TM多光谱与SPOT 全色遥感图像融合算法对比

融合技术是遥感数据处理中一种重要的方法。而TM多光谱与SPOT全色图像是遥感融合最为普遍的选择。为了对比分析不同方法在融合TM多光谱与SPOT全色图像上的效果,提出基于色彩空间的HSV变换、基于算数技术的Brovey变换和Gram—Schmidt波谱锐化3种融合方法相结合,实现了对同一传感器的全色和多光谱数据融合。试验表明:就空间信息量而言,经过HSV变换的图像具有最大的空间信息,但其光谱保真能力最差;Brovey变换最大限度保持了原始图像的光谱信息,而空间信息的详细程度较差;Gram-Schmidt波谱锐化后的影像不仅保持了多光谱影像的光谱信息,同时又保持了高光谱全色影像的空间细节信息,是一种较好的图像融合方法。     

一种构建多光谱全色波段与小波变换相结合的遥感影像融合方法

对于多光谱和全色波段遥感影像融合而言,影像问光谱响应范围的差异是造成融合结果光谱畸变的重要原因。方法通过对遥感影像成像过程中的参数进行合理地近似,将多光谱影像有机地结合为光谱响应范围与全色波段接近的、低分辨率的“多光谱全色波段”。利用特定的小波融合法则,将全色波段中适量的空间信息融入到“多光谱全色波段”中,并根据构建“多光谱全色波段”时各多光谱影像所占的权重,将融入的空间信息逐像元地分解到各个多光谱波段,从而较好地削弱了融合影像间光谱响应范围的差异所造成的光谱畸变。通过对IKONOS遥感影像进行融合实验,验证了本文方法较传统方法具有更高的性能。     

一种基于SVR的简易融合算法

基于SVR (Synthetic Variable Ratio, 合成变量比) 融合方法,本文提出了一种SSVR (Simplified Synthetic Variable Ratio, 简易合成变量比) 融合方法.SSVR的核心是融合采用Radiance (辐射亮度) 而不是DN值,低分辨率多光谱模拟的全色波段能量用高分辨率全色波段的能量替代.以Landsat 7 ETM 数据为例,采用PCA (主成分分析) 、Multiplicative (乘积方法) 、Brovey Transform (比值方法) 、ISVR、SSVR 5种方法进行遥感影像融合,对比结果表明SSVR融合方法在提高原始多光谱影像分辨率的基础上,很好地保持了多光谱信息,该方法简单易行,提高了遥感数据的可利用性.     

中高分辨率遥感影像融合研究

以浙江省衢州市的一个区域作为研究区,在阐述遥感图像融合原理的基础上,以QuickBird、SPOT5和Landsat ETM+全色与多光谱遥感图像为数据源,应用Brovey变换、SVR变换、PCA变换、Pansharp变换和Gram-schmidt变换等融合方法,对上述3类遥感图像进行了融合试验和分析,并从光谱信息和空间信息两个方面对融合效果进行计算分析,来比较这几种融合算法用于QuickBird、SPOT5、ETM+遥感图像融合的效果。研究结果表明,在QuickBird影像融合时Gram-schmidt变换法的效果最好。Pansharp变换法在SPOT5影像融合时综合效果优于其它方法。ETM+影像融合时,Gram-schmidt变换的光谱退化最小;在空间信息增强方面:Brovey变换在波段2、3融合时效果最好,在波段1、5、7上,SVR变换法优于其它变换法,而波段4融合时则是Pansharp变换最佳。     

一种基于小波包变换的遥感影像融合方法

针对多光谱遥感影像和全色遥感影像,提出了一种基于小波包变换的遥感影像融合方法。新方法首先对多光谱遥感影像进行PCA变换;其次对多光谱遥感影像的第一主分量和全色遥感影像进行小波包变换;然后保留多光谱影像第一主分量的低频近似分量,融合它们的高频细节分量;最后,做小波包反变换,得到新的多光谱遥感影像第一主分量,再做PCA反变换,得到新的多光谱遥感影像。与PCA变换融合方法、IHS变换融合方法和小波变换融合方法等方法在主观视觉效果分析和客观统计参数两方面做了比较,新方法是有效的,不仅较大地增强了结果影像的空间细节表现能力,而且很好地保留了多光谱影像的光谱信息。     

于试验分析确立融合模型的 IHS-小波变换融合方法

在多光谱和全色影像分辨率相差较大情况下,IHS遥感影像融合方法会因光谱分配问题导致一定的光谱扭曲;而小波变换方法在变换域具有良好的分频特性,且融合规则和算子对融合效果作用明显。将IHS和小波变换结合,通过试验分析发现小波分解得到的低频部分与光谱信息关系密切、高频部分与空间信息关系密切。在试验分析的基础上分别给出低频、高频部分的融合规则和算子,应用于BJ-1卫星数据的自身融合验证表明,在保持空间清晰度的同时能够明显地降低光谱扭曲程度,较好解决了其多光谱和全色影像分辨率相差较大对数据融合的影响,相比传统的IHS方法有效降低了光谱扭曲。
     

SPOT5全色波段与ASTER多光谱影像融合方法的比较研究

多源遥感影像数据融合可以将不同来源数据包含的优势信息重构为新的信息载体,进而为解 决实际问题提供更丰富的信息。与TM,CBERS-1等影像数据相比,ASTER多光谱影像在短波红外波段具有更强的优势,因此将其与SPOT5全色波段进行融合可为解决实际问题提供更多的细微信息。本文选取主成分分析变换（Principal component analysis,PC A）、比值变换（Brovey）、格兰姆-施密特变换（Gram-Schmidt,GS）和小波变换4种融合方法进行对比研究,实验结果表明PCA变换和GS变换适用于这两种影像融合。     

基于CBERS-02B和SPOT-5全色波段的图像融合纹理信息评价研究

CBERS-02B是我国第一代传输型陆地资源遥感卫星,搭载的传感器可以获得2.36 m分辨率的全色波段数据。通过遥感影像融合技术,将CBERS-02B全色数据和SPOT-5全色数据与SPOT-5多光谱数据10 m分辨率的图像进行了多方法的融合处理,通过对融合后图像的空间纹理信息进行比较和评价,获得了纹理信息的特征参数值。通过目视评价和定量分析,认为用CBERS-02B全色数据融合的影像在空间纹理上比SOPT-5融合的影像有优势。因此,CBERS-02B的全色波段是一种较高质量的高分辨率数据,应用前景广阔。     

一种利用卷积神经网络重建的遥感影像Curvelet融合方法北大核心CSCD

针对传统多光谱与全色影像融合方法容易产生畸变、忽略多光谱影像本身的空间细节特征等问题,提出了一种基于超分辨率卷积神经网络与Curvelet变换的影像融合方法,以提升多光谱影像的空间细节,加强其与全色影像的相关性,减少融合产生的畸变。该方法首先利用高分辨率全色影像进行超分辨率重建学习,利用学习得到的网络参数对多光谱影像进行超分辨率卷积神经网络重建,提升其空间细节特征;其次,在Gram-Schmid变换融合基础上,根据Curvelet变换具有保持影像空间细节的特点,将全色影像与替换分量进行融合;最后,通过逆变换得到高分辨率遥感影像。实验结果表明,该算法在影像光谱信息和空间细节表达能力上,整体优于其他传统算法,且对不同数据具有很好的适应性。     

多分辨率金字塔算法的遥感影像融合对比分析

采用拉普拉斯、对比度、梯度以及形态学4种金字塔分解算法,以区域特征选择为融合规则对IKONOS多光谱和全色波段影像进行融合,从空间信息和光谱特征两个方面对融合结果进行对比分析,探讨各种算法的遥感影像融合效果。实验结果表明:基于形态学金字塔算法影像融合的空间信息增强和光谱特征保留效果最好;Laplacian算法次之;对比度和梯度算法效果最差。     

Two improvement schemes of PAN modulation fusion methods for spectral distortion minimization

Fusion of panchromatic (PAN) and multispectral (MS) images is one of the most promising issues in remote sensing. PAN modulation fusion methods are usually based on an assumption that a ratio of two different‐resolution versions of an MS band is equal to a ratio of two different‐resolution versions of a PAN image. In such fusion methods, image haze is rarely taken into account, and it may produce serious spectral distortion in synthetic images. In this paper, assuming that the previous ratio relationship only holds for haze‐free images, two relevant improvement schemes are proposed to better express the ratio relationship of haze‐included images. In a test on a spatially degraded IKONOS dataset, the first scheme synthesizes an image with minimum spectral distortion, and the second modifies several current PAN modulation fusion methods and generates high‐quality synthetic products. The experiment results confirm that image haze can seriously impact the quality of fused images obtained by using PAN modulation fusion methods, and it should be taken into account in relevant image fusion.     

IKONOS image fusion process using steepest descent method with bi-linear interpolation

There are many image fusion processes to produce a high-resolution multispectral (MS) image from low-resolution MS and high-resolution panchromatic (PAN) images. But the most significant problems are colour distortion and fusion quality. Previously, we reported a fusion process that produced a1 m resolution IKONOS fused image with minimal spectral distortion. However, block distortion appeared at the edge of the curved sections of the fused image, which was reduced by performing the wavelet transformation as a post-process. Here, we propose an image fusion process using the steepest descent method with bi-linear interpolation, which can remove block distortion without using wavelet transformation. Bi-linear interpolation provides the proper initial values of the fused image, and then the steepest descent method produces the optimum results of the fusion process. These results achieve improvement on the spectral as well as spatial quality of a1 m resolution fused image when compared with other existing methods and remove block distortion completely.     

两种高保真遥感影像融合方法比较

遥感影像融合有着广泛的应用前景。定量遥感不仅要求影像融合提高空间分辨率，更重要的是保持影像光谱信息，减少失真。为了使人们对不同遥感影像融合方法优缺点有一概略了解，首先详细介绍了两种新的高保真融合算法(基于亮度调节的平滑滤波和Gram-Schmidt变换)的原理和方法；然后以城区IKONOS影像为数据源，通过目视判别、定量统计参数和图形法3种方法对两种融合算法进行了比较，并与传统的融合算法IHS变换和PC变换进行了对比。结果表明，4种融合算法的空间效果是相似的，但从对光谱信息的保真来看，PC变换和IHS变换都较差，基于亮度调节的平滑滤波保真效果最好，Gram-Schmidt变换次之，但Gram-Schmidt变换保真效果已比PC变换和IHS变换有了较大的提高。     

影像融合在三维地形仿真中的应用

在同一地区，不同时期、不同传感器平台的遥感影像数据具有不同的空间分辩率、波谱分辩率和时相分辨率，如果能将它们各自的优势综合起来，可经弥补单一影像上信息的足，扩大各自信息的应用范围。首先将同一地区的TM影像与IKONOS影像进行精确配准后，使用基于HIS变换的融合方法，将两种影像进行融合，融合结果在保持TM影像丰富光谱信息的基础上，引入了IKONOS影像的几何特征，从面弥补了TM影像分辩率低和IKONOS影像光谱信息缺乏的缺点，并生成具有1m分辩率的彩色影像；最后将融合结果与相应地区的DEM数据进行复合，生成了具有高度真实感的三维影像图。     

小波局部高频替代融合方法

IHS变换是图象融合的经典算法之一。采取IHS变换与小波变换结合的融合算法是近年发展起来的遥感数据融合方法,发挥了IHS和小波两种变换算法的优点。效果比用单一一种方法更显著,提出了小波局部高频替代的融合方法。ETM遥感数据5、4、3波段由IHS盂塞尔彩色空间正变换后的Ⅰ亮度分量,经与全色波段中高能量替代的小波变换,形成一个新的集中了Ⅰ亮度分量和全色波段高频能量的新分量,再通过IHS进行反变换,经过实验,表明此方法可显著提高融合后图象的分辨率,同时又保持了原来多光谱图象的光谱信息。将此方法处理结果用在四川岷江“退耕还林”遥感调查项目中,可以提高土地利用计算精度。     

An image fusion method based on object-oriented classification

In image fusion of different spatial resolution multispectral (MS) and panchromatic (PAN) images, a spectrally mixed MS pixel superimposes multiple mixed PAN pixels and multiple pure PAN pixels. This verifies that with increased spatial resolution in imaging, a low spatial resolution spectrally mixed subpixel may be unmixed to be a pure pixel. However, spectral unmixing of mixed MS subpixels is rarely considered in current remote-sensing image fusion methods, resulting in blurred fused images. In the image fusion method proposed in this article, such spectral unmixing is realized. In this method, the MS and PAN images are jointly segmented into image objects, image objects are classified to obtain a classification map of the PAN image and each MS subpixel is fused to be a pixel matching the class of the corresponding PAN pixel. Tested on spatially degraded IKONOS MS and PAN images with a significant spatial resolution ratio of 8:1, the fusion method offered fused images with high spectral quality and deblurred visualization.     

基于多进制小波的多源遥感影像融合

首先介绍了遥感影像融合的一般理论和方法，然后在讨论多进制小波理论和影像特征的基础上，提出了一种基于特征的多进制小波变换的影像融合算法，该算法根据待融合影像分辨率之比来确定采用几进制小波，将待融合的高分辨率影像进行多进制小波变换，然后把高分辨影像经小波变换后获得的低频成分和低分辨率影像依据一定的关系进行相互转换，以形成新的高分辨影像的低频成分，经过多进制小波逆变换获得到融合后的影像，最大限度地利用了待融合影像的信息，防止了影像信息的丢失，通过对具体影像的清晰度和空间分辨率，融合后的影像最大限度地保留了待融合影像的光谱信息，同时提高了待融合影像的清晰度和空间分辨率，给出了SPOT全色影像与SPOT多光谱影像，SPOT全色影像与TM影像的融合结果，并与其他方法进行了比较，从而证明了本方法的优越性和自适应能力。     

基于替换规则的对偶树复小波变换遥感影像融合*

针对对偶树复小波变换(DT-CWT)比离散小波变换具有更好的方向选择性、平移不变性,能更好地表征影像特征的优点,提出了基于替换规则的对偶树复小波变换遥感多光谱和全色影像融合算法。通过对IKONOS影像的实验表明,本方法比基于实数小波变换的融合方法和IHS变换法有优势,在保留了光谱特征的基础上,更好地提高了融合影像的清晰度,且方法简单高效。     

成像光谱技术在土地利用动态遥感监测中的应用研究

随着数字化调查技术的发展，国土资源管理对土地利用动态遥感监测提出了更高的要求，目前主要采用的多光谱数据由于受光谱分辨率限制以及“同谱异物，同物异谱”现象的影响，难以满足管理需要。成像光谱数据具有较高光谱分辨率。在类别细分方面具有一定的优势，在当前土地利用动态遥感监测中具有一定的应用潜质。该文针对成像光谱数据特点，探索了与成像光谱数据相适应的土地利用动态遥感监测方法，提出了异常光谱检测法，该方法在试验区应用中取得了良好效果。