航测内业中遥感影像融合的要点分析

张弦 黎穗

(江西省地理国情监测遥感院,江西南昌 330052)

航测内业中遥感影像融合的要点分析

张弦 黎穗

(江西省地理国情监测遥感院,江西南昌 330052)

随着社会的发展和科技进步,航测遥感技术从不同传感器搜集而来的数据,在时空、光谱分辨率和极化方式等方面,有各自不同的特点,因而对这些数据的有效利用也出现了新的问题,已经不能适应实际工作的需要。本文通过研究多源遥感影像的融合过程,探析多种遥感影像融合方法本身的特点、存在的不足,来分析航测内业遥感影像融合的方法具有非常重大的意义。

航测内业 遥感影像 融合方法

数据融合的概念最早出现在上世纪70年代，而进入90年代以后，随着多种遥感卫星的发射成功，不同空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率的遥感影像都能够被获取，虽然它们之间可以形成优势互补，但是数据的处理量太大，给研究工作带来很大的困难，所以如何有效整合这些数据，以便获得更丰富的信息成为非常重要的研究课题。遥感影像融合技术的出现，为解决这一课题提供了新的方法。它作为信息融合技术的一种，通过高级影像处理技术，对多源影像进行复合，产生新的形象，以此达到消除冗余数据，弥补单一数据的不足，提高信息的协调能力等目的。

1 多源遥感影像融合概述

(1)多源遥感影像融合的概念。多源遥感影像融合是指通过一种复合模型结构，融合不同传感器提供的遥感影像数据信息，消除传感器之间的矛盾和冗杂，然后经过相互配合，增强影像信息的清晰度、可靠性进而使用率，从而形成完整统一的信息描述，其最主要的目的就是提高数据的使用效率，取得更好的处理效果。

(2)对遥感影像数据进行融合。遥感影像数据融合是指用数学方法，经过严密准确的计算，得到分辨率较低的多光谱数据和分表率高的全色数据，这两种原始影像数据优点的处理过程。要进行这种技术融合，必须先将搜集到的原始影像数据进行预处理融合，接着将原始影像中有问题的扫描线和噪声消除，来提高融合效果。通过对融合影像中的边缘、纹理等信息进行处理，其中非常重要的一个环节便是对融合的影像进行空间配准。

2 航测内业遥感影像融合的要点

遥感影像融合的方法对融合效果的作用是非常明显的。根据影像融合水平大致可以分为三个层次，分别是像素级、特征级和决策级融合。其中像素级融合可以尽可能的保留信息，并且精确度最高，是三种研究中最成熟的一级。特征级融合是一个中等级的融合，首先要将遥感数据根据特征进行提取，然后对多源数据进行分类、聚集和综合，等到出现特征向量后将其融合。决策级融合是目前最该水平的融合方式，它是通过说明数据的属性，然后对数据进行融合处理，为控制或者决策提供依据，但是它的信息损失量大，精度太低。所以本文主要对像素级的融合方法进行研究，它主要包括Brovey变换、乘积变换、主成分变换、HIS变换和小波变换五种形式。

(1)Brovey变换。该方法主要是通过归一化后的三个波段多光谱影像与高分辨率影像的乘积的比例运算影像融合方法，被称为色彩标准化融合，被广泛运用于不同传感器的影像数据融合。其特点是简化了图像转换的系数，最大程度的保留多光谱数据信息。但是它也有自身的不足，因为只能对多光谱三个波段的数据进行融合处理，此外它的融合影像容易被噪点影响，对高分辨率的零星细节保留也太多了。

(2)乘积变换。该方法是通过乘积组合法，合成两类遥感影像信息。具体过程是把多波段图像中的一个波段值与高分辨率数据的乘积转换成融合后的波段值。

即B=i-new=Bi-m*B-h

其中，B=i-new表示融合以后的波段数值(i=1，2，3，……，n)，而Bi-m则表示多波段影像中的任何一个波段数值，而B-h表示分辨率很高的遥感信息。乘积是利用Crippen的分析技术演化而来的，经检验表明，对有一定亮度的影像进行变换处理时，只有乘积变换可以保证它的色彩不会发生改变。

(3)主成分变换。主成分变换是在遥感影像统计特征的基础上进行的多波段影像正交线性变化。其格式是：Mpca=TM。公式中的Mpca是多光谱影像M经过主成分变换得到的主成分影响，T是主成分正变换的矩阵。其反变换格式是G=T1Mpca，公式中的G代表融合后的影像，T1代表反变换矩阵，是正变换矩阵的逆袭表现。

(4)HIS变换。该方法是融合多源遥感图像、也是融合算法中最常用的一种。由于HIS有明亮度、色调和饱和度等因素构成，其变换是色度空间的变换，被认定为图像融合方法成熟的标志。在色度学上，它是通过分离的影像明度和高分辨率的影像数据，开展替换和计算工作，得出一个分层后再将分离出来的影像明度用计算的方式变换，接着变换替换后的明度、色调以及饱和度三分量图像，最后生成RGB的融合数据成果。使用该方法处理后增强了遥感影像融合的饱和度，对图像质量和分辨率有了很大地提高，一般用于增强地质特征为构造等信息的提取工作。

(5)小波变换。遥感影像融合中的小波变换方法是一种新起的教学分析法，介于频率域表达和函数空间域表达。使用此方法后，就能将原始图像分解成不同空间频率、分辨率和方向性子图像。所以它的作用相当于划分高低频滤波器，能将信号分解成高低频细节、纹理信息，并且原始信号中的信息被完美保存下来，而不会丢失。其优点是具有变焦性、灵活性和信息保持性。图像融合的目的是将图像具备全色数据的搞空间分辨率以及多光谱数据的色彩信息，以此提高图像的可识别性。

3 结语

现在，多源遥感图像的融合已经成为一个非常重要的研究课题，对该课题采取的研究方法，有自己的优点同时也有自己的不足之处。其中PCA融合图像的方法虽然提高了空间细节的功能，增强了多光谱成像结果，但是由于降低了频谱导致图像失真，不能显示不同物体的细节。所以，对航测内业遥感影像融合方法的研究还有很长的路要走，特别是要结合具体的情况进行实验，选取有代表性的试验方法，进行遥感影像融合研究。

[1]郭文娟.遥感影像数据融合方法及效果评价研究[D].河南大学,2010年.

[2]王亚星.航测遥感内业数据处理关键技术分析[J].科技创新与应用,2014(8).

[3]孙琦,李燕燕.航测遥感内业数据处理关键技术研究[J].科技资讯,2013(13).

[4]陈茂.浅议航测遥感影像的目视解译方法[A].广东省测绘学会.广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C].广东省测绘学会,2010年.