了解译精度,弥补了单一数据源信息提取的不足。
测绘技术中的数据融合和多源遥感图像的配准
测绘技术中的数据融合和多源遥感图像的配准引言:在现代科技的快速发展下,测绘技术的应用范围越来越广泛,成为工程、农林、城市规划等领域不可或缺的重要手段。
其中,数据融合和多源遥感图像的配准作为测绘技术的两个重要方向,具有重要的实践意义和研究价值。
本文将从测绘技术的角度探讨数据融合和多源遥感图像配准的应用和挑战。
一、数据融合的应用数据融合是指将不同数据源的信息进行整合,生成具有更高质量、更全面和更一致性的数据产品。
在测绘技术中,数据融合可以提高地理信息系统的准确性和可靠性,为城市规划、道路建设等提供重要依据。
1.1 遥感数据与地面调查数据的融合遥感数据和地面调查数据是测绘技术中常用的两种数据源。
遥感数据可以通过卫星或无人机等设备获取大范围、高分辨率的影像数据,而地面调查数据则可以提供准确的地理位置信息。
将这两种数据进行融合,可以得到既有广大范围又有高准确性的数据产品,为地理信息系统的建设提供基础。
1.2 不同时期遥感图像的融合随着时间的推移,同一地区的遥感图像会有不同的采集时期。
将不同时期的遥感图像进行融合,可以得到地表特征的变化情况,为城市规划、土地利用等提供重要参考。
通过数据融合技术,我们可以看到城市的扩张、农田的变化等,为决策者提供科学、准确的依据。
二、多源遥感图像的配准多源遥感图像配准是指将来自不同传感器、不同平台的遥感图像进行准确的位置对应,以实现不同图像数据的无缝拼接和统一管理。
这对于建立完整、连续的地理信息产品非常重要。
2.1 传感器间配准不同传感器产生的图像具有不同的成像原理和几何特性,因此需要对其进行配准,以消除图像间的几何差异。
传感器间的配准涉及到旋转、平移、缩放等变换参数的计算和校正,挑战在于不同传感器所使用的坐标系统和校正算法的差异。
2.2 平台间配准同一传感器不同平台的图像也需要进行配准,以消除平台运动带来的几何偏差。
在飞行器或卫星上安装的传感器会随着平台的移动而发生一定的姿态变化,因此需要通过配准算法将这些图像对应到同一坐标系统中。
多源遥感影像融合技术研究
多源遥感影像融合技术研究随着遥感技术的飞速发展,航空遥感和卫星遥感技术不断提升,遥感图像的识别和解译技术也取得了很大的进步。
但是,由于不同遥感平台的图像具有不同的特点和分辨率,仅使用单一源数据进行图像处理往往无法满足实际需求。
因此,多源遥感影像融合技术日益受到人们的关注和重视。
一、多源遥感影像融合技术概述多源遥感影像融合技术是指通过将来自不同遥感传感器的遥感数据集成功地组合在一起,以创造出优于单个数据源的遥感图像。
它是一种共存技术,目的是提高遥感图像质量,增强遥感图像的信息和特征,并使其适应更广泛的应用领域。
多源遥感影像融合技术的实际应用有很多,例如农作物遥感监测、城市土地覆盖分类、自然灾害分析等方面。
多源遥感影像融合技术通常包括以下三个步骤:(1)数据预处理数据预处理是遥感影像融合的第一步,包括去噪、几何校正和辐射校正等过程。
对于不同传感器所获取的遥感影像,其几何定位、坐标系统和数据范围可能存在不同,因此需要进行几何校正和辐射校正,以确保不同数据源之间的一致性。
去噪是为了提高遥感图像的质量,消除影响图像分析和处理的噪声干扰。
(2)特征提取特征提取是指从多个遥感影像中提取具有代表性的特征信息。
在遥感图像的融合过程中,需要根据要求选择相似或互补的影像来融合,特征提取是实现此目的的关键。
这些特征可以包括纹理特征、形状特征、频谱特征等。
(3)融合算法融合算法是指对不同传感器所获取的遥感影像进行相应的加权组合,生成新的遥感影像的方法。
这种方法的目的是获得优于单一图像源的遥感图像,从而可以更好地提取地物信息。
常用的融合方法有像元水平融合、特征水平融合、决策水平融合等。
二、多源遥感影像融合技术的应用(1)农作物遥感监测在农作物遥感监测方面,多源遥感影像融合技术可以提高农作物信息提取的精度和可靠性,根据不同时间段和不同波段遥感影像的融合,可以得到更准确的作物种植面积、作物生长状态和作物产量等信息。
在实践中,多源遥感影像融合技术已经被成功应用于农作物估产、农作物分类、灾害检测等领域。
遥感图象融合综述
遥感图象融合综述摘要:介绍关于图像融合的概念,还有一些用于低分辨率的多光谱图像与高分辨率的全色图像相融合的方法。
其中还包括图像融合相关的评价指标,并做了简略的分析。
图像融合的目的是为了获取高分辨率的多光谱图像,尽量保持图像的光谱信息,使它既包含了多光谱信息又具有全色图像的高分辨率特点。
关键词:遥感图像融合分辨率多光谱图像全色图象1引言多传感器遥感系统能够为用户提供高空间分辨率、高波谱分辨率、高时间分辨率的海量图像数据。
但是,由于每一种图像数据都有其固有的特点和特定的应用领域,因此如何充分融合来自各种类型遥感图像信息,以克服遥感图像理解应用中单一信息源不足问题已经成为一个迫切需要解决的问题,它直接影响到大量遥感数据的使用效益。
因此遥感图像融合就成为解决此类问题的关键。
[1]在面对各种面向复杂应用背景的多平台、多时相、多光谱和高分辨率卫星遥感系统也随之大量涌现的现状, 遥感技术被广泛地应用于地表植被的分类和环境观测等领域。
为了能进行更准确的分类决策或增加定位精度, 对高空间与光谱分辨率图像的需求非常迫切。
欲实现这个目标, 有两条途径: 一方面, 采用高空间与光谱分辨率的遥感器。
而另一方面, 则利用图像处理技术, 即进行不同光谱与空间分辨率遥感图像的融合, 或称多光谱图像空间分辨率增强、多光谱图像的锐化, 可节省大量的研究经费。
因此, 基于多传感器的信息融合理论, 多源遥感影像信息融合研究于20世纪80 年代应运而生, 并成为目前遥感图像处理的重要研究手段。
[2]遥感图像融合技术是指将由多源通道所采集的同一目标的图像经过一定的处理,提取各通道的信息来复合多源遥感图像,综合形成统一图像或综合利用各图像信息的技术。
它最大程度地利用了多种数据的不同特性,使图像同时具有较高的光谱和空间分辨率,提高了图像的视觉效果和图像特征识别和分类精度。
2遥感图像融合概念遥感图像融合就是图像合成技术, 将不同平台(卫星与机载) 上的同一或不同传感器获取的不同空间与光谱分辨率图像按特定的算法进行处理, 以使所产生的新图像同时具有原来图像的多光谱特性以及高地面分辨率, 来实现不同的应用需求。
测绘技术中的多源遥感数据处理方法介绍
测绘技术中的多源遥感数据处理方法介绍近年来,随着科技的飞速发展,多源遥感数据的应用在测绘技术领域变得越来越重要。
多源遥感数据是指利用不同传感器获取的多种遥感数据,如卫星影像、航空摄影、激光雷达等。
在测绘工作中,多源遥感数据处理方法的研究和应用已经成为一个热点领域。
在多源遥感数据处理中,最常用的方法之一是数据融合。
数据融合是指将不同来源的遥感数据进行整合,从而得到更准确、更全面的地理信息。
数据融合可以分为像素级融合和特征级融合两种方式。
像素级融合是将不同波段或传感器获取的像素级别的数据进行融合,从而得到一幅融合后的影像。
这种方法可以提高影像的空间分辨率和光谱信息。
在像素级融合中,常用的方法包括加权平均法、主成分分析法和小波变换法等。
加权平均法将不同波段的像素灰度值按一定比例进行加权平均,得到融合后的像素灰度值。
主成分分析法则是将不同波段的像素灰度值进行主成分分析,提取主要特征,再将主成分重构成融合后的像素灰度值。
小波变换法则是将不同波段的影像进行小波变换,将高频部分融合,得到融合后的影像。
特征级融合是将不同传感器获取的地物特征进行融合,从而得到更全面、更准确的特征信息。
在特征级融合中,常用的方法包括特征选择、特征提取和特征融合等。
特征选择是从不同传感器获取的特征集中选择出最具有代表性和差异性的特征。
特征提取是从不同传感器获取的特征集中提取出能够描述地物属性的特征。
特征融合是将不同传感器获取的特征进行融合,得到融合后的特征。
特征融合可以分为决策级融合和特征级融合两种方式。
决策级融合是将不同传感器获取的特征用于分类、识别等应用,得到融合后的决策结果。
特征级融合是将不同传感器获取的特征进行线性或非线性的融合,得到融合后的特征。
除了数据融合外,另一种常用的多源遥感数据处理方法是数据融合图像分类。
数据融合图像分类是将不同传感器、不同分辨率的遥感影像进行分类,从而得到准确、全面的地物信息。
在数据融合图像分类中,常用的方法包括人工分类、像元分类和物体分类等。
多源数据融合技术在遥感图像中的应用研究
多源数据融合技术在遥感图像中的应用研究随着科技的发展,遥感技术成为了一种越来越重要的数据获取方式,它可以在不接触目标物体的情况下获取目标物体的信息,广泛应用于农业、林业、地质勘查、城市规划等领域。
但是,由于遥感图像的特殊性质,比如分辨率不高、噪声多等,使得其在实际应用中仍然存在很多限制和难点。
多源数据融合技术的出现填补了这种不足,并在很大程度上提高了遥感图像的识别分类能力。
一、多源数据融合技术的概念多源数据融合是指将来自不同传感器或数据源的信息进行整合和优化,以提高数据的精度和可靠性的过程。
在遥感图像中,多源数据融合指的是从不同传感器、不同解析度和时间的遥感影像获取并整合信息,以获得高精度和高时空分辨率的遥感图像。
多源数据融合可以更全面地展示目标物体的特征,提高图像分类和识别的正确率。
二、多源数据融合技术的分类根据数据融合的方式,多源数据融合技术主要分为三类:基于特征的融合、基于决策的融合和基于像素的融合。
(1)基于特征的融合基于特征的融合是指将不同波段特征相似或相关的遥感影像进行融合,如将同一时间的多光谱影像与高分影像融合。
这种融合方式可以提高数据的空间分辨率和识别精度。
(2)基于决策的融合基于决策的融合是指基于不同遥感幅射数据相互协同作用的原则,通过规则集、模型、算法等方法将两个或多个决策结果进行综合评判,并得出最后的决策结果。
这种融合方式可以提高数据的分类精度和识别率。
(3)基于像素的融合基于像素的融合指的是将两个或多个不同特性数据的像素直接融合,可以同时在空间和光谱方面提高数据的分辨率和识别能力。
三、多源数据融合技术的应用研究在农业领域,多源数据融合技术可以应用于农作物目标识别和生长监测。
通过对不同波段的遥感影像数据进行融合处理,可以获得更全面和准确的农田信息,为农业生产提供更加精准的技术支持。
在林业领域,多源数据融合技术可以应用于森林地质的不同层次的识别和分类。
通过将不同波段的高分辨率遥感影像进行有效融合,可以实现对不同林木、林分的高精度、高效的分类和监测,为森林资源的保护与利用提供了有力的技术手段。
卫星遥感图像的多源数据融合和处理技术研究
卫星遥感图像的多源数据融合和处理技术研究卫星遥感图像是获取地球表面信息的重要工具,但由于不同卫星所采集的数据源存在差异,单一卫星图像可能无法提供足够精确的信息。
因此,多源数据融合和处理技术的研究变得至关重要。
本文将探讨卫星遥感图像的多源数据融合和处理技术,并介绍其在地球科学、环境保护和农业等领域的应用。
首先,我们需要了解什么是多源数据融合技术。
多源数据融合指将来自不同卫星的遥感图像数据在某个特定的领域进行集成,以获得更全面、准确和可靠的信息。
融合过程包括数据选取、数据预处理、特征提取和决策制定四个主要步骤。
数据选取是根据任务需求,选择可靠的卫星遥感图像数据源。
数据预处理包括几何校正、辐射校正和大气校正等,以确保数据的一致性和可比性。
特征提取是根据任务需求,提取有用的信息,并用于目标识别、分类和监测。
决策制定是将融合的数据应用于具体的任务,并做出相关决策。
多源数据融合和处理技术在地球科学领域有广泛的应用。
例如,在地质勘探中,通过融合多源遥感数据,可以提高地质资源的勘探效果。
通过结合不同卫星传感器的数据,可以获得更全面的地质信息,包括地貌地形、矿产资源和地下结构等。
在气象学领域,融合多源卫星数据可以提高天气预报的准确性。
通过将多种卫星数据进行融合,可以提供更详细、更准确的气象信息,包括降水量、风速和气温等。
这对于灾害预警和农作物生产等具有重要意义。
环境保护是另一个多源数据融合和处理技术的重要应用领域。
通过融合多源遥感数据,可以实现对环境变化的监测和评估。
例如,在森林资源管理中,通过融合Landsat和MODIS卫星数据,可以对森林覆盖、火灾风险和生物多样性等进行监测和评估。
另外,多源数据融合还可以用于海洋监测和水资源管理等方面,提供更全面的环境信息,以支持环境保护和可持续发展。
农业也是多源数据融合和处理技术的重要应用领域之一。
通过融合多源遥感数据,可以实现对农作物生长和土壤水分等关键农业指标的监测和预测。
多源数据融合技术在遥感影像中的应用
多源数据融合技术在遥感影像中的应用随着科技的不断进步和应用,遥感技术已经被广泛应用于各个领域。
而影像数据处理和分析作为遥感应用的重要环节,已经成为遥感技术中不可或缺的一部分。
多源数据融合技术在遥感影像中的应用,不仅能够提高影像数据的精度和可信度,还能够更好地满足各种遥感应用的需求。
本文将深入探讨多源数据融合技术在遥感影像中的应用,并探讨其未来发展趋势。
一、多源数据融合技术多源数据融合技术,顾名思义就是将来自不同来源的数据融合在一起,形成一张更加完整、更加准确的图像,从而提高遥感影像数据的质量和精度。
多源数据融合技术的发展主要是针对遥感影像数据处理和分析的需求而来的,因此其发展趋势与遥感技术的发展密不可分。
目前,多源数据融合技术主要包括基于像素的数据融合、基于物体的数据融合和基于深度学习的数据融合等多种方式。
基于像素的数据融合,是指将不同分辨率或不同波段的影像数据融合在一起,形成一张新的图像。
这种融合方法以像素为单位,通过像素级别的计算来融合影像数据。
这种方法易于操作,但对于不同分辨率和不同光谱波段的信息处理因素区别较大,容易出现像素错位等问题。
基于物体的数据融合,是指利用特征提取技术将不同来源的影像数据分段,然后结合分段结果实现数据融合。
这种方法能够有效地处理不同分辨率之间的信息,融合结果也更加准确,但操作难度相对较大。
基于深度学习的数据融合,主要利用深度神经网络模型,将不同来源的影像数据通过深度学习算法学习,然后将学习得到的结果进行融合。
这种方法具有可伸缩性、自适应性、多标签支持等优点,但对于数据集的规模、质量、标记方式等要求较高。
二、多源数据融合技术在遥感影像中的应用多源数据融合技术在遥感影像中应用广泛,可以应用于土地利用覆盖分类、三维地图构建、城市建设规划、自然灾害监测等多个领域。
以下将以土地利用覆盖分类为例,具体探讨多源数据融合技术在遥感影像中的应用。
土地利用覆盖分类是指将遥感影像数据分为不同的类别,如水体、城市、森林、农田等。
多源遥感图像数据融合技术综述
收稿日期:2004-08-16多源遥感图像数据融合技术综述牛凌宇(北京系统工程研究所,北京100101) 摘 要 针对具体实践需要,对现有应用最广泛的卫星遥感图像数据融合算法进行了介绍,描述了其主要步骤,进行了定性分析,给出了图像融合效果评价的准则,指出了遥感图像数据融合的发展方向。
主题词 IHS 变换 小波变换 遥感图像融合1 引 言 现代遥感技术的发展,使得人类能够从不同遥感平台获得不同空间分辨率、不同光谱特性的遥感图像。
对多源遥感图像进行处理,将它们所含的信息互补地有机结合起来,以提高图像判读的可靠性,提高对图像的解译能力,提高数据分类和目标识别的准确性,已成为现代遥感技术发展的趋势。
遥感数据融合技术就是将不同类型传感器获取的同一地区的图像数据进行空间配准,然后采用一定算法将各图像的优点或互补性有机结合起来产生新图像的技术。
多源遥感融合技术从层次上可分为三层:像素级、特征级和决策级。
遥感信息融合相应在像素级、特征级和决策级3个层次上进行,形成3种融合框架。
其中像素级融合是最基础和最重要的,也是目前融合领域研究的热点。
因此本文以SPOT Pan (全色波段)和Landsat -T M321多光谱图像为例,重点介绍多源遥感图像像素级融合技术。
一般来说,多光谱图像的光谱分辨率较高,但空间分辨率比较低,即空间的细节表现能力比较差;全色图像具有较高的空间分辨率,但光谱分辨率较低。
因此,将具有低空间分辨率的多光谱图像和具有高空间分辨率的全色光学图像进行融合,使融合后的多光谱图像具有较高的空间细节表现能力且同时保留多光谱图像的光谱特性。
研究表明,融合后的图像能更好地解释和描述被感知的对象或环境,同单一信息源相比,能减少或抑制对被感知对象或环境解释中可能存在的多义性、不完全性、不确定性和误差,最大限度地利用各种信息源提供的信息,从而提高了对图像的信息分析和提取能力,因而广泛地应用于地形测绘和地图更新、土地资源调查、农业、森林资源调查和保护、军事等领域。
测绘技术中的多源遥感数据融合技术
测绘技术中的多源遥感数据融合技术遥感技术在测绘领域中扮演着重要的角色,它通过获取地球表面的信息,为地理空间数据的测绘提供了有效的手段。
随着科技的不断发展,多源遥感数据融合技术的应用也逐渐成为测绘领域中的热点。
本文将就多源遥感数据融合技术的原理和应用进行探讨。
多源遥感数据融合技术是指将来自不同传感器、不同波段、不同分辨率的遥感数据进行综合分析和处理,以获取更精确、更全面的地理信息的一种方法。
在传统的遥感数据处理中,由于每种传感器的特点和限制,单一源的遥感数据可能无法提供足够的信息。
而通过多源遥感数据融合技术,我们可以综合利用不同源的数据优势,弥补不足,从而获得更准确、更全面的观测结果。
多源遥感数据融合技术的基本原理是将不同源的遥感数据进行组合,形成综合的数据集。
常见的融合方法包括像元级融合和特征级融合。
像元级融合是将来自不同传感器的像元值进行加权平均,得到一个新的像元值。
特征级融合则是从不同的数据源中提取出特征,通过适当的算法将其进行组合。
这两种方法各有优劣,根据任务需求和研究目的选择相应的方法。
多源遥感数据融合技术在测绘领域中有着广泛的应用。
首先,它可以用于地形测量和地貌分析。
由于不同传感器对地形和地貌的敏感度有所不同,单一遥感数据可能无法提供完整的地形信息。
通过多源数据融合,可以提高地形和地貌的精度和可信度。
其次,多源遥感数据融合技术可以用于土地利用和土地覆盖的调查和分析。
通过综合利用多种遥感数据,可以更准确地提取土地利用类型和变化情况,为土地规划和资源管理提供支持。
此外,多源遥感数据融合技术还可以应用于城市规划、环境保护、农业监测等领域,为决策提供科学依据。
然而,多源遥感数据融合技术在应用过程中也面临一些挑战和问题。
首先,多源遥感数据的质量和一致性是一个关键问题。
由于数据来源和处理方法的不同,不同源的遥感数据之间可能存在差异,因此在数据融合过程中需要进行有效的质量控制。
此外,多源遥感数据融合技术的算法和模型也需要不断优化和改进,以提高数据分析和处理的效果。
多源遥感信息融合技术及多源信息在地学中的应用研究
多源遥感信息融合技术及多源信息在地学中的应用研究一、本文概述本文主要研究多源遥感信息融合技术及其在地学中的应用。
多源遥感信息融合技术是一种将来自不同传感器或不同平台的遥感数据进行综合处理和分析的技术,旨在提高遥感数据的利用效率和解译精度。
该技术的研究已经成为遥感领域的一个重要方向。
本文首先对多源遥感信息融合技术进行了概述,介绍了其目的、意义以及国内外的研究现状。
详细阐述了多源遥感信息融合的理论基础,包括融合的概念、层次、模型和结构等。
接着,讨论了多源遥感影像像素级融合技术,包括融合过程、特点及其应用。
本文还探讨了基于不同理论的多源遥感信息融合方法,如Bayes融合法、DempsterShafer证据理论和改进的BP神经网络等。
在地学应用方面,本文研究了遥感技术为地学应用提供的数据来源和探索方式。
通过对遥感地学分析的基本思想进行研究,论述了遥感信息在地学中的应用,并结合实际案例进行了分析和讨论。
本文旨在为多源遥感信息融合技术的研究和应用提供理论和实践指导,以促进遥感技术在地学领域的进一步发展和应用。
二、多源遥感信息融合技术基础多源遥感信息融合技术是指将来自不同传感器、不同平台、不同时间和不同空间分辨率的遥感数据进行集成和综合分析,以获得更全面、更准确的地学信息。
该技术已取得显著进展,主要特点包括:数据来源广泛:随着航天技术的发展,遥感数据的获取平台和传感器类型日益丰富,包括光学传感器、雷达传感器、激光传感器等。
数据分辨率提高:遥感数据的分辨率不断提高,从早期的米级、公里级发展到亚米级、厘米级,甚至毫米级,提高了数据的细节信息含量。
数据融合技术成熟:多源遥感数据融合技术包括图像配准、图像增强、特征提取、分类识别等,实现了多源数据的有效集成和利用。
数据量大:遥感数据的体量庞大,处理和存储这些数据对计算资源和存储空间提出了挑战。
数据异质性强:多源遥感数据具有不同的传感器类型、分辨率和波段范围,导致数据异质性强,融合难度增大。
多源图像融合综述
两个以上图像中感兴趣 的信息 相结 合 的过 程 , 通过这 一过 程 得到一个更多信息 量的图像 。图像 场景 中感兴趣 的信息 的选 取取决于的应用程 序。融合后系统 工作频段范 围与探测 能力 显著提升 , 获取信 息 的效 率与整 体 系统可 靠性 明显提 高。融 合 图像是无法从其中任何单一传感器获得 。 图像融合技术 的应用 相 当广 泛 J , 涵盖 1 3常生 活 的许 多 方面 , 大到 国家 的航 空航 天、 军 事 国防等领 域 , 小到 医疗方 面 的医学造影 、 小 区的安全 监控 等应用 。图像融 合技术 在某 些 方面替代了人类视 觉某些难 以完成 的工 作。图像 融合就其 应 用所起作用主要包 括 : ( 1 ) 图像增强 。通过融合来 自不同传 感器的 图像 , 从而 获得更清晰的图像。例如 , 在遥感领域 应用 中, 常用两 种传感 器获得 同一区域地貌 的高分辨 率 图像和多 光谱 图像 , 对这 两 种 图像进行融合 , 可 以获得 该 区域 地貌 的细节 和轮廓 更 清晰 的图像 。如红外与可见光融合 技术 , 可用于火灾 预防与探测 、 敏感区域的治安监控等等。 ( 2 ) 特征提取。融合 多传感器 的图像后 , 可 以得 到某些特 征更加突 出的图像 , 从 而方便这 些特征 的提取 ( 比如 线条 , 边 缘轮廓等特征 ) 。 ( 3 ) 图像去噪。 目前有 学者提 出一 种基 于多个 小波基 的 图像融合去噪方法。与传统 的图像 去噪滤波方法 ( 均值滤波 、 中值滤波 、 维纳 滤波等方 法 ) 相 比, 该 去 噪方法保 留了更 多 图
1 1 6 0 2 3 )
多源遥感数据融合技术研究及应用
多源遥感数据融合技术研究及应用遥感技术是指利用遥感卫星或飞机等遥感设备对地球表面进行观测和测量的技术。
遥感技术广泛应用于环境监测、资源调查、地震灾害预测等领域。
而多源遥感数据融合技术则是遥感技术中的一个重要分支,它可以将来自不同传感器的遥感数据融合起来,从而得到更为准确、全面的地表覆盖信息。
一、多源遥感数据融合技术的现状及发展趋势多源遥感数据融合技术的概念可以追溯到上世纪八十年代,但直到二十一世纪初才开始得到广泛应用。
随着遥感技术和计算机技术的迅速发展,多源遥感数据融合技术也日益成熟,已经应用于军事侦察、环境监测、资源管理等领域。
目前,多源遥感数据融合技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1.多分辨率数据融合技术多分辨率数据融合技术是指将来自不同传感器的不同分辨率的遥感数据融合起来,得到高分辨率的遥感图像。
这种技术可以克服单一传感器分辨率不足的问题,提高遥感数据的空间分辨率,从而更加准确地描述地物覆盖状况。
2.多时相数据融合技术多时相数据融合技术是指将来自不同时刻的遥感数据融合起来,得到一个时间序列上不同时刻的地表覆盖信息。
这种技术可以用于监测地表覆盖变化,如城市扩张、农田面积的变化等。
3.多源遥感数据融合算法的优化目前,多源遥感数据融合算法主要分为像元级融合算法和特征级融合算法两种。
由于不同融合算法的优缺点不同,因此算法优化是多源遥感数据融合技术发展的一个重要方向。
二、多源遥感数据融合技术在环境监测中的应用1.水资源监测水资源是国家重要的自然资源之一,而多源遥感数据融合技术可以对水资源进行多角度、多尺度、多时间段的监测,提高水资源的监测效率和准确性。
例如,利用多源遥感数据融合技术可以对水体面积、水体分布、水体质量等进行监测和分析,帮助实现对地下水资源的合理开发利用。
2.土地利用监测土地利用是指人们对土地资源的合理开发和利用,这与环境保护和绿色发展密切相关。
利用多源遥感数据融合技术可以实现对土地利用的精准监测和管理,例如对耕地面积、森林覆盖率、城市扩张等进行监测和分析,帮助政府实现对土地利用的规划和管理。
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收稿日期:2004-08-16多源遥感图像数据融合技术综述牛凌宇(北京系统工程研究所,北京100101) 摘 要 针对具体实践需要,对现有应用最广泛的卫星遥感图像数据融合算法进行了介绍,描述了其主要步骤,进行了定性分析,给出了图像融合效果评价的准则,指出了遥感图像数据融合的发展方向。
主题词 IHS 变换 小波变换 遥感图像融合1 引 言 现代遥感技术的发展,使得人类能够从不同遥感平台获得不同空间分辨率、不同光谱特性的遥感图像。
对多源遥感图像进行处理,将它们所含的信息互补地有机结合起来,以提高图像判读的可靠性,提高对图像的解译能力,提高数据分类和目标识别的准确性,已成为现代遥感技术发展的趋势。
遥感数据融合技术就是将不同类型传感器获取的同一地区的图像数据进行空间配准,然后采用一定算法将各图像的优点或互补性有机结合起来产生新图像的技术。
多源遥感融合技术从层次上可分为三层:像素级、特征级和决策级。
遥感信息融合相应在像素级、特征级和决策级3个层次上进行,形成3种融合框架。
其中像素级融合是最基础和最重要的,也是目前融合领域研究的热点。
因此本文以SPOT Pan (全色波段)和Landsat -T M321多光谱图像为例,重点介绍多源遥感图像像素级融合技术。
一般来说,多光谱图像的光谱分辨率较高,但空间分辨率比较低,即空间的细节表现能力比较差;全色图像具有较高的空间分辨率,但光谱分辨率较低。
因此,将具有低空间分辨率的多光谱图像和具有高空间分辨率的全色光学图像进行融合,使融合后的多光谱图像具有较高的空间细节表现能力且同时保留多光谱图像的光谱特性。
研究表明,融合后的图像能更好地解释和描述被感知的对象或环境,同单一信息源相比,能减少或抑制对被感知对象或环境解释中可能存在的多义性、不完全性、不确定性和误差,最大限度地利用各种信息源提供的信息,从而提高了对图像的信息分析和提取能力,因而广泛地应用于地形测绘和地图更新、土地资源调查、农业、森林资源调查和保护、军事等领域。
2 常用的遥感图像融合算法 图像融合算法种类非常多,但大体上可以分为三类:一类是从图像增强算法发展而来的较为简单的传统图像融合方法。
即针对各个图像通道,利用一些替换、算术等简单的方法来实现。
应用较广的有线性加权法[18~19]、HPF (高通滤波)法[6]、IHS 变换法[1][2][3][9][11][17][21]、PC A (主分量分析)法[4~5]等。
这些方法简单易行,在不同的遥感领域得到应用。
第二类是自80年代中期发展起来的多分辨融合算法,主要是塔式算法和小波变换法[7][8][10][15][16]及小波变换融合算法。
它们的基本思想是:首先12005年第1期 空间电子技术SPACE E L ECTRONIC TECHNOLO GY把原始图像在不同的分辨率下进行分解,然后在不同的分解水平上对图像进行融合,最后通过重构来获得融合图像。
第三类主要是多种算法相结合形成的各种改进的融合算法。
2.1 线性加权法线性加权法是一种最简单的图像融合方法,它直接对多幅原图像的对应像素点进行加权叠加。
如果A k (i ,j )为n 幅图像A k 在对应位置(i ,j )的灰度值,那么融合后图像B k (i ,j )可通过下式得到:B k (i ,j )=∑nk =1Wk (i ,j )A k (i ,j )∑n k =1W k (i ,j )=1众所周知,人眼对对比度非常敏感。
文献[18]采用基于局部区域对比度的加权选择法,从多幅原图像中选择对比度最大的像素点作为融合图像的像素点,形成新的图形。
但这种方法融合的图像包含很强的噪声。
文献[19]也基于对比度加权,采用平均和选择相结合的方法,当两幅图像很相似时,融合图像就采用两副图的平均值;当两幅图像差异很大时,则赋予对比度大的那一副图像以比较大的权值,从而在一定程度上抑制了噪声。
文献[22]利用图像中的目标特征提出了一种自适应的权值选择方法,所产生的融合算法计算量较少,适于实时处理,而且稳定性非常好。
线性加权法的优点在于概念简单,计算量非常小,适合实时处理。
缺点是融合后的图像包含很强的噪声;特别是当融合图像的灰度差异很大时,就会出现明显的拼接痕迹[20],视觉效果差。
212 HPF (高通滤波)法 HPF 法(High Pass Filtering )[6]实现遥感图像融合的概念比较简单。
一幅图像通常由不同的频率成分组成。
根据一般图像频谱的概念,高的空间频率对应图像中急剧变化的部分,而低的频率代表灰度缓慢变化的部分。
对于遥感图像来说,高频分量包含了图像的空间结构,低频部分则包含了光谱信息。
由于进行遥感图像融合的目的在于尽量保留低分辨率的多光谱图像的基础上加上高分辨率全色图像的细节信息,因此,可以用高通滤波器算子提取出高分辨率图像的细节信息,然后简单地采用像元相加的方法,将提取出的细节信息叠加到低分辨率图像上,这样就实现了多光谱的低分辨率图像和高分辨率全色图像之间的数据融合。
高通滤波法的优点在于其算法简单,计算量小,而且没有波段数的限制(IHS 变换融合法只能用3个波段进行融合),所以使用此种方法在使融合后图像空间分辨率有了较大改善的同时,又充分保持了多光谱图像的光谱信息。
缺点在于使用固定大小滤波器难以完全提取出包含有不同尺寸大小地物的高分辨率图像的细节信息,融合图像仍然包含比较大的噪声。
高通滤波器的大小选择分辨率倍数的两倍左右效果比较好。
213 PC A (主分量分析)变换融合法 多光谱遥感图像包含着多个单色光谱的图像信息,而全色遥感图像则具有某种白光的特性。
基于这一点,可以考虑将多光谱图像的各个波段的图像通过某种变换,合成类似于白光的图像。
对两幅白光图像进行融合,通过这种融合,我们可以尽可能多地保留全色遥感图像的细节信息。
然后,对融合后的图像进行反变换,即可得到包含丰富细节信息的多光谱遥感图像。
这种变换在图像融合中通常采用PC A (主分量分析)[4][5]。
文献[23]提供了一种直接计算图像的相关矩阵进行PC A 融合的方法。
采用主分量变换法对T M 和SPOT 图像进行融合时,首先对T M 图像进行主分量变换。
在这里不是由T M 图像间的协方差矩阵而是由相关矩阵求特征值和特征向量,然后求得各主分量。
由相关矩阵求特征值和特征向量主要是由于相关矩阵中各波段的方差都归一化,从而使各波段具有不同等的重要性。
若由协方差矩阵求特征值和特征向量,由于T M 各波段图像的方差不同,则导致各波段重要程度不一致。
试验结果表明对相关矩阵进行主分量变换后融合的效果更好。
2空间电子技术 2005年第1期采用主分量变换法融合的具体方法如下:(1)计算参与融合的n 波段T M 图像的相关矩阵;(2)由相关矩阵计算特征值λi 和特征向量Φi (i =1,...,n );(3)将特征值按由大到小的次序排列,即:λ1>λ2>…>λn ,特征向量Φi 也要作相应变动;(4)按下式计算各主分量图像:PC k =∑ni =1d i Φik式中:k 为主分量序数(k =1,...,n );PC k 为第k 主分量;i 为输入波段序数;n 为总的T M 波段数;d i 为i 波段T M 图像数据值:Φik 为特征向量矩阵在i 行、k 列的元素。
经上述主分量变换,第一主分量图像的方差最大,它包含原多光谱图像的大量信息;(5)将空间配准的SPOT 图像与第一主分量作直方图匹配;(6)用直方图匹配生成的SPOT 图像代替第一主分量,并将它与其余主分量作逆主分量变换就得到融合的图像。
PC A 变换融合法的主要优点是:融合后的图像光谱特性保持比较好,尤其在波段数较多的情况下;缺点是:由于要对自相关矩阵求特征值和特征向量,计算量非常大,实时性比较差。
2.4 基于IH S 变换的遥感图像融合IHS 变换是在遥感图像融合中经常用到的一种方法,它将多光谱的T M 图像数据变换到IHS 空间,得到3个独立的分量。
首先将SPOT 图像数据经过适当的伸缩,以保证它的均值和方差变换到和I 分量一致,然后用伸缩后的数据替换I 分量,得到I ′,再分别对H 和S 进行反差扩展,得到H ′和S ′,最后将I ′、H ′和S ′变换回RG B 空间,得到融合图像。
与RG B 空间各分量相互相关不一样,IHS 空间中三分量I ,H ,S 具有相对独立性,可分别对它们进行控制,并且能够准确定量地描述颜色特征。
因此,在遥感图像融合中,常常需要把RG B 空间转换为IHS 空间,在IHS 空间复合不同分辨率的数据,即基于IHS 变换的遥感图像融合技术[1][2][3][9][11][17][21]。
我们之所以用IHS 变换是基于人眼对颜色的心理模型来选择的,IHS 2RG B 变换公式如表1所示。
表1 IHS 2RG B 变换公式条 件正变换计算公式逆变换计算公式R >B ≤G 或0≤H <1I =13(R +G +B )H =G -B 3(I -B ) S =1-B I R =I (1+2S -3H S )G =I (1-S +3H S )B =I (1-S )G >R ≤B 或1≤H <2I =13(R +G +B )H =B -R 3(I -B )+1 S =1-R I G =I (1+5S -3H S )B =I (1-4S +3H S )R =I (1-S )B >G ≤R 或2≤H <3I =13(R +G +B )H =R -G 3(I -G )+2 S =1-G IB =I (1+8S -3H S )R =I (1-7S +3H S )G =I (1-S ) 一般来说,基于IHS 变换融合方法可以提高结果图像的地物纹理特性,但光谱失真较大,而且多光谱图像的波段数必须为3。
2.5 多分辨塔式融合算法图像融合的金字塔算法是20世纪80年代应用较广泛的融合算法,主要包括Laplacian 金字塔算32005年第1期 牛凌宇:多源遥感图像数据融合技术综述4空间电子技术 2005年第1期法、对比度金字塔算法和梯度金字塔算法。
这些金字塔算法都是在G aussian金字塔算法的基础上发展起来的,目前已经被小波融合算法所取代。
每一种金字塔算法的融合过程都是相同的。
首先按照一定算法对原图像进行处理,并进行间隔采样,如此进行N次操作,其中每一层图像的数据量只是上一层图像的1/4,这样就形成一个多分辨的塔状结构。
然后在每一层都按照一种融合规则对多源数据进行融合,从而形成一个合成的金字塔。
最后对此金字塔进行重构,得到融合图像。
其中,G aussian金字塔是按照低通滤波算法,Laplacian金字塔[24][25]是按照带通滤波算法。