高分辨率遥感图像融合方法的比较正式
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遥感影像融合方法的比较与评价遥感影像数据融合是复杂的信息综合技术,会受到多种因素的制约。
用于融合的算法多种多样,不同融合方法的算法不同、侧重点不同,得到的影像融合结果(称为融合影像)也不同。
根据一定的评价指标,对不同融合方法进行评价,得知不同融合方法的优点与缺陷,就可以进一步选取在不同实际应用情况下的最优融合方法。
20世纪70年代,美国科学家提出了“影像融合”概念,随后建立了相关的影像融合技术并被应用到各个领域中。
1995年5月,在我国首次关于数据的专门研讨会上,才将数据融合技术列入国家重点研究项目[1-2]。
近年来,我国有很多学者在影像融合技术领域取得了卓越成果。
2000年,李德仁、王智基于遥感图像进行了小波变换,并将小波概念早期引入遥感融合技术中;2002年,何友等提出了遥感图像融合存在的问题以及发展现状;2011年,黄登山进行了像素级的遥感影像融合方法的研究;2017年,王恩鲁、汪小钦[3]讨论了遥感影像融合评价定量指标选取的问题。
国外学者研究最多的融合方法主要在像素级层面。
1990年,KIEFER R W 等使用HIS 变换,融合SPOT 多光谱遥感影像和全色波段遥感影像;1993年,RANCHIN T 等把小波变换的方法应用到影像融合上;2006年,NENCINI 等使用遗传算法,对全色波段遥感影像和多光谱遥感影像进行融合研究和分析,提出了特征层面和决策层面的融合方法[4]。
1遥感影像融合方法比较评价的研究数据与方法1.1数据源介绍本文选取郑州龙子湖区域的高分二号(GF-2)全色波段遥感影像与Landsat-8多光谱遥感影像进行融合。
两幅遥感影像的时像不同,其中GF-2全色波段遥感影像的成像时间为2017年5月25日,Landsat-8多光谱遥感影像的成像时间为2017年12月24日。
选取两幅影像的重合区域作为实验研究区域,统一投影坐标系为UTM-WGS84,投影带号为49,中央子午线经度为111°E 。
遥感图像处理中的图像融合方法与精度评价遥感图像处理是一门研究如何获取、处理和应用遥感图像信息的学科。
遥感图像融合是其中的一个重要研究方向,它旨在通过将多个遥感图像融合为一个具有更高空间、光谱分辨率和更丰富信息量的图像,来提高遥感图像的解译和应用能力。
本文将探讨遥感图像融合的方法和精度评价。
一、遥感图像融合方法1. 传统融合方法传统的遥感图像融合方法主要包括像素级融合和特征级融合。
像素级融合是指将不同分辨率的遥感图像通过插值方法将其像素一一对应,然后对对应像素进行加权平均得到融合图像。
常用的插值方法有最邻近插值、双线性插值等。
这种方法简单易实现,但无法利用各个波段之间的相关性。
特征级融合是指通过提取多个图像的不同特征,然后将这些特征融合到同一个图像中。
常见的特征包括边缘信息、纹理信息、频谱信息等。
特征级融合方法可以更好地保留各个图像的特征,但对特征的提取和融合过程较为复杂。
2. 基于变换的融合方法基于变换的融合方法是指通过对多个遥感图像进行变换操作,然后将变换后的图像进行融合。
常见的变换包括小波变换、主成分分析、时频分析等。
小波变换是一种时频分析方法,可以将图像分解为不同频率和方向的小波系数。
通过对小波系数进行加权平均,可以实现遥感图像的融合。
小波变换融合方法能够提取图像的局部特征,能更好地保留图像的细节信息。
主成分分析是一种基于统计的方法,通过分析遥感图像的协方差矩阵,提取出图像的主要成分。
然后将这些主成分按照一定的权重进行线性组合,得到融合图像。
主成分分析融合方法可以更好地提取遥感图像的空间信息,对图像的纹理特征具有较好的保留效果。
以上只是其中的两种常见的基于变换的融合方法,实际上还有很多其他的方法,如独立分量分析、稀疏表示等。
二、图像融合精度评价图像融合精度评价是指对融合图像质量进行定量评估的方法。
常用的融合图像质量评价指标有以下几种:1.谱信息准确度谱信息准确度评价主要针对于融合图像的光谱特征,常用的指标有谱变异性、谱角等。
高分辨率遥感图像配准与拼接技术研究高分辨率遥感图像配准与拼接技术是遥感领域中一项重要的技术,它能够将不同的遥感图像进行精确的对齐和拼接,从而形成连续的、无缝的遥感地图。
这项技术在土地利用规划、城市规划、资源监测等领域起着至关重要的作用。
本文将深入探讨高分辨率遥感图像配准与拼接技术的研究现状、方法和挑战。
首先,我们来了解高分辨率遥感图像配准的主要内容。
遥感图像配准是指通过识别图像中的控制点,并利用几何变换模型将图像进行对齐,以消除由于不同图像源、感应器及拍摄条件引起的图像间的位置错配问题。
高分辨率图像配准的目标是实现亚像素级的准确配准,以保证后续的拼接效果。
为了实现高分辨率图像配准,研究者们提出了各种方法。
其中最常用的方法是基于特征的配准方法。
该方法通过提取图像中的特征点,并计算这些特征点之间的相似度,从而实现图像的对齐。
特征点可以是角点、边缘点或斑点等,特征点之间的相似度可以通过计算它们之间的距离、灰度差异或相关性来评估。
基于特征的配准方法具有计算速度快、对光照变化不敏感等优点,因此被广泛应用于高分辨率遥感图像配准中。
除了基于特征的配准方法,研究者们还提出了其他配准方法,如基于相位相关的方法、基于变换模型的方法等。
这些方法在一定程度上解决了特征点匹配的问题,但仍然存在一些挑战。
例如,在图像存在较大旋转、平移或缩放等变换时,传统的配准方法往往不能达到理想的效果。
因此,如何提高配准方法的鲁棒性和准确性是当前研究的热点之一。
在高分辨率遥感图像配准的基础上,拼接技术的研究成为另一个重要的方向。
拼接是指将多幅配准后的高分辨率遥感图像进行融合,形成连续的、无缝的地图。
拼接技术不仅需要解决遥感图像间的亮度、色彩、尺度等差异,还需要解决图像边缘的平滑和边缘特征的保持等问题。
为了解决这些问题,研究者们提出了各种拼接方法,如基于像素的直接拼接方法、基于区域的拼接方法、基于多尺度的拼接方法等。
这些方法在一定程度上提高了拼接效果,但仍然存在一些挑战,如处理大尺寸高分辨率图像时的计算复杂度、避免拼接产生伪影等。
测绘技术中的遥感影像融合方法遥感影像融合是测绘技术中的一项重要领域,通过将不同分辨率、不同频带的遥感影像进行融合,可以提高遥感数据的质量和分类准确度。
本文将从不同的角度,探讨几种常见的遥感影像融合方法及其在测绘技术中的应用。
一、基于像元级别的融合方法基于像元级别的融合方法是最常见且最基础的一种融合方法。
该方法通过直接对原始遥感影像进行像元级别的像素值操作,实现融合效果。
常见的方法包括加权融合、主成分分析融合和改进的拉普拉斯金字塔融合。
加权融合是一种简单且高效的方法,通过调整不同波段的权重来获得最终的融合结果。
这种方法适用于不同波段的影像融合,如多光谱遥感影像与高分辨率遥感影像的融合。
主成分分析融合则是将多光谱遥感影像转换为灰度图像,通过选择前几个主成分来实现融合。
改进的拉普拉斯金字塔融合方法是一种多尺度的融合方法,该方法通过对原始影像进行多次高斯滤波和下采样,得到不同分辨率的图像金字塔,再利用拉普拉斯金字塔进行融合。
这种方法可以保留原始影像的细节信息,并同时实现不同分辨率影像的融合。
二、基于特征提取的融合方法基于特征提取的融合方法是一种利用影像特征进行融合的方法。
这种方法通过提取不同波段或不同分辨率下的影像特征,并将其融合来实现更高质量的影像。
常见的基于特征提取的融合方法包括小波变换融合和人工神经网络融合。
小波变换融合是通过将不同波段的影像分解为低频和高频部分,然后融合低频和高频部分得到最终结果。
这种方法可以在保留影像细节的同时实现影像融合。
人工神经网络融合是一种利用神经网络模型进行影像融合的方法。
通过训练神经网络模型,可以从原始影像中提取更多的特征,并利用这些特征进行融合。
这种方法可以通过大量的训练数据来提高分类准确度和影像质量。
三、基于像素点的融合方法基于像素点的融合方法是一种通过像素点间的关系进行融合的方法。
这种方法将融合问题转化为最优化问题,并通过求解最优化问题来得到最终的融合结果。
常见的基于像素点的融合方法包括非负矩阵分解融合和支持向量机融合。
高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法一、本文概述随着空间技术和遥感科学的迅猛发展,高分辨率卫星遥感已成为地球观测与资源管理的重要手段。
高分辨率卫星遥感立体影像,以其高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的优势,为地表特征提取、环境监测、城市规划等领域提供了丰富而准确的信息源。
如何高效、精确地处理这些立体影像,以充分发挥其应用潜力,是当前遥感领域面临的重要挑战。
本文旨在探讨高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法。
本文将回顾高分辨率卫星遥感立体影像处理技术的发展历程,分析现有技术的优缺点。
接着,本文将重点介绍几种先进的处理模型与算法,包括基于深度学习的立体匹配算法、多源数据融合算法以及变化检测算法等。
这些算法不仅提高了影像处理的精度和效率,还拓宽了高分辨率卫星遥感的应用范围。
本文还将探讨高分辨率卫星遥感立体影像处理技术在实践中的应用案例,如城市规划、灾害监测、环境评估等,以展示这些技术的实际应用价值和潜力。
本文将对未来高分辨率卫星遥感立体影像处理技术的发展趋势进行展望,指出可能的研究方向和挑战,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
本文将对高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法进行全面而深入的探讨,旨在推动遥感科学技术的发展,为地球观测与资源管理提供更有效的技术支持。
二、高分辨率卫星遥感技术概述高分辨率卫星遥感技术是指利用卫星搭载的遥感设备获取地球表面的高清晰度图像和数据的技术。
这种技术在地理信息系统、城市规划、农业监测、环境保护、灾害评估和军事侦察等领域具有广泛的应用。
高分辨率卫星遥感技术的关键在于其搭载的传感器和数据处理算法。
传感器必须具备高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率,以确保获取到的图像清晰、详细。
同时,数据处理算法需要能够从这些高分辨率图像中提取有用的信息,进行分类、识别和分析。
立体影像处理是高分辨率卫星遥感技术中的一个重要方面,它涉及到从不同角度获取的两幅或多幅图像中重建地面的三维模型。
如何进行遥感影像的数据融合遥感影像数据融合是一种将不同分辨率、不同传感器所得到的遥感影像数据进行整合的技术方法。
这种方法可以充分发挥各种遥感传感器的优势, 提高遥感影像的质量和信息量,广泛应用于资源与环境监测、农业与林业管理、城市规划与地理信息系统等领域。
本文将探讨如何进行遥感影像的数据融合,以及融合技术的发展趋势。
一、遥感影像数据融合的原理遥感影像数据融合的原理主要基于多源遥感数据的互补性和融合效果的增益性。
不同传感器获取的遥感影像数据在分辨率、光谱特征和时间特性上存在差异。
通过融合这些数据,可以整合各种传感器的优势,提高遥感影像的质量和信息内容。
二、融合技术的方法1. 基于像素级的融合方法像素级融合方法是将不同传感器获取的遥感影像数据在像素级别上进行直接融合。
常见的方法有加权平均法、主成分分析法和像元转换法。
加权平均法通过给予不同传感器像素不同的权重,将不同传感器获取的影像数据加权平均得到融合后的影像。
主成分分析法是将不同传感器的影像数据进行主成分分析,提取出影像的主要特征,然后将这些特征进行融合。
像元转换法是通过建立传感器之间的数学模型,将一个传感器的影像数据转换成另一个传感器的影像数据,然后进行融合。
2. 基于特征级的融合方法特征级融合方法是将不同传感器获取的遥感影像数据在特征级别上进行融合。
常见的方法有小波变换法、频谱角法和时频分析法。
小波变换法是通过应用小波变换将影像数据分解成不同尺度的子带,然后将不同传感器的子带进行融合。
频谱角法是通过计算不同传感器影像数据的频谱角来评估它们在频域上的相似性,从而决定如何进行融合。
时频分析法是通过将不同传感器的影像数据进行时频分析,提取出影像的时频特征,然后将这些特征进行融合。
三、融合技术的发展趋势随着遥感技术的不断发展,数据融合技术也在不断更新和创新。
未来融合技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 多源数据融合多源数据融合是未来融合技术的重要趋势。
测绘技术中的遥感图像纠正和融合方法遥感图像的纠正和融合是测绘技术中的重要研究方向,具有广泛的应用价值。
本文将从遥感图像纠正和融合两个方面进行探讨,并介绍一些常见的方法和技术。
一、遥感图像的纠正方法1. 几何纠正几何纠正是指对遥感图像进行几何校正,使其与地理坐标系统相匹配。
常见的几何纠正方法包括地面控制点法和数字影像匹配法。
地面控制点法通过在图像上选择地物特征点,并与地面真实位置相对应,根据图像上的点与地面真值的差异进行几何变换,从而实现图像的几何纠正。
数字影像匹配法则是通过提取图像上的特征点,并与实际地面上的同名特征点进行匹配,然后根据匹配结果进行几何变换。
2. 辐射纠正辐射纠正是指对遥感图像进行辐射校正,消除光学、大气等因素对图像亮度和对比度的影响,使得图像能够真实反映地物的辐射特性。
常见的辐射纠正方法包括大气校正和辐射定标。
大气校正是通过模拟大气传输过程,根据测量的气象数据和大气传输模型,估算和减去大气散射和吸收对遥感图像的影响。
辐射定标则是通过将图像上的数字值转换为辐射度或反射率,以实现不同时间、不同传感器之间的数据比较和分析。
二、遥感图像的融合方法遥感图像融合是指将多个传感器获取的多源数据融合到一个整体图像中,以提供更全面、更准确的地物信息。
常见的遥感图像融合方法包括像素级融合和特征级融合。
1. 像素级融合像素级融合是通过将不同传感器获取的图像像素进行组合,生成具有更高分辨率、更丰富信息的图像。
常用的像素级融合方法包括加权平均法、主成分分析法和小波变换法。
加权平均法将不同传感器的图像按一定权重加权平均,得到融合后的图像。
主成分分析法是利用主成分分析对不同传感器的图像进行降维处理,然后通过反变换重构融合图像。
小波变换法则是利用小波变换对不同传感器的图像进行多尺度分解和重构,得到融合图像。
2. 特征级融合特征级融合是利用不同传感器获取的图像中的特征信息进行融合,提取和组合更全面、更准确的地物特征。
遥感图像融合方法遥感图像融合是指将来自不同传感器或不同波段的遥感图像进行融合,以获取更丰富的信息和更高的分辨率。
在遥感领域,图像融合技术被广泛应用于土地利用分类、环境监测、资源调查等领域。
本文将介绍几种常见的遥感图像融合方法,以及它们的优缺点和适用范围。
首先,基于像素级的遥感图像融合方法是最简单和常见的方法之一。
这种方法将来自不同传感器的图像进行逐像素的加权平均或逻辑运算,以获得融合后的图像。
这种方法的优点是简单易行,适用于大多数遥感图像。
然而,由于它忽略了图像的空间信息,导致融合后的图像质量较低,对细节的保留不足。
其次,基于特征的遥感图像融合方法通过提取图像的特征信息,如边缘、纹理等,然后将这些特征信息进行融合。
这种方法能够更好地保留图像的细节信息,提高融合后图像的质量。
然而,这种方法需要对图像进行复杂的特征提取和匹配,计算量较大,且对图像质量和几何精度要求较高。
另外,基于变换的遥感图像融合方法是利用变换域的方法对图像进行融合,如小波变换、PCA变换等。
这种方法能够更好地提取图像的频域信息,获得更高质量的融合图像。
然而,这种方法对图像的几何变换和配准要求较高,且需要较高的计算复杂度。
此外,基于深度学习的遥感图像融合方法是近年来的研究热点。
通过使用深度神经网络对图像进行端到端的融合,能够更好地提取图像的语义信息,获得更高质量的融合图像。
然而,这种方法需要大量的训练数据和计算资源,且对算法的调参和模型的选择要求较高。
综上所述,不同的遥感图像融合方法各有优缺点,适用于不同的应用场景。
在实际应用中,需要根据具体的需求和条件选择合适的融合方法,以获得最佳的效果。
希望本文能够对遥感图像融合方法有所了解,并为相关研究和应用提供参考。
高精度遥感影像配准融合方法高精度遥感影像配准融合方法提要:本文介绍一种实用的高精度遥感影像配准、纠正、融合方法和高效处理软件─erLand。
该系统是由张祖勋教授等提出算法,由适普公司研制开发的。
这是将先进的数字摄影测量技术应用于遥感影像定量化处理的新突破。
它不仅解决了长期困惑遥感信息定量化处理的理论问题和实际应用问题,而且提供了大规模生产实用的先进手段,使遥感信息定量化处理进入了实际应用的新阶段。
1. 前言随着信息技术和传感器技术的飞速发展,卫星遥感影像分辨率有了很大提高,包括空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。
空间分辨率已从30米,10米,提高到今天的2米,1米,军用甚至达到0.1米。
光谱分辨率已达到5~6nm(纳米),包括高光谱在内已超过400个波段。
时间分辨率,即重访周期也在不断缩短。
每天都有数量庞大的不同分辨率的遥感信息,从各种传感器上接收下来。
海量遥感信息的分析处理,尤其是遥感信息的定量化处理,是遥感领域当前面临的重要研究发展方向之一。
鉴于遥感信息的定量化处理,可以在现有遥感数据的基础上,获取质量更高、位置更精确的信息,从而扩大遥感信息的应用深度和广度。
遥感信息的定量化研究,主要是集中在遥感数据的星上校准、几何纠正、大气校正、数据预处理等方面。
这些研究涉及传感器影像成像系统的误差,运载工具轨道参数的影响,影像途径大气层因辐射、散射、吸收等产生的变形。
遥感信息的定量化的另一个值得重视的发展方向,是利用高分辨率的经过纠正的影像(包括更高分辨率的航空影像),对低分辨率的影像进行配准、纠正及融合处理,即遥感影像的相互校正。
本文介绍一种高精度、高效的相互纠正的新方法,基于数字摄影测量影像匹配的独特算法。
由于该方法影像纠正的精度高、处理过程自动化程度高、应用范围广和实用性强,引起了国内遥感应用领域和国外遥感图像处理软件厂商的极大关注和兴趣。
2. 遥感信息定量化研究现状目前,大部分遥感信息的分类和提取,主要是利用数理统计与人工解译相结合的方法。
摘要:介绍了遥感影像三种常用的图像融合方式。
进行实验,对一幅具有高分辨率的SPOT全色黑白图像与一幅具有多光谱信息的SPOT图像进行融合处理,生成一幅既有高分辨率又有多光谱信息的图像,简要分析比较三种图像融合方式的各自特点,择出本次实验的最佳融合方式。
关键字:遥感影像;图像融合;主成分变换;乘积变换;比值变换;ERDAS IMAGINE1. 引言由于技术条件的限制和工作原理的不同,任何来自单一传感器的信息都只能反映目标的某一个或几个方面的特征,而不能反应出全部特征。
因此,与单源遥感影像数据相比,多源遥感影像数据既具有重要的互补性,也存在冗余性。
为了能更准确地识别目标,必须把各具特色的多源遥感数据相互结合起来,利用融合技术,针对性地去除无用信息,消除冗余,大幅度减少数据处理量,提高数据处理效率;同时,必须将海量多源数据中的有用信息集中起来,融合在一起,从多源数据中提取比单源数据更丰富、更可靠、更有用的信息,进行各种信息特征的互补,发挥各自的优势,充分发挥遥感技术的作用。
[1]在多源遥感图像融合中,针对同一对象不同的融合方法可以得到不同的融合结果,即可以得到不同的融合图像。
高空间分辨率遥感影像和高光谱遥感影像的融合旨在生成具有高空间分辨率和高光谱分辨率特性的遥感影像,融合方法的选择取决于融合影像的应用,但迄今还没有普适的融合算法能够满足所有的应用目的,这也意味着融合影像质量评价应该与具体应用相联系。
[2]此次融合操作实验是用三种不同的融合方式(主成分变换融合,乘积变换融合,比值变换融合),对一幅具有高分辨率的SPOT全色黑白图像与一幅具有多光谱信息的SPOT图像进行融合处理,生成一幅既有高分辨率又有多光谱信息的图像。
2. 源文件1 、imagerycolor.tif ,SPOT图像,分辨率10 米,有红、绿、两个红外共四个波段。
2 、imagery-5m.tif ,SPOT图像,分辨率 5 米。
3. 软件选择在常用的四种遥感图像处理软件中,PCI 适合用于影像制图,ENVI在针对像元处理的信息提取中功能最强大,ER Mapper对于处理高分辨率影像效果较好,而ERDAS IMAGINE的数据融合效果最好。
高分辨率遥感图像配准技术的使用方法遥感图像配准技术是指将不同时间、不同传感器或不同视角获取的遥感图像进行准确的对齐,使得重叠部分的同一区域能够成像在同一个坐标系下。
高分辨率遥感图像配准技术的应用十分广泛,可以用于土地利用监测、环境变化分析、城市规划、资源调查等领域。
本文将介绍高分辨率遥感图像配准技术的使用方法。
一、图像预处理在进行高分辨率遥感图像的配准之前,需要对图像进行预处理。
预处理包括去除噪声、增强图像对比度、减少边缘模糊等操作。
常用的预处理方法有直方图匹配、滤波和增强等。
这些预处理操作可以提高配准的精度和效果。
二、特征提取特征提取是进行高分辨率遥感图像配准的关键步骤。
通过提取图像中的特征点或特征区域,可以建立图像间的相应关系,从而实现配准。
常用的特征提取算法有SIFT(尺度不变特征变换)算法、SURF(加速稳健特征)算法和ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)算法等。
特征提取需要选择适当的算法,并根据图像的特点进行参数调整。
三、特征匹配特征匹配是将配准图像中提取出的特征点或特征区域与参考图像中的特征点或特征区域进行对应,建立它们之间的匹配关系。
特征匹配是高分辨率遥感图像配准的核心步骤。
常用的特征匹配算法有基于距离的匹配算法和基于相似性的匹配算法等。
特征匹配的目标是找到最佳的匹配对,以确保配准的准确性和稳定性。
四、配准变换在特征匹配之后,需要通过配准变换将待配准图像对齐到参考图像的坐标系中。
常用的配准变换方法有仿射变换和投影变换等。
根据特征匹配的结果,选择适当的配准变换方法,并进行参数调整,使得待配准图像与参考图像能够达到最佳的对齐效果。
五、图像融合配准完成后,可以对图像进行融合处理,以获得更清晰、更全面的图像信息。
图像融合可以采用像素级融合、特征级融合和决策级融合等方法。
通过图像融合,可以将多张配准后的图像合并在一起,提供更全面的观测和分析能力。
六、评估和优化配准完成后,需要对配准结果进行评估和优化。
测绘技术高分辨率遥感影像融合技术的应用与实例近年来,随着测绘技术的不断发展,高分辨率遥感影像融合技术逐渐成为了测绘领域的热门研究方向之一。
通过将高分辨率遥感影像与其他相关数据进行融合处理,可以提高测绘成果的精度和可信度,进而为人们提供更加准确和全面的地理信息。
高分辨率遥感影像融合技术的应用范围十分广泛,涵盖了土地利用规划、城市规划、生态环境监测等众多领域。
其中,城市规划是高分辨率遥感影像融合技术的重要应用领域之一。
在城市规划中,高分辨率遥感影像融合技术不仅可以提供城市建筑物、道路网络等基础地理信息,还可以获取到丰富的人口分布、交通状况等社会经济信息。
通过将这些数据进行融合处理,可以帮助城市规划者更好地了解城市空间的利用情况,优化城市设计和布局,提高城市的生态环境和居民生活质量。
以某城市的城市规划为例,通过高分辨率遥感影像融合技术,可以获得城市建筑物的详细信息。
通过对融合后的影像进行分析,可以量化统计不同类型建筑物的分布情况,进而为城市规划者提供有关建筑密度、楼房高度等重要数据。
在此基础上,结合交通流量、人口密度等其他数据,可以为城市规划者提供全面的城市评估和设计参考。
此外,高分辨率遥感影像融合技术还可以应用于土地利用规划。
通过将高分辨率遥感影像与地理信息系统(GIS)等其他技术相结合,可以对土地利用的类型和变化情况进行精确解读和分析。
例如,在某城市规划中,通过对不同时间段的融合影像进行比对,可以准确测算出土地利用的变化情况,为土地规划和土地资源管理提供科学依据。
同样,高分辨率遥感影像融合技术也可以应用于生态环境监测。
通过对影像数据的融合处理,可以获取到不同空间尺度下的生态环境信息,如植被覆盖率、水体分布情况等。
在某生态保护区的监测中,利用高分辨率遥感影像融合技术,可以实现对生态系统进行全面的监测和评估,为生态环境保护和可持续发展提供科学依据。
虽然高分辨率遥感影像融合技术在测绘领域的应用前景广阔,但在实际应用过程中还面临着一些挑战。
测绘技术中的遥感影像融合方法介绍遥感影像融合是测绘技术中一种重要的方法,它能将多源遥感数据融合,提高数据的分辨率和信息提取能力。
本文将介绍几种常见的遥感影像融合方法,并探讨它们的优缺点以及应用领域。
1. 多尺度融合方法多尺度融合方法是将具有不同空间分辨率的遥感影像融合,形成一幅新的高分辨率影像。
这种方法利用了不同分辨率影像的优势,能够提高图像细节信息的捕捉能力。
常见的多尺度融合方法有小波变换融合、多分辨率分析融合和金字塔融合等。
2. 多光谱与全色融合方法多光谱影像和全色影像在空间分辨率和光谱信息上存在明显差异。
而多光谱影像包含了丰富的光谱信息,全色影像则具有较高的空间分辨率。
因此,将这两种影像融合可以得到同时具备高分辨率和丰富光谱信息的影像。
多光谱与全色融合方法主要有灰度拉伸融合、高通滤波融合和基于小波变换的融合等。
3. 基于特征的融合方法基于特征的融合方法是通过提取不同遥感影像的特征信息,进行融合,以实现更好的结果。
特征可以包括边界、纹理、颜色、形状等。
常见的基于特征的融合方法有特征变换融合、特征选择融合和特征级融合等。
4. 基于模型的融合方法基于模型的融合方法是利用数学模型对遥感影像进行建模和分析,以实现融合。
常见的基于模型的融合方法有主成分分析融合、线性无关分量融合和支持向量机融合等。
这些方法能够更好地利用影像的统计特性,从而实现数据融合。
总结起来,遥感影像融合方法有多种多样的形式。
不同的方法各有优缺点,适用于不同的应用场景。
例如,多尺度融合方法适用于提高图像细节信息的场景,多光谱与全色融合方法适用于兼顾分辨率和光谱信息的场景。
而基于特征的融合方法和基于模型的融合方法则适用于对特征信息或统计特性敏感的场景。
遥感影像融合在地理信息系统、环境监测、土地利用规划等领域具有重要应用价值。
例如,在城市规划中,利用融合后的高分辨率影像可以更精确地提取建筑信息。
在农业领域,融合不同光谱影像可以提供农作物生长状态和病虫害监测所需的多样化信息。
1 绪论1。
1研究目的及意义20世纪90年代中后期以后,搭载许多新型传感器的卫星相继升空,使得同一地区的遥感数据影像数目不断增多。
如何有效地利用这些不同时相、不同传感器、不同分辨率的遥感数据便成为了遥感工作者研究的瓶颈问题,然而解决这一问题的关键技术就是遥感影像数据融合。
遥感数据融合就是对多个遥感器的图像数据和其他信息的处理过程,它着重于把那些在空间或时间上冗余或互补的多源数据,按一定法则(算法)进行处理,获得比单一数据更精确、更丰富的信息,生成一幅具有新的空间、波谱和时间特征的合成图像。
遥感是不同空间、时间、波谱、辐射分辨率提供电磁波谱不同谱段的数据.由于成像原理不同和技术条件的限制,任何一个单一遥感器的遥感数据都不能全面的反映目标对象的特征,也就是有一定的应用范围和局限性。
各类非遥感数据也有它自身的特点和局限性。
影像数据融合技术能够实现数据之间的优势互补,也能实现遥感数据与地理数据的有机结合.数据融合技术是一门新兴的技术,具有十分广阔的应用前景。
所以,研究遥感影像数据融合方法是非常必要的。
1.2研究现状及发展的趋势1。
2。
1研究现状20世纪美国学者提出“多传感器信息融合"的概念认为在多源遥感影像数据中能够提取出比单一遥感影像更丰富、更有效、更可靠的信息。
之后由于军事方面的要求,使得遥感影像数据融合技术得到了很大的发展,美、英,德等国家已经研制出了实用的遥感数据融合处理的系统和软件,同时进行了商业应用。
1)、融合结构融合的结构可分为两类:集中式和分布式。
集中式融合结构:各传感器的观测数据直接被送到中心,进行融合处理,用于关联、跟踪、识别等。
分布式融合结构:每个传感器独立完成关联、识别、跟踪,然后由融合中心完成配准、多源关联的融合。
2)、融合的层次图像融合可分为:像元级融合、特征级融合和决策级融合。
像元级融合是最低级的信息融合,可以在像素或分辨单位上进行,又叫做数据级融合。
它是对空间配准的遥感影像数据直接融合,然后对融合的数据进行特征提取和属性说明。
遥感影像融合步骤嘿,咱今儿就来说说遥感影像融合那些事儿!你可别小瞧这遥感影像融合,它就像是给影像来一场魔法变身,能让影像变得更加清晰、有用。
首先呢,咱得准备好要融合的那些遥感影像,这就好比是做菜前要准备好食材一样。
这些影像就像是各种不同的食材,有的清晰点,有的模糊点,有的色彩鲜艳点,有的暗淡点。
然后呢,就是选择合适的融合方法啦!这就跟你选择用什么调料来烹饪一样重要。
不同的融合方法会带来不同的效果,就像不同的调料能让菜有不同的味道。
接下来呀,就是实际的融合操作啦!这可不能马虎,得像绣花一样精细。
要把那些影像里的信息一点点地融合在一起,让它们相互补充,相互完善。
这就好像是把不同颜色的丝线编织在一起,最后变成一幅美丽的画卷。
在融合的过程中,咱得时刻留意影像的变化。
就像你烤蛋糕的时候得看着烤箱,别烤糊了呀!要是融合得不好,那可就前功尽弃啦。
融合完了之后,还得好好检查检查成果呢!看看是不是达到了我们想要的效果,是不是让影像变得更加完美了。
这就好比你做好了一道菜,得尝尝味道怎么样,不好吃还得改进呢!你说这遥感影像融合是不是很神奇?它能让那些看似普通的影像变得无比精彩。
就好像一个灰姑娘,经过一番打扮,变成了美丽的公主。
遥感影像融合可不简单哦,需要我们有耐心、细心和专业知识。
就像一个优秀的厨师,得知道怎么选食材,怎么用调料,怎么掌握火候。
只有这样,才能做出美味可口的菜肴,同理,也只有这样,才能完成出色的遥感影像融合。
你想想看,要是没有遥感影像融合,我们看到的影像可能就没那么清晰,没那么有用。
那很多工作可就没法开展啦,就像没有了好的调料,菜就没那么好吃一样。
所以啊,遥感影像融合真的很重要呢!它能让我们更好地了解这个世界,更好地进行各种研究和工作。
它就像是一把钥匙,能打开很多未知的大门。
总之呢,遥感影像融合是个技术活,也是个有趣的活儿。
只要我们用心去做,就能让那些影像变得更加精彩,为我们的生活和工作带来更多的便利和惊喜。
超高分辨率遥感图像融合技术研究随着遥感技术的不断进步,获取到的遥感图像分辨率也越来越高。
而超高分辨率遥感图像融合技术,则是将多幅分辨率不同但对同一地物场景的遥感图像进行融合,以得到更加清晰和细致的图像结果。
本文将就超高分辨率遥感图像融合技术的研究进行探讨。
首先,对于超高分辨率遥感图像融合技术,我们需要了解其基本原理和方法。
超高分辨率遥感图像融合技术通过将低分辨率图像的细节信息与高分辨率图像的空间信息相结合,从而达到提高图像质量和增强图像细节的目的。
基于这一原理,超高分辨率图像融合技术主要分为传统的基于像素的方法和近年来兴起的基于深度学习的方法。
在传统的基于像素的方法中,常用的融合算法有加权融合、模糊处理和小波变换等。
其中,加权融合算法是一种简单而常用的方法,通过对低分辨率图像和高分辨率图像按一定权重进行加权求和,从而得到融合后的图像。
模糊处理则是对低分辨率图像进行模糊操作,以加强其整体信息,然后与高分辨率图像进行融合。
小波变换是一种频域分析方法,通过对低分辨率图像和高分辨率图像进行小波变换,将它们的细节信息融合到一起。
而基于深度学习的超高分辨率遥感图像融合技术则是近年来的研究热点。
深度学习是一种推断和特征学习的机器学习方法,通过神经网络的训练和学习,能够从海量的数据中提取出有效的特征,并实现非常优秀的图像融合效果。
常见的基于深度学习的图像融合方法包括卷积神经网络(CNN)、生成对抗网络(GAN)和内容相关网络(CRN)等。
这些方法通过对低分辨率图像和高分辨率图像进行网络的训练和学习,以提取图像的特征并实现图像的融合。
除了传统的融合方法和基于深度学习的方法之外,还有一些其他的超高分辨率遥感图像融合技术值得研究。
例如,多尺度融合、结构优化和边缘保持等。
多尺度融合将图像的不同尺度信息进行融合,以提高图像的细节表达能力。
结构优化则是对融合后的图像进行优化处理,以使得图像更加自然和准确。
边缘保持则是通过保护图像的边缘信息,以减少融合过程中的失真和模糊。
国产高分辨率遥感影像融合方法比较与分析邢元军;刘晓农;宋亚斌;彭检贵【摘要】Three kinds of domestic high resolution satellite images such as GF-1, ZY-3 and ZY1 02C were selected in this study. Best band combination was defined for each satellite data, which based on union entropy; optimum index factor and correlation coefficient matrix after analysis each band entropy of three domestic high resolution satellite data. Five different fusion methods which are PC Spectral Sharpening(PC), Color Normalized(Brovey), Gram-Schmidt Spectral Sharpening(GS), IHS transformand Multiplicative transform(MT) were applied in three kinds of domestic high resolution satellite images fusion. Furthermore, we analyzed band average gradient and image union entropy changes result before and after image fusion.The result show that optimum band combination of GF-1 areband4 for red, band3 for green, and band1 for blue. Band4 for red, band3 for green, and band2 for blue are the best bandcombination for ZY-3. The optimum band combination for ZY1 02C are band3 for red, band2 for green, and band1. The union entropy of color normalized fusion result was less than before image fusion in all three domestic satellite data, and the other four fusion result of union entropy were more than before fusion. According to these results, the best fusionmethod of GF-1, ZY-3 and ZY1 02C were Gram-schmidt spectral sharpening, PC spectral sharpeningand IHS transform, respectively.%GF-1,ZY-3和ZY102C三种国产卫星数据为研究对象,在分析单波段信息熵的基础上,运用联合熵,最佳指数和相关系数矩阵确定3种影像数据的最佳波段组合,选择具代表性的PC、Brovey、GS、IHS和MT变换融合等五种基于像素的融合方法对影像进行融合,分析融合前后影像联合熵以及融合后各影像波段的梯度变化。
包头师范学院本科学年论文论文题目:高分辨率遥融图像融合方法比较院系:资源与环境学院专业:地理信息系统学号:0912430022姓名:郭殿繁指导教师:同丽嘎撰写学年:2010 至2011 学年二零一零年十二月摘要:目前,遥感中高分辨率全色遥感影像和低空间分辨率的多光谱遥感影像融合是影像融合技术应用的主流。
本文通过对遥感影像四种融合方法的研究,并且用呼和浩特市快鸟影像图像融合举例,加深对四种融合方法的理解和理论应用,最后通过截取呼和浩特市快鸟影像的原始多波段彩色影像和原始高分辨率全色波段影像的一部分进行四种融合方法来进行精度的比较,以ENVI4.7软件作为平台,最终得出,Gram-Schmidt变换效果最好,HSV变换融合效果最差。
关键词:图像融合;PCA变换;Gram-Schmidt变换;Brovey变换;HSV变换;精度比较Abstract: At present, the remote sensing high resolution full-color remote sensing image and low spatial resolution multi-spectral remote sensing image fusion is image fusion technology application of mainstream. This article through to four kinds of remote sensing image fusion method with the principle and analysis, and in Hohhot, fast image image fusion for example, the bird to deepen the understanding of four fusion method and theory, and finally by intercepting the original image Hohhot fast bird multichannel color image and primitive high-resolution full-color band image on the part of four fusion method for precision compared to ENVI4.7 software as a platform to finally arrive, the best effect, Schmidt transform - the worst. Fusion result transformation HSV.Key words: image fusion, PCA transform; Schmidt transform; the - Brovey transform; HSV transform; Precision;目录中文摘要英文摘要1引言 (1)2四种融合方法的原理和分析 (2)2.1HSV变换 (2)2.2 Color Normalized(Brovey)变换 (3)2.3PC Spectral Sharpening变换 (3)2.4Gram-Schmidt Spectral Sharpening变换 (4)3四种融合方法的比较 (4)3.1四种融合方法应用举例 (4)3.2四种融合方法精度的比较 (5)4结束语 (5)参考文献 (6)致谢1引言随着遥感技术的迅速发展,如何有效利用不同传感器、不同时相及不同分辨率的多源数据成了遥感应用的瓶颈问题。
目前,高分辨率全色遥感影像和低空间分辨率的多光谱遥感影像融合是影像融合技术应用的主流。
其实质是将高分辨率影像空间特征与低分辨率影像多光谱特征组合成一幅影像,使融合后影像具有高空间分辨率,又具有丰富的光谱信息,达到影像增强目的[1]。
本文选用ENVI4.7软件作为遥感影像处理平台。
ENVI4.7新增了影像融合处理工具—SPEAR,SPEAR提供4种专门用于全色遥感影像与多光谱融合的算法,即PCA 变换、Gram-Schmid变换、Brovey变换和HSV变换。
通过具体举例来深入了解四种融合方法的应用,并且选取呼和浩特市快鸟影像的一部分融合影像作为实例来进行精度的比较。
2四种融合方法的原理和分析遥感影像融合的关键有两点:一是融合前影像的高精度配准;二是融合算法选择。
通常,只有将不同空间分辨率影像精确配准,才可能得到满意的融合效果。
影像配准包括相对配准和绝对配准,前者只是保证像元位置的一致性,以高空间分辨率影像为参照,作几何变换即可,后者是以地形图等为地理参照点,分别对高空间分辨影像和多光谱影像几何纠正及坐标配准,同时达到两种影像地理空间位置的绝对配准。
当然,影像配准主要是针对不同传感器获取的影像而言。
2.1HSV变换HSV变换可以进行RGB图像到HSV色度空间的变换,用高分辨率的图像代替颜色亮度值波段,自动用最近邻、双线性或三次卷积技术将色度和饱和度重采样到高分辨率像元尺寸,然后再将图像变换到RGB色度空间。
输出图像的像元将于高分辨率数据的像元大小相同。
在图像处理中经常应用的彩色坐标系统(彩色空间)有RGB,HSV,HIS,YIQ 及USGSMunsell空间等。
计算机上显示的彩色图像一般用RGB颜色空间来表示和存储像素点的颜色信息,虽然RGB 有利于图像显示,但与人眼的感知差别很大,不符合人们的视觉习惯,不适合于图像分割和分析,因为R、G、B3个分量是高度相关的,只要亮度改变,3个分量都会相应改变。
而HSV空间中的3个分量H、S、V具有相对独立性,可分别对它们进行控制,并且能够准确定量描述颜色特征,更加符合人眼的感知特性,同时,从RGB 到HSV的转换是一个简单、快速的非线性变换。
因此,在遥感影像融合中,常常需要把RGB空间转换为HSV空间,在HSV空间融合不同分辨率的影像。
HSV变换先将多光谱影像进行彩色变换,分离出色度(H)、饱和度(S)、亮度(V)分量;然后,将高分辨率全色影像与分离的亮度分量进行直方图匹配;最后,将分离的色度和饱和度分量与匹配后的高分辨率影像按照HSV反变换,进行彩色合成。
由于直接采用全色影像替换多光谱影像的亮度分量,从而使HSV变换在增强多光谱影像空间细节表现能力的同时,也带来了较大的光谱失真[5]。
2.2Color Normalized (Brovey)变换Color Normalized(Brovey)变换方法对彩色图像和高分辨率数据进行数学合成,从而使图像锐化。
彩色图像中的每一个波段都乘以高分辨数据与彩色波段总合的比值。
函数自动的用最近邻、双线性或三次卷积技术将三个彩色波段重采样到高分辨率像元尺寸。
输出的RGB图像的像元将与高分辨率数据的像元大小相同。
Brovey变换融合又称比值变换融合,是一种比较简单的融合方法。
它只能而且必须同时对3个波段进行融合运算。
它将输入的遥感影像3个波段按照下列公式计算,获得融合以后各个波段的数值:Bi_new = [Bi_m/(Br_m+ Bg_m+Bb_m)]×B_hBi_new代表融合以后的波段数值(i=1,2,3),Br_m,Bg_m,Bb_m分别代表多波段影像中的红、蓝、蓝波段数值,Bi_m表示红、绿、蓝3波段中的任意一个,B_h代表高分辨率遥感影像[2]。
2.3PC Spectral Sharpening变换PC Spectral Sharpening变换选项可以对具有高空间分辨率的光谱图像进行锐化,第一步,现对多光谱数据进行主成分分析;第二步,用高分辨率波段替换主成分波段,在此之前,高分辨率波段已经被缩放匹配到第一主成分波段,从而避免波普信息失真;第三步,进行主成分反变换。
函数自动的用最近邻、双线性或三次卷积技术将三个彩色波段重采样到高分辨率像元尺寸。
PCA (主成分分析)是在统计特征基础上进行的一种多维(多波段)正交线性变换,数学上称为K - L变换。
它将一组相关变量转化为一组原始变量的不相关线性组合的正交变换,其目的是把多波段的影像信息压缩或综合在一幅图像上,并且各波段的信息所作的贡献能最大限度地表现在新图像中[1]。
PCA变换在进行融合中有两种变换方法:一种是参与法(将参与变换的各波段,包括高空间分辨率影像数据在内,统一进行主分量变换,然后,再进行PCA逆变换)另一种是替换法,这也是目前PCA变换中最常用的方法。
融合时,首先根据多光谱影像间的相关矩阵计算特征值和特征向量;其次,将特征向量按对应特征值的大小从大到小排列并得到各主分量影像;再次,将高空间分辨率影像进行拉伸,使之与第一主分量具有接近相同的均值和方差;最后,用拉伸影像代替第一主分量,并将它与其余主分量做主分量逆变换即可得到融合影像[4]。
2.4Gram-Schmidt Spectral Sharpening变换Gram-Schmidt Spectral Sharpening变换可以对具有高分辨率的高光谱数据进行锐化。
第一步,从低分辨率的波谱波段中复制出一个全色波段;第二步,对该全色波段和波普波段进行Gram-Schmidt变换,其中全色波段被作为第一个波段;第三步,用Gram-Schmidt变换后的第一个波段替换高空间分辨率的全色波段;第四步,应用Gram-Schmidt反变换构成pan锐化后的波谱波段。
3 四种融合方法的比较3.1四种融合方法应用举例通过ENVI4.7软件对呼和浩特市快鸟影像的一部分进行融合、剪裁,把呼和浩特市原始的多波段的彩色图像(如图1)和呼和浩特市原始的高分辨率全色波段影像(如图2)进行融合,以ENVI4.7软件作为平台,进行Transform中的Image Sharpening进行Gram-Schmidt融合(如图3)、HSV融合(如图4)、PC影像融合(如图5)、Brovey融合(如图6)。
图1原始多波段彩色影像图2 原始高分辨率全色波段影像图3 Gram-Schmidt融合影像图4 HSV融合影像图5 PC融合影像图6 Brovey融合影像3.2四种融合方法精度的比较对于四种融合方法的精度比较,本文对上面的图3-6截取相同的部分进行比较,通过截取后的融合影像可见,通过截取后的PC融合影像(如图10)和GS 融合影像(如图8)的效果好,而经过截取图4的HSV融合影像(如图9),色彩比较鲜艳,是因为直接采用全色影像替换多光谱影像的亮度分量,从而使HSV 变换在增强多光谱影像空间细节表现能力的同时,也导致了较大的光谱失真。
相比PC融合影像和Gram-Schmid融合影像,Brovey变换后影像(如图7)光谱畸变很严重,可以得出Gram–Schmidt融合效果最好。