基于多源遥感数据的融合算法变换效果对比研究

随着多源遥感影像融合技术的成熟发展,如何提高高分辨率遥感数据的利用效益和使用质量已经成为影响其应用效果的瓶颈问题.针对QucikBird-2高分遥感数据光谱分辨率不足等问题,结合ASTER多光谱遥感数据,引入3种融合方法：主成分分析（PCA）融合、小波PCA融合和基于小波的IHS（色度、亮度、饱和度变换）融合,实现了对多光谱图像和高分辨率图像的融合,得到了多光谱高分辨率影像,使得在增强影像空间分辨率的同时也尽可能地保留了影像的多光谱信息.最后对3种融合方法的结果进行了定性和定量评价.     

资源三号卫星正视全色与多光谱影像融合及评价

资源三号卫星(ZY-3)是我国发射的首颗民用高分辨率光学传输型立体测绘卫星,其全色波段与多光谱波段有相同的太阳高度角和其他环境条件,影像获取时间一致,因此两种不同分辨率的数据可实现高精度融合形成新的影像。使用Brovey变换、主成分变换、IHS变换、小波变换、GS光谱锐化五种不同的数据融合方法,对ZY-3全色和多光谱影像进行融合,并从清晰度、纹理和色调进行定性分析;从标准差、信息熵、平均梯度、偏差指数、相关系数和光谱扭曲程度进行定量评价。结果表明:基于Gram-Schimdt光谱锐化融合方法产生的遥感图像失真较小,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,是一种适合于ZY-3图像融合的较好方法。     

ASTER多光谱波段与SPOT全色波段融合方法研究

遥感图像融合可以发挥多源遥感数据的优势。但由于不同传感器的遥感数据有着不同的特征,不同数据所采用的融合方法也应不同。文章探讨了ASTER多光谱波段与SPOT全色波段数据融合的方法,通过对PCA融合、IHS融合和基于小波的IHS融合方法的对比研究,得出基于小波的IHS融合法在提高空间分辨率的同时较好地保持了地物的多光谱信息。     

基于边缘特征的遥感影像小波变换融合法

如何将不同空间分辨率遥感影像合理有效地融合在一起,保持原始多光谱影像的光谱特性,提高影像的分类精度和空间分解力,这是遥感影像数据融合处理的热点研究问题。在对原始遥感影像进行小波变换的基础上,提取高空间分辨率影像边缘特征信息,并与原始多光谱影像进行了融合处理。以IRS、SPOT和ETM卫星影像为资料进行实验,结果表明,该方法在提高影像的空间分辨率的同时,能够很好地保持影像的光谱特性,尤其在空间分辨率差异较大的影像融合中,该方法在保持影像光谱特性方面要优于其他的融合方法。     

“资源一号”02c卫星数据说明及处理

"资源一号"02C卫星于2011年12月22日成功发射,为填补国内高分辨率遥感数据空白做出了巨大贡献。ZY-102C卫星载有全色多光谱相机和全色高分辨率相机,可获取目标区域的全色和多光谱影像数据,同时其数据缺少蓝色波段,需利用已有的波段信息计算出蓝光波段,并与红、绿波段进行组合以得到模拟真彩色影像。通过一系列遥感影像处理手段,如正射纠正、镶嵌、几何配准、真彩色模拟、融合及裁剪等,可得到研究区的ZY-102 C高分辨率多光谱影像,能较好地满足用户需求。     

高分辨率遥感在西藏罗布莎地区地质调查中的应用

研究区位于西藏罗布莎地区,其罗布莎蛇绿岩体蕴藏着我国目前规模最大的铬铁矿床。以WorldView-2高空间分辨率遥感数据为基本信息源,对研究区进行遥感地质解译。与传统多光谱数据ETM+、ASTER等相比,WorldView-2具有更高的空间分辨率和相对较窄且连续的光谱。对研究区WorldView-2图像进行正射校正、大气校正和影像融合后,采用最佳指数法选择8-6-4波段组合进行假彩色合成,同时结合真彩色5-3-2波段,突出各地质体单元色调差异。我们利用其空间分辨率优势建立区内主要岩性和构造的高空间分辨率遥感解译标志。通过野外地质验证,解译结果充分显示了WorldView-2高分辨率影像在海拔较高、工作环境恶劣地区进行矿产资源勘查的技术优势和应用前景。     

利用卫星影像和航空影像更新基础地理信息方法研究

基础地理信息的更新,是保证地理信息系统现势性的充要条件.卫星遥感影像数据具有周期短、信息丰富、现势性强等特征.利用卫星影像数据来更新基础地理信息数据是一种行之有效的方法.如何利用遥感数据融合技术,将多传感器获取的各种影像数据中所含的信息优势有机地结合起来,更是成为目前研究的热点.利用航空影像和Landsat多光谱波段影像进行数据融合,能够有效地提高影像空间分辨率,以获取更高质量的信息.     

甘肃华亭地区铀矿化信息遥感提取方法

从分析ETM各波段图像的信息特征入手,在黄土覆盖等环境因素干扰严重的地区,利用遥感技术对其铀矿化的信息进行了提取.在ERDAS软件的支持下,应用图像融合、波段比值、主成分分析、光谱指数等技术方法,对ETM遥感影像数据进行增强处理.其中,图像融合与传统的图像融合略有不同,是在进行图像融合前将原始图像（ETM1～5,7）进行低通滤波处理,使得融合后的图像既保留高分辨率数据的空间信息,又保留低分辨率数据的光谱信息.在对研究区的遥感数据进行增强处理后,选取有利波段组合,圈定了有利铀成矿的远景区.     

基于Kurtosis-IHS的遥感影像融合

针对传统IHS遥感影像融合的光谱扭曲和易引入噪声问题,提出了一种基于Kurtosis-IHS的遥感影像融合方法：从多光谱图像强度分量与全色图像最优逼近的角度出发,迭代求解多光谱各波段图像融合系数,减少光谱失真;根据全色图像的峭度获取其细节分量,达到抑制噪声的目的;最后使用基于Kurtosis-IHS的融合公式得到融合结果.实验选取2组实际遥感数据,结果表明,融合方法在CC、ERGAS、RASE、RMSE及SID 5个光谱性能评价指标上均优于传统的IHS、PCA、DWT及NSCT融合方法,在第二组遥感影像融合测试中,Kurtosis-IHS方法比传统IHS方法的5个指标分别提高了41.80％、57.09％、57.11％、57.11％、49.74％;在含噪环境下,融合方法的融合结果PSNR值均达到最大.所提出的Kurtosis-IHS方法优于传统的IHS融合方法,在提高空间分辨率的同时,具有较好地保持光谱信息及有效抑制噪声的优点.     

比值法保全多光谱图像颜色的研究

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,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,便得到融谮合图像.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.     

应用多种数据融合方法对多时相SPOT图像处理提取三峡工程大坝区地面动态变化信息

三峡库区三斗坪大坝区及其周围地区在1994到1998年期间，由于大坝的施工地面发生了巨大变化。这些变化在1990、1997和1998年获取的SPOT遥感图像上都有明显的记录，其中一些地面变化细节在分辨率10m的全波段（P）图像更为清楚。这里利用三种方法（高通滤波算法（HPF algorithm，Chavezet al．1991）、RWM—ARSIS方法（Ranchin and Wald，1999）和P＋XS算法（Anonymous 1986））对三峡工程三斗坪大坝区的多时相高空间分辨率的SPOT图像（获取时闻为1990，1997和1998年，包括全波段P图像和多波段XS图像）进行融合处理，在提取测区地面动态变化信息的同时，从理论和实际应用的角度探讨了不同数据融合方法的效果。     

高分一号卫星在京津矿山遥感监测中的应用

高分一号卫星于2013年成功发射,可获取 2 m全色影像与8 m多光谱影像,在矿山遥感监测中有很大的应用空间。研究并总结了高分一号卫星在矿山遥感监测应用时的数据处理流程和方法,根据高分一号影像特征建立了矿山遥感解译标志并对部分图斑进行了野外验证,最后进行了京津矿山遥感调查与监测工作。通过应用研究得出结论,高分一号卫星拥有较高的分辨率和较好的数据质量,地物轮廓纹理清晰、数据处理方便、解译精度较高,运用高分一号卫星进行矿山遥感监测可以取得良好的效果,可以为国土资源部门制定矿产资源规划、整顿矿产资源开发秩序、治理矿山地质环境等提供技术支撑和决策依据。     

Utilizing image processing techniques in lithologic discrimination of Buwatah area, Western Arabian Shield

The main task of this article is the evaluation of the IHS color transformation fusion, color composite ratios, and principal component analysis techniques for lithologic discrimination of the basement rocks exposed at Buwatah area, Western Arabian Shield, Saudi Arabia. Landsat ETM+ images were prepared and used to perform this task using PCI Geomatica software. IHS fusion technique was conducted through four main processing steps: (1) registration of the multispectral image (7, 4, and 2 in RGB) to the panchromatic image and then resample it to the same spatial resolution as that of the panchromatic image; (2) transformation of the three multispectral bands from RGB to IHS space; (3) substitution of the intensity value from the high spatial resolution panchromatic band; and finally (4) back transformation to RGB. The band ratios 5/7, 3/1, and 4/3 displayed in RGB, respectively, were used to produce the color composite ratio image. The first principal component (PC1), the second principal component (PC2), and the third principal component (PC3), displayed in RGB, respectively, were used to construct the color composite principal component image. The resultant images successfully discriminated the exposed rock units in the study area and a lithologic map has been constructed that is subjected to precise field verification. The stratigraphy of the area under consideration starts with metavolcanics and associated volcaniclastics as an oldest rock unit, followed by granodiorite–diorite, pink granite, biotite granite, acidic and basic dykes, and Cenozoic volcanics. A new rock unit (biotite granite) has been introduced that was not represented in previous mapping of the considered sector. The biotite granite is verified by field and petrographical studies.     

Merging remote-sensing images for geological-environmental mapping: application to the Cabo de Gata-Níjar Natural Park, Spain

 The Cabo de Gata Níjar Natural Park in Spain presents certain unique characteristics which make it of great geological, ecological and environmental interest. As a prior step to the environmental study of the park and the impact produced by the mining activities carried out up until ten years ago, the mining and waste-tip areas were defined and a lithological discrimination carried out. For this purpose, various remote-sensing techniques were employed to create high-resolution image documents on which the geological and environmental mapping of the area would be based, with special attention being paid to the areas of former mining activity because of its implications for the local environment. The merging of remote-sensing images with different spatial/spectral resolutions has become a highly useful tool, due to their increasing availability. Such is the case of the SPOT panchromatic and Landsat Thematic Mapper multispectral images, which are two of the most commonly used images in geological and environmental studies based on remote sensing. Of the numerous techniques described for merging remote sensing image data, this paper analyses those based on Intensity-Hue-Saturation, Principal Component Analysis, Spherical Coordinates, High-Pass Filters and Colour Normalized transform, using SPOT panchromatic and Landsat TM data. The research goals were (1) to analyse and compare some of the most commonly used methods; (2) to select the most appropriate method for a detailed geological-environmental study, and (3) to apply the methodology to the Cabo de Gata-Níjar area, the site of one of the most distinctive natural parks in the country. Received: 29 November 1996 · Accepted: 29 July 1997     

基于OLI和GF-2数据的锰矿化信息提取分析与对比 —以新疆西昆仑玛尔坎苏锰矿带为例

本文在充分分析锰矿样品的实测波谱典型特征和矿化蚀变信息提取方法的基础上,基于Landsat OLI数据和国产GF-2数据影像,利用主成分分析法（PCA）对新疆西昆仑玛尔坎苏锰矿带进行了锰矿化异常信息提取,并对这两类数据的锰矿化信息提取结果进行了对比分析,进而讨论两类数据在锰矿化信息提取精度上的差异。研究表明：基于OLI和GF-2两类多光谱数据提取的锰矿化信息都取得了良好的效果,将已有的锰矿区与锰矿化点全部提取了出来,同时也提取出了未开采的锰矿化异常信息,验证了所采用信息提取方法的有效性;相比空间分辨率较低的OLI数据,高空间分辨率的国产GF-2遥感数据能够更好地区分锰矿化异常与阴影,更能精确地识别锰矿化异常的分布。因此,高空间分辨率多光谱数据在区分光谱特征差异较小的地物时具有较大优势,可为研究区下一步遥感找矿预测提供有利线索。     

IHS融合改进方法在闽清县土地更新调查中的应用

采用传统的IHS等融合方法在进行高分辨率的全色影像与低分辨率的多光谱影像融合时,会使多光谱影像的光谱退化;如果高分辨率全色影像时相比多光谱影像时间早很多,则会产生很多新的地物信息丢失。通过对传统的IHS等融合方法的研究,改进了1分量的算法,使1分量既含有高分辨率影像的纹理信息又具有多光谱影像的光谱信息,得出IHS-融合方法,有效地解决了这个问题。     

Comparison of various pan-sharpening methods using Quickbird-2 and Landsat-8 imagery

Pan-sharpening is the process of transferring the spatial resolution of panchromatic (PAN) image to a multispectral (MS) image for producing a single image with high spatial detail and rich spectral information. In this study, PAN and MS imagery of Quickbird-2 and Landsat-8 are fused separately, using ten different pan-sharpening methods such as principal component analysis (PCA), modified-intensity hue saturation (M-IHS), multiplicative, brovey transform (BT), wavelet-principal component analysis (W-PCA), hyperspectral color space (HCS), high-pass filter (HPF), Gram-Schmidt (GS), Fuze Go, and non-subsampled contourlet transform (NSCT). The effectiveness of these techniques is assessed and compared by qualitative analysis and 14 quantitative analysis methods including bias, correlation coefficient (CC), difference in variance (DIV), relative dimensionless global error in synthesis (ERGAS), universal image quality index (Q), relative average spectral error (RASE), root mean square error (RMSE), structural similarity index method (SSIM), signal-to-noise ratio (SNR), peak SNR (PSNR), spatial correlation coefficient (SCC), image entropy (E), and gradient and quality with no reference image (QNR). The results of both analysis types show that the Fuze Go and NSCT produced the best fused image with high spatial detail and rich spectral information followed by the HPF and GS.     

贵州西部峨眉山玄武岩石的遥感影像特征

贵州西部峨眉山玄武岩无论是在航天影像(TM)上,还是全色航空相片上,均有较高的可识别性。航天影像上,因其空间分辨率低,主要依据成因地貌类别和色调差异识别,且色调是判别玄武岩的重要影像标志,造成玄武岩及其上下岩组色调不同的根本原因是岩组的地下水类型、含水性不同;航空影像上,可据微地貌特征进行辨识,且通常情况下可划分到段。在不同的地貌分区、不同的构造部位、不同岩层倾角玄武岩的遥感影像有差异。