ETM＋影像IHS融合算法改进及其土地覆盖分类实验比较

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1、第25卷第4期地理与地理信息科学Vo1．25NO．42009年7月GeographyandOeo-InformationScienceJuly2009圈+影像IHS融合算法改进及其土地覆盖分类实验比较康停军，张新长，王海鹰(中山大学遥感与地理信息工程系，广东广州510275)摘要：在总结PCA、IHS融合算法优缺点的基础上，发展了一种改进的IHS融合算法。利用HPF、Brovery、PCA、IHS及改进的IHS融合算法对ETM+全色和多光谱影像进行了融合实验。通过定性、定量分析比较融合影像的质量，并分别对融合后影像和原始影像进行土地覆盖非监督分类实验。选取原始影像

2、和非监督分类精度最高的一种融合影像进行监督分类实验与比较，发现无论是非监督分类还是监督分类，改进的IHS融合影像精度均较高。关键词：ETM+影像；IHS融合；土地覆盖分类中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1672—0504(2009)04—0064—04为基准，对高分辨率Pan影像进行直方图匹配；4)利0引言用经过匹配的Pan分量与H、S进行反变换，得到变遥感影像融合一直是遥感影像处理研究的热换后的R、G、B影像。点口]，影像融合的目标多在于提高影像的空间分辨IHS融合中1分量被Pan完全替代，在一定程率、改善影像几何精度、增强特征显示能力等；虽度上提

3、高了影像的分辨率，但由于1分量与Pan包然将融合影像用于提高影像分类精度的研究不少，含信息不同，因此IHS融合后的影像光谱畸变严重。但存在分类精度不高或融合方法难以实现等问题。1．2PCA变换在影像融合研究过程中出现了高通滤波(HPF)PCA变换是建立在影像统计特征基础上的多维融合lr、Brovery融合]、IHS融合[、主成分线性变换，具有方差信息浓缩、数据压缩的作用。变(PCA)变换_l7等算法。其中IHS是一种经典的融合换后的第一主成分包含了总信息量的绝大部分(一算法，但该算法在融合过程中因变换过程中1分量般在80以上)，并且第一主成分相当于原来各波段被完全

4、替代会引起较严重的光谱畸变。针对这一问的加权和，反映了地物总的辐射强度，且降低了噪题，很多学者提出了改进的IHS算法_8．9_，虽然在一声，有利于细部特征的增强和分析。定程度上能改善影像质量，但存在算法较难实现且1．3改进的IHS融合算法融合影像质量不高等问题。本文利用PCA变换对IHS变换进行改进，发展本文利用PCA变换对IHS融合进行改进，并以了一种改进的IHS融合算法，流程如下：1)对配准后Landsat一7ETM+遥感影像为例，采用改进的IHS的XS影像进行IHS正变换，分别得到I、H、S3个融合、HPF融合、Brovery融合、IHS融合、PCA变换分量

5、；2)1分量与Pan进行主成分变换，并提取变换融合等方法，利用全色(Pan)影像和经过波段选择后后的第一主成分I，以I为基准对I进行直方图匹的多光谱(xs)影像进行融合。对XS影像和融合后配，匹配后的结果命名为I”；3)利用I与H、S进行影像进行质量评价，参照《土地利用现状分类》标准IHS反变换，得到融合后的RGB影像。进行土地覆盖分类，并评价了分类精度。该算法中I为I与Pan进行主成分变换后的第一主成分，所以I包含I与Pan中的大部分信息，用1融合原理与方法I(经过直方图匹配的I)代替1分量进行IHS逆变1．1IHS变换换，在一定程度上能够改善IHS变换中1分量

6、完全常用的IHS变换过程如下：1)XS影像和高分辨被Pan替代所引起的光谱畸变。率Pan影像进行精确配准，并对多光谱影像的3个2融合实验波段分别赋予R、G、B3种颜色；2)将R、G、B彩色影像转换到I、H、S空间，并提取1分量；3)以1分量本文采用的影像数据为2001年8月获取的某收稿日期：2O∞__O35；修订日期：2O0g5__O5基金项目：国家自然科学基金项目(40471106)；985工程项目(10520320040006)作者简介：康停军(1981一)，男，博士研究生，研究方向为城市GIS与遥感应用。*通讯作者E—mail：eeszxc@mail．sys

7、u．edu．cn第4期康停军等：ETM+影像IHS融合算法改进及其土地覆盖分类实验比较第65页地Landsat一7ETM+全色和多光谱影像，该地区土4、5波段作为融合实验的影像。对实验数据进行辐地利用类型较复杂，因此具有一定的代表性。射增强、几何增强、几何粗校正等前期处理，并以由于在IHS融合算法中只用到3个波段口，在Pan影像为基准对XS影像进行相对配准，配准精度融合前必须先进行波段选择。在土地覆盖分类研究控制在0．3个像元之内，可以满足融合需要。中，从ETM+7个多光谱波段中选取4个波段的较采用HPF融合、Brovery融合、IHS融合、PCA变佳组合一般是2

8、、3、4、