ERDAS IMAGINE软件中的遥感影像融合方法初探

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1、ERDASIMAGINE软件中的遥感影像融合方法初探——以梧州地区IKONOS影像为例海敏(广西航空遥感测绘院广西南宁530023)【摘 要】 本文介绍了利用ERDASIMAGINE系统为操作平台,对遥感影像进行融合处理的各种方法和具体步骤。【关键词】 ERDASIMAGINE遥感融合  1图像融合的基本原理  随着遥感技术的迅猛发展,光学、热红外、微波、多光谱、高光谱等大量功能各异的遥感器不断更新换代,它们以不同的空间尺度、不同的时间周期、不同的光谱范围以及不同的扫描方向和极化方式等,多方面地反映地

2、物目标的各种特性,构成同一区域的多源数据。与单源遥感数据(仅能反映地物目标某一个或几个方面的特征)相比,多源遥感数据既具有很重要的互补性,又存在冗余性。融合就是将同一区域的多源遥感图像按统一的坐标系统,通过空间配准和内容复合,生成一幅比单一信息源更准确、更完全、更可靠的新图像的技术方法。通过数据融合,一方面可有针对性地去除无用信息,消除冗余,大幅度减少数据处理量,提高数据处理的效率;另一方面又能将海量多源数据中的有用信息集中起来,融合在一起,便于各种信息特征互补,发挥各自的优势获得更多的有用信息,减少

3、识别目标的模糊性和不确定性,从而为快捷、准确地识别和提取信息奠定基础。  2IKONOS卫星数据介绍  IKONOS是美国空间成像公司于1999年9月24日发射升空的世界第一颗高分辨率商用卫星,是由美国洛克希德马丁(LockheedMartin)公司设计制造的。雷神(Raytheon)公司负责建立地面接收系统和影像处理系统即客户服务系统。IKONOS卫星一共有5个成像波段,分别是:全色波段:0.45-0.90微米;波段1(蓝色):0.45-053微米;波段2(绿色):0.52-0.61微米;波段3(红

4、色):0.64-0.72微米;波段4(近红外):0.77-0.88微米。其中,全色波段的地面分辨率是1米,多光谱波段的地面分辨率是4米。IKONOS卫星数据可以部分代替航空影像,广泛用于城市、港口、土地、森林、环境、灾害调查和军事目标动态监测以及国家级、省级、市县级数据库的建设、更新等方面。  3ERDASIMAGINE软件中遥感影像融合具体过程  为了得到1米分辨率的彩色影像数据,将IKONOS影像的多光谱波段数据和其全色波段数据进行融合。ERDAS图标面板工具条,单击Interpreter图标

5、S

6、patialEnhancement

7、ResolutionMerge命令,打开ResolutionMerge对话框。  在ResolutionMerge对话框中,需要设置下列参数:  3.1选择融合的影像文件  1)高分辨率影像文件(HighResolutionInputFile),对于IKONOS影像来说就是指全色波段的影像文件;  2)多光谱影像文件(MultispectralInputFile),这里指包含多个波段数据的影像文件。使用ERDASIMAGIN软件提供的LayerSelectionan

8、dStacking功能(ImageInterpreter

9、Utilities...

10、LayerStack....)将IKONOS的多光谱波段的影像文件合成一个影像文件;  3)融合后输出文件(OutputFile)的路径及文件名;  3.2选择多光谱文件用来进行融合的波段号(LayerSelection):  合成的多光谱影像会有几个波段的影像,在这里输入层名来选择要进行融合的波段。可以使用“,”来列举层名,也可以使用“:”来表示参与融合的层的范围。  3.3选择融合方法(Method)  遥感图像融

11、合的关键就是选择合适的融合方法,而对于融合方法的选择,则取决于被融合图像的特性以及融合的目的。ERDASIMAGIN软件在这里提供了三种影像融合的方法,分别是:主成分变换融合法,乘积变换融合法以及Brovey变换融合法。  3.3.1主成分变换法  主成分分析法(principalcomponentanalysis,PCA)是将多波段的低分辨率图像进行PCA变换,将单波段的高分辨率图像经过灰度拉伸,使其灰度的均值与方差和PCA变换第一分量图像一致;然后用拉伸过的高分辨率图像代替第一分量图像,经过PCA

12、逆变换还原到原始空间生成具有高空间分辨率的多波段融合图像。其中PCA的运算公式如下:  其中:  e=主成分波段号;  Pe=主成分波段e的主成分输出值;  k=某一输入波段;  n=波段总数;  dk=输入的数据文件k波段的值;  E=向量矩阵,Eke表示矩阵中位于k行e列的数据。  3.3.2乘积变换法  乘积变换法融合是应用最基本的乘积组合算法,直接对2种空间分辨率的遥感数据进行融合,其运算法则为:  (DNB1)(DNhighres.image)

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