天绘一号卫星影像融合及其质量评价-论文.pdf

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1、2014年4月地理空间信息Apr．，2014第12卷第2期CEOSPAFllAIINFORMATIONVo1．12．NO．2doi：1()．1I7o％．i‘『1_j672—4623．20i4．02．007天绘一号卫星影像融合及其质量评价高燕1,2,3,4，周成虎，苏奋振，刘媛媛(1．信息工程大学地理空间信息学院，河南郑州450052；2．中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；3．中国天绘卫星中心，北京102102；4．中国南海研究协同创新中心，江苏南京210023；5．总参第-N绘导航基地，

2、北京100040)摘要：以南京市天绘一号卫星影像为实验数据，运用IHS变换、Brovey变换、Wavelet变换、PCA、Panshaw等遥感影像融合方法对其全色和多光谱影像进行融合，并对5种方法的融合结果进行了定性和定量分析。实验结果表明，IHS变换法和Panshaw法能显著增强融合影像的光谱信息，提高融合影像的空间分辨率。关键词：天绘一号卫星；影像融合；高空间分辨率遥感影像；质量评价中图分类号：P237．4文献标志码：B文章编号：1672—4623(2014)02一O()16一()2天绘一号卫星是我

3、国第一颗传输型立体测绘卫星，同，将多光谱波段的值归一化后与全色波段的值相乘Hl，天绘一号01星于2010年8月发射升空l1】，可获取2m得到影像的增强信息，其表达式为：分辨率的高空间分辨率遥感影像、5m分辨率的三线阵R【BAND3／(BAND1+BAND2+BAND3)]xPAN立体影像和10rn分辨率的4波段多光谱遥感影像，其G=[BAND2／(BAND1+BAND2+BAND3)】xPAN(1)成果可应用于地图测制、海岸带测绘、国土资源调查、B=[BAND1／(BAND1+BAND2+BAND3)]

4、xPAN农业估产等诸多领域】。现有的影像融合研究大多是基3)Wavelet变换。首先将待融合的遥感影像进行于国外的遥感影像，对我国高分辨率遥感影像研究得小波分解，使其频率特性得到分离，利用全色波段的并不充分。本文基于IHS变换、Brovey变换、Wavelet高频成分和多光谱波段的低频成分进行小波重建】，变换、PCA、Pansharp等遥感影像融合方法，对天绘一最后得到融合的遥感影像。号卫星的2m分辨率的全色遥感影像与10m分辨率的4)PCA方法，即主成分分析方法，是在图像统计多光谱影像进行融合，并从人

5、眼视觉和定量统计分析2特征基础上的多维线性变换。将单波段的高分辨率图个方面对融合效果进行了评价分析。像经过灰度拉伸，使其灰度的均值和方差与PCA变换第一分量图像一致，然后以拉伸过的高分辨图像代替1遥感影像融合方法第一分量图像，经过PCA逆变换还原到原始空间，使遥感影像融合将不同类型的传感器获取的同一地融合后的图像具有高空间分辨率和多光谱信息特征l61。区的遥感影像进行空间配准，采用一定的算法使各影5)Pansharp方法，即超分辨率贝叶斯法。利用全像中的优势能够互补，产生的新影像不仅具有较高的色波段增强

6、多光谱遥感影像，合并传感器特性模拟全空间分辨率而且具有多光谱信息。对于不同数据源色波段和多波段影像的观测过程，利用先验知识估计的遥感影像需要使用不同的融合方法才能得到较理高分辨率多光谱影像的期望值，这种方法使全色波段想的效果。目前，影像融合的方法主要有IHS变换、数据与多光谱波段数据自动对齐，在保留光谱信息的Brovey变换、Wavelet变换、PCA和Pansharp等。同时增加了空间分辨率J。1)IHS变换法。将多光谱遥感影像从RGB色彩2遥感影像融合质量评价空间变换到IHS(强度、色调、饱和度)色

7、彩空间，然后利用高分辨率的灰度图像替换IHS变换中的强度分遥感影像经过融合后具有丰富的色彩和高空间分量，，最后再进行一次IHS反变换】，从而得到一幅具辨率，不同的应用有不同的评价标准，可用目视判读有高空间分辨率的多光谱遥感影像。进行主观评价，也可用一些统计分析指标(影像方差、2)Brovey变换。它是一种比值融合法，基本思想信息熵、平均梯度、偏差指数和相关系数等)进行定是假设全色影像PAN与多光谱影像MS的响应范围相量分析，指标简要描述见表1。收稿日期：2013-07—30项目来源：家自然科学撼金资ⅡJ

8、J项日(41271392)；闻家科技支撑计戈lj资助项日(2011BAH23B04)·20·地理空阃信息同样地，将本文误差分析结果与文献【5】、文献【9】参考文献中的误差分析结果对比，本文水印算法无论是在数据【1】孙圣和，陆哲明，牛夏牧，等．数字水印技术及应用【M1．北变化总量或在数据变化大小等方面都远远小于文献【5】、京：科学出版社，2004文献f9]所提出的水印算法。这主要是因为在水印信息【2】钟桦，张小华，焦李成．数字水印与图像认证—