多元遥感影像数据融合研究

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t l ma i g c a a t rs c f h i h s e ta e o u i n me t h e d f h sca si g s An e e t g a r g n h r ce it so eh g — p cr l s l t e en e so y ii a i i t r o t p n ma e . d b  ̄ r n e r — i t n o e t i p c a i h ih i e a d : fln — s h g n h n e n f r s o e . n O f r . h s i i fc r n s e i l g l t d o s i I d u e c a e a d c a g si o e tc v r a d S 0 t T i s o a h g v a n h ma n y o h t g ai n o eb sc p n i lso mo e s n i g i g s m eh d fa s s me t n t g a i n i l n t e i e r t f h a i r cp e fr n o t i e t e s n ma e , t o so s e s n d i e r t a n o
① 影像 处理 ; G ②R B—I s转换; } { ③直方 图均 衡化处理; ④用全色波段影像代替亮度波段影像; ⑤ I S到 R B的反转 变换; H G ⑥处理后的变换影像与 原影像分析。 223I S变换融 合 结果 .. H
如 图四 和 图五所 示 ,从 目视 的 角度 来 看,传 统 IS H 融合影像纹理信息保持较好, 但是光谱信息损
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遥感信息的形式从层次上可分为: 像元级( 特征 提取之前)特征级( 、 属性说明之 前) 和决策级( 各传 感器数据独立属性说明之后) 因此信息融合就可相 。 应在像元级、 特征级和决策级 3 个层次上进行, 形成 3 种融合框架, 融合的水平依此由低到高。
2 基 于 Ed s软 件遥 感影像 融合 的 实验分析 ra
数据代替, 从而得到融合结果, 其特征是将多波段数
据作为不同颜色空间中的坐标值 。
更能突出影像的感兴趣 的特征和范围, 不同 目标区 更加明确, 便于 目标影像的解译和判读。
2 基于 I S . 2 H 变换法的遥感影像融合实验
221 HS变 换融 合原 理 .. I
遥感图像融合中,I I S变换法 (亮度 、 ] - I H色调 、 s
方 图匹配, 然后进行反变换得到融合结果。 这样得到 的图像同时具有较好的空间分辨率和保 留较多的光
I S方法 由于 1 H 分量的直方图分布与全色 图像 直方图分布差异较大,造成与原图像 的整体色彩有 较大差异 ,但 同类地物基本具有接近 的色彩。而

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谱特性, 提高了图像识别和解译的精度, 如图一至图
多光 谱 影像 的 融合 实验分 析 。
关键词 : 遥感 ; 影像融合; 主成份融合 ; S变换; I H 分辨率 中 图分 类号 :T 7 P9 文献标 识 码 : A 文章 编号 :6 14 9一 0 130 6—3 17 .7 2( 1)-0 10 2
Ab ta t c u e t erm oe sn ig d t r b n a t Di e e tsn o si h ma ig d t e m erc s r c : a s h e t e sn aa ae a u d n . f rn e sr n te i gn aa g o ti, Be s e t la d s ail e ouin i n te p ee c fc r i i tt n n i ee c s p c r mai a d mu- p cr n p t s lt si h rs n eo et n l a ar o a mi i sa d d f rn e ; a h o t b n l ao f n c t s e ta a iga d itgaino ei g s b t ih s ail e ouin p n h o t a da d mut s e - i p crli gn n e r t f h ma e , ohh g p t s lt a c r mai b - m n o t ar o c n n l—p c i
三 所示 。
P A方法 由于第一主分量的均值 和方 差与全色数 C
据相差较大,因此损失掉了第一主分量 中的部分光 谱信息,变换后所得 到的 R B合成图像整体色彩 G 同原图像差异也 比较大。 P C变换方法与 I S变换相 比, H 其在 同一 次融
222]I .. /S变换 融合 方法 -

失较大。文中介绍的方法得到的图像保留了较多的
段影像, 其信息量会受到损失。另外, 尽管修改后的 全色波段与 P C变换第 1 主成分全局统计特征相似, 但局部统计特征不相似, 因此 P C变换也会 造成信
般情况下, 多光谱图像 的光谱分辨率较高 , 但空间分 根据融合 目的和融合层次智能地选择合适的融 辨率 比较低; 全色图像具有高空间分辨率, 但光谱分 合算法, 将空间配准的遥感影像数据( 或提取的图像
辨率较低。为了增加图像信息提取的精确性和可靠 性, 可以将低空间分辨率的多光谱 图像和高空间分 辨率的全色图像进行融合, 使融合后的多光谱图像 特征或模式识别的属性说 明) 进行有机合成, 得到 目标的更准确表示或估计。 1 融合 的基本模型 . 2
遥 感 影 像 数 据 融



合处理 中, 可同时提高 n 多光谱波段影像的空间 个
分辨率。其缺点是 P C变换第 1 主成分( 包含了多光 谱 波段 的大 多数 信息 ) 的信 息量 要 比全 色 波 段 影像 的信息量高。当用修改后的全色波段影像的灰度值
替代 P , C1再进 行 反 变换 得 到 的 增 强后 的多 光谱 波
饱和度) 是最为常用也是最为基本的方法 。lS I 变换 l
法可以提高结果图像的地物纹理特性, 增强其空间 细节表现能力, 但光谱失真较大, 融合后图像识别和
解译的精确度不高。文 中在对多光谱 图像进行 I S H
IΒιβλιοθήκη Baidu H 方法是以色度学角度出发,对 I S H 坐标的
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变换后, 将全色图像和多光谱 图像 的 1 分量进行直
o a i nda l ss Ta ng t u n ct Spati g u c b r sac s t d ,t e atc ewilb i g fi g nga nay i. ki W ha i m he y’ r ma eofq i k id a a e su y h ril l eusn t e p n i l o on n n l ss a d I n e ai n meho o e pli herta so m ai nsma c ng l w n e h r c p e c mp e ta a y i, n HS it g to t d t x an t i r f r to thi a i t- i r n
21 .基于主成分 (C ) P A 变换的遥感影像融合实

211 C . A融合 原理 .P
主成 分变 换 是 基于 变 量 之 间的 相互 关 系 , 尽 在
图一 原 Q i br uc i k d多光 谱 影像
量不丢失信息的前提下, 利用线性变换 的方法实现 数据压缩。主成分变换主要用于:数据压缩 ( 去相
Tr nso ma i n;Re olton a f r to s ui
O 引言 随着遥感技术的发展, 获取的遥感数据越来越 丰富, 不同传感器获取的影像数据在几何、 光谱和空 问分辨率等方面存在着一定的局 限性和差异性 。一
在保 留光谱特性的同时具有较高的空间分辨率, 达 到优势互补, 提高图像综合分析精确度的 目的。 1 遥感影像数据融合原理 1 影像融合原理 . 1
r t f e t e s g n l ss g ai n o r mo e s n i g i a ea ay i. o n m
Ke wo d :Re oe S n ig I gn ne ain Th r cpe y rs m t e sn ; ma ig Itg t ; e P n il Co o e tA ay i I tg ain I r o i mp n n n lss n e t ; HS r o
关)影像增强, , 在光谱特征空间中突 出物理意义显 著 的指数( 如亮度 、 绿度 、 湿度等)土地利用的动态 ,
变 化 监测 。

般 图像 的线性 变 换可表 示为 :
Y=T X () 1
式 () x是待变换 图像的数据矩阵, 1 中, Y是变 换 后 的数 据矩 阵 , T为变换 矩 阵。
21 C 融合 的结果 .-P A 3
分辨率融合是对不 同空间分辨率遥感图像的融 合处理 , 使用融合后的遥感 图像既具有较好 的空间 分辨率, 又具有多光谱特征, 从而达到图像增强的目 的。 从融合后的影像 与原影像 目视对 比可以得知:
图三 主成分变换融合后的影像 物理意义进行分析,进而提 出将强度分量用高分辨
21 C ..P A融 合方 法 2
图二 原 Q i br 全色影像 uc i k d
() 1 将多波段影像 与高分辨率全 色影像配准 , 然后求解多波段影像矩阵的特征值 , 其值按大小顺
序排列;
()由特征值计算对应的特征矢量,并根据式 2
( 对原始影像进行正变换, 1 ) 得到主分量; ( 3 )将高分辨率全色影像按照第一主分量的方 差与均值进行拉伸, 并用拉伸后影像取代第一个主 分量影像, 然后, 进行反变换得到融合影像。

△ 融


王 帅
W a gS u i n h a

( 南昌市测绘勘察研究院, 江西 南昌 3 00 ) 306 ( acag eer st e f uvy n eo ni a c,i gi acag 30 6 N nhn s c I tu re d cna s eJ n xN n hn 00 ) R a h n it o S a R sm a 3 摘 要: 由于遥感数据越来越丰富, 不同传感器获取 的影像数据在几何、 光谱和空 间分辨率等方面存在 着一定的局限性和差异性。 全色波段和多光谱影像融合得到的影像, 兼有全色波段 的高空间分辨率和 多光谱 影像 的高光谱分辨率特性, 可以满足影像 解译 的需求 , 而且融合后更能突 出影像 的某些特征 : 如土地利用变 化和 森林 覆 盖 的变化 等 等。本 文 主要是 介 绍遥感 影像 融合 的基本 原理 、 融合 后 影像 的评定 和分 析 , 且将 以 并 主成份影像融合、 S变换与直方 图匹配法的遥感影像 融合,进行 以南昌市部分地 区 Q i b d I H u k i 全色影像和 c r


遥 感 影 像 数 据 融 合 研 究
R s a c o u i l e o e S n i 9 I a e a a n e r t O e e r h f M l p e R d t e s n m g s D t I t g a i n t
遥 感 影
像 数
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