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。     

多光谱遥感图像与高分辨率全色图像融合研究

介绍了遥感图像融合的一般过程和特点,研究了像素级融合的常用算法,归纳了融合图像的基本步骤,采用四种融合方法对高空间分辨率的全色图像与高光谱分辨率的多光谱图像进行像素级融合实验,发现基于小波变换的图像融合提供更多细节信息,Brovey变换法融合全色图像与多光谱图像目视效果最好,速度最快。     

一种改进的遥感图像融合方法:LFF

通过遥感图像融合,可获得更丰富的信息,常用遥感图像融合方法如HIS彩色变换可将不同平台、不同光谱响应范围的高空间分辨率的遥感数据与多光谱遥感数据进行融合,但要求这两组数据的光谱响应范围一致,否则便会产生光谱扭曲的现象,从而影响了地物的识别。针对不同平台、不同光谱响应范围的遥感数据,该文在HSI变换的基础上,提出了一种改进的方法,即LFF融合法,首先对高几何分辨率的全色波段进行LoG滤波,而后将LoG滤波后的全色波段与多光谱经HSI正变换后的强度分量进行灰度直方图匹配,并替换之,经HSI逆变换便得到融合图像。论文从灰度变化指数和分类精度两方面分析了光谱保持性能和融合图像的分类精度,分析结果表明:LFF融合法的光谱保持性能优于HSI变换法,LFF融合后图像的分类精度高于HSI融合后的图像,LFF融合法是一种能较好地保持光谱特性的融合方法。     

通过直方图中轴化提高融合图像光谱保真度

针对遥感图像融合过程中光谱失真问题,提出一种基于直方图中轴化策略的图像融合算法。首先,将多光谱图像进行IHS变换;然后,采用直方图中轴化策略调整多光谱图像强度分量图像和全色图像的像素直方图,使之趋于一致;最后,进行IHS反变换获得高质量的彩色图像。理论分析和实验结果表明,该算法不仅可以较好地抑制融合图像光谱失真,同时也能有效保留融合图像的空间分辨率,算法步骤简单、容易实现;与四种传统融合算法（IHS变换、主成分分析（PCA）法、小波变换（WT）法、Brovey）相比,该算法生成的融合图像具有良好的视觉效果,特别是在峰值信噪比（PSNR）、光谱扭曲度和信息熵等客观评价指标中明显优于对比算法。基于直方图中轴化策略融合的遥感图像光谱失真度小、空间信息保持度高。     

基于遥感图像的颜色保真融合方法的研究*

针对遥感图像融合Brovey变换法存在颜色失真的现象,提出了一种低通比值融合法。该融合法首先对高几何分辨率的全色波段进行低通滤波,然后将低分辨率多光谱图像与全色波段图像相乘,再除以滤波后的全色波段图像,便得到融合图像。从辐照的角度证明了该低通比值融合法具备理论基础,并从目视评价、定量分析、分类精度证实了该低通比值融合法优于Brovey变换法,该低通比值融合法是一种能较好地保全低分辨率多光谱图像颜色的融合方法。     

颜色保真的遥感图像融合方法的研究

针对遥感图像融合Brovey变换法存在颜色失真的现象,提出了一种低通比值融合法,该融合法首先对高几何分辨率的全色波段进行低能滤波,尔后将低分辨率多光谱图像与全色波段图像相乘,再除以滤波后的全色波段图像,便得到融合图像。从辐照的角度证明了该低通比值融合法具备理论基础,并从目视评价、定量分析、分类精度证实了该低通比值融合法优于Brovey变换法,该低通比值融合法是一种能较好地保全低分辨率多光谱图像颜色的融合方法。     

用低通滤波器改进Brovey融合法*

针对遥感图像融合Brovey变换法存在颜色失真的现象,提出了一种低通比值融合法。该融合法首先对高几何分辨率的全色波段进行低通滤波,然后将低分辨率多光谱图像与全色波段图像相乘,再除以滤波后的全色波段图像,便得到融合图像。从辐照的角度证明了该低通比值融合法具备理论基础,并从目视评价、定量分析、分类精度证实了该低通比值融合法优于Brovey变换法。该低通比值融合法能较好地保全低分辨率多光谱图像颜色的融合方法。     

一种基于特征量积的遥感图像融合方法

提出了一种基于特征量积的遥感图像融合方法。以目前卫星遥感领域最常见的传感器图像、多光谱图像和全色图像为例,首先对多光谱图像作IHS变换,并对全色图像和多光谱图像的亮度分量I进行小波分解,得到不同分辨率下的小波系数特征,然后根据特征量积判决准则对多光谱图像的I分量与全色图像进行特征融合,并对高频域融合规则进行一致性检测,进而用融合结果替代多光谱图像的亮度分量I,最后,作IHS反变换得到融合图像。实验结果表明,融合图像既显著地融入了高空间分辨率图像的细节信息,又有效地保留了多光谱图像的光谱信息,同时信息丰富程度增加,从而使融合图像在保持光谱信息和提高空间分辨率两个方面的综合性能达到很好的平衡。     

基于多种变换的遥感图像新型融合方法

针对多光谱图像空间分辨率低这一特点,提出一种在PCA变换基础上,利用小波变换和高通滤波相结合的图像融合算法。实现了ETM+全色波段与ETM+多光谱波段图像的融合,并从空间纹理信息,光谱真实性两个方面进行定性和定量评价。研究表明,该融合算法产生的光谱失真较小,同时很大程度地保持了高分辨率全色波段的空间纹理细节信息,是一种较好的图像融合方法。     

结合方向小波的多光谱与全色遥感图像融合算法

针对现有的遥感图像融合算法所得融合图像存在边缘清晰度不高与光谱保持能力较差等问题,根据方向小波变换的高效性与方向选择性,提出了一种结合方向小波的多光谱与全色遥感图像融合算法。该算法采用人眼的视觉特性首先对待融合图像进行预处理,并根据小波变换的分解特性,对低频子带小波系数采用基于能量比的图像融合规则,而对高频子带则采用基于纹理一致性的融合规则。实验结果表明:该算法能够在保留多光谱图像信息的基础上,得到清晰度较高的融合图像,其中对中等分辨率图像的融合处理效果最佳。     

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。     

Coupled correction and classification of hyperspectral imagery for mapping coral reefs of Agatti and Flat Islands,India

Among the various remote-sensing options available today to map ecomorphological classes of corals, hyperspectral remote sensing is one of the best options by virtue of its spectral capabilities, while high spatial resolution is a necessary condition to resolve finer morphological features spatially. Given high-spatial resolution data of equal to or better than 30 m, the discrimination capability of end-members of multi-/hyperspectral satellite data is dependent on the efficacy of the correction for atmospheric effects and the intervening water column. In this study, a coupled approach to account for oceanic and atmospheric radiative contributions, called the Coupled Ocean Atmosphere Radiative Transfer (COART), was applied to Earth Observing 1 (EO-1) mission Hyperion image data acquired over the coral reefs of Agatti Island in the Lakshadweep Islands, Arabian Sea and Flat Island in the Andaman Islands, Bay of Bengal, India. The paper presents an open-source approach to correct and perform unsupervised classification of Hyperion imagery using a custom-built software toolkit called HyperCorals. The study finds that Hyperion has sufficient capabilities for discrimination of a few ecomorphological classes and can be improved further by using coupled radiative transfer models. Correcting for the intervening water column helps in classifying submerged features. The k-means classification offers a simpler classification method to classify an image of a subset with 42 selected spectral channels of Hyperion in the visible and near infrared (VNIR) region than the traditional Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique (ISODATA). The classification results using the cosine distance metric over 42 selected spectral channels of Hyperion in the VNIR region offer the potential to differentiate between various ecomorphological zones. The study also presents results from sensitivity analysis experiments and discusses the relative importance of three parameters: water column depth, bottom albedo, and chlorophyll concentration on the overall correction and classification of the imagery.     

基于独立分量分析的高光谱遥感影像决策树分类

为解决高光谱遥感影像波段众多所带来的信息丰富与“维数灾难”间的矛盾并提高分类精度,针对传统特征选择方法信息损失大的缺陷,基于EO-1 Hyperion高光谱遥感影像,采用独立分量分析(ICA)和决策树分类(DTC)方法联合运作流程,开展影像的地物分类实验研究,提出了ICA-DTC模型。首先运用ICA方法对影像进行特征提取,并以所提取的独立分量特征及其他地理辅助要素组成分类指标集;继而选择适当的指标组合和阈值设定判别规则,建立DTC模型进行影像的地物分类;最后将分类结果与传统最大似然分类法进行比对。结果显示：从分类的总体精度看,前者可达89.34%,高出后者18.8%;从单一地物的分类精度看,前者仅水体的精度略低于后者,而其他11种地物的精度都高于后者。理论分析与实验结果均表明,ICA-DTC模型可有效提高复杂地形条件下的地物分类精度。     

基于影像融合和面向对象技术的植被信息提取研究

高分辨率影像具有丰富的光谱信息和空间信息。采用不同的图像融合技术融合GeoEye影像全色波段和多光谱波段,用建立的参考多边形和对应多边形残差法评价分割质量,以确定研究区各地物类型的最优分割参数组合,选择目标地物分类特征,建立分类规则,在此基础上实现研究区内不同地物类型的面向对象信息提取。结果表明:Gram-Schmidt(GS)融合法具有最优的融合效果,所选特征能够很好地实现目标地物信息提取,并且具有明确的地学意义,面向对象信息提取总体精度达到90.3%,Kappa系数为0.86,该研究为高精度植被信息的提取提供了有效的方法。     

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。     

多光谱图像与全色图像的像素级融合研究

以高空间分辨率的全色图像与高光谱分辨率的多光谱图像进行像素级双源融合为例，详细地总结了卫星多源遥感图像融合领域像素级融合的步骤、基本融合模型和优缺点，重点分析了各种常见像素级融合方法的原理和特点，并归纳了像素级融合结果的主客观评价标准和评价方法，以及像素级融合的主要应用领域，最后讨论了像素级融合目前存在的问题和今后的发展方向。     

Cover. ERS-1 SAR interferogram of Mount Vesuvio (Italy)

A pixel block intensity modulation (PRIM) method has been developed to add spatial detail to Landsat Thematic Mapper (TM) thermal band TM6 images in regions with sufficient topography. The method uses 30 m resolution TM reflective spectral band images (TM1-5 and 7) to modulate the relevant TM6 image on the basis of its 120m resolution thermal pixel blocks. Topographic detail in each 120m resolution pixel block of the TM6 image is thus recovered, without altering the average thermal digital number level of the block, by the spatial information recorded in the reflective spectral bands at 30m resolution. Tests confirm that the PBIM can effectively integrate topographic spatial detail from reflective spectral bands with TM6 images while retaining the fidelity of the original thermal spectral information. PBIM is also applicable, as a general method, for data fusion of multispectral and panchromatic images with different spatial resolutions. Bearing in mind that, for space-borne remote sensing, the spatial resolution of the thermal band will continue to be lower than that of VISSWIR and panchromatic bands in the multispectral sensor systems of the next generation, such as Enhanced Thematic Mapper Plus, the PBIM method will remain a useful technique for enhancing thermal imagery data for some time.