机载综合孔径辐射计图像和光学图像融合及评价

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第2O卷第4期遥感技术与应用voz．2QN0．42005年8月REMOTESENSINGTECHNOLOGYANDAPPLICATIONAug．2005机载综合孔径辐射计图像和光学图像融合及评价吴樊，王超，张卫国，张红h(1．中国科学院遥感应用研究所，遥感科学国家重点实验室，北京lOOlO1；2．北京师范大学地理学与遥感科学学院，遥感科学国家重点实验室，北京100875)摘要：微波辐射计图像可以很直观的反映地表亮温，但其分辨率不高且图像地物的几何外形不明显等缺点给研究带来诸

2、多不便。现有一些光学图像与之相比，具有分辨率高，几何外形更清晰等优点。如何有效利用光学图像的信息来研究辐射计图像是一件有意义的课题。采用IHS方法、PCA方法、小波方法对机载综合孔径微波辐射计图像和LandsatETM+图像进行融合。从对实验结果定量和定性的分析表明小波融合方法更具潜力。融合结果中可以看出在多光谱图像中表达相似的地物，可以很快的在图像中分辨出来。结果图像基本上保持了辐射计图像的辐射特性，并且融合了光学图像的不同地物的光谱信息，为在辐射计图像上对大区域地物的解译和分析带来方便。关键词：图像融合；综合孔径微波

3、辐射计；彩色合成；主成分分析；小波中图分类号：TP75文献标识码：A文章编号：1004—0323(2005)04—0425—05手段，特别是当前遥感技术的迅速发展，多源遥感数1引言据(多传感器、多时相、多波段、多平台、多分辨率)的微波辐射计是一种无源微波遥感器，它接收目获取变得越来越方便，多源图像之间融合的意义也标自身的热电磁发射来获取地物目标的特征信息，就显得越来越重要。遥感影像融合技术在图像增强、具有全天候、全天时探测的特点，并且能够探测到一改善几何纠正精度、变化检测、特征增强、图像缺陷定次表层的地物特征，在大气、海

4、洋、植被和土壤湿消除等方面具有广泛的应用。对不同源的数据进行度的测量等方面有很好的应用n。但其存在空间分融合的主要目的是集成多源信息，综合单一传感器辨率不高，对目标表面粗糙度等宏观结构特征不敏或单源数据所表达的信息，以达到“1+1=3”的效感等缺陷，使辐射计在具体目标特性的研究中的应果0。IHS方法、PCA方法、小波方法是遥感图像像用受到局限。辐射计图像所反映的是地面亮度温度素级融合中常用的算法，本文应用这3种融合方法信息，在图像上地物的几何外形没有光学遥感图像对综合孔径微波辐射计图像和可见光图像的融合进那样明晰。近年来

5、，射电天文学中的孔径综合技术引行实验。入到被动微波遥感领域，有效提高了辐射计图像的2．1IHS方法空间分辨率cz，但分辨率还是比不上一般光学遥感IHS变换是影像处理与分析中一种重要的基本图像。如何有效的将这两种图像数据融合，使辐射计工具，是一种与颜色相关的融合技术。主要原理是将图像得到更好的应用，是很有意义的探索。本文针对多波段色彩合成图像的明度(I)、色相(H)和饱和度这个目标，采用几种融合算法对机载综合孔径辐射(S)进行有效的分离，然后对所分离的某分量进行计图像和Landsat7ETM+影像融合进行研究，并替换，再经

6、过反变换达到数据融合的效果。对融合结果进行定量和定性的比较。实验中采用文献(33中IHS变换公式，以TM波段5、4、1分别作为R、G、B分量进行IHS变换，2融合算法与实验然后用辐射计图像与变换后的1分量进行直方图匹图像融合是遥感图像应用和分析的一种重要的配，再用匹配后的辐射计图像替换1分量，IHS逆变收稿日期：2004—12-07；修订日期：2005—06—02基金项目t国家重点基础研究发展规划项目(2oo1cB3o94o6)，中国科学院知识创新工程方向性项目(K2cx2—309)。作者筒介t吴樊(1976一)，男，博

7、士生，主要从事雷达遥感、图像融合方面的研究。维普资讯http://www.cqvip.com426遥感技术与应用第20卷换后完成融合过程。DfDr-ifIc．I>Ic争．I，、F一(4)2．2PCA方法．一．．【．EotherwlsePCA方法是一种基于统计特征的正交变换，对其中：下标F、E、R分别表示融合结果、ETM+图各波段数据进行从光谱空间到特征向量空间之间的像、辐射计图像。线性变换。先根据图像矩阵求得协方差矩阵，由协方低频分量的融合采用简单的平均规则，即融合差矩阵求得特征向量和特征值，排序后的特征向量图像的低频分

8、量通过输入图像E、R的低频分量进构造得到变换矩阵。经过PCA变换后第一主成分行平均建立：：_-．一(：～．+：～．)／2。得到融合(PC1)包含了总方差的绝大部分，也就是说PCI几图像的多分辨分析后，进行小波逆变换重构图像，得乎包含了原来多波段图像的绝大部分信息。然后输到融合结果。入待融合图像替换PC1，使融合图像包