《遥感原理与应用》实验报告影像融合

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1、实验名称：影像融合一、实验内容1.对TM影像和SPOT影像进行HSV数据融合。2.查阅相关资料用cnvi软件实现一种数裾融合的方法，如Bmvey、PCA等。3.利用均值、标准差、特征值等参数对上述两种方法的融合效果进行评价。二、实验所用的仪器设备，包括所用到的数据电脑一台，Window7操作系统，遥感影像处理软件(ENVI4.3)英国伦敦的TM影像数据lon_tm和SPOT影像数据lon_spot。三、实验原理1.定义：图像(影像)融合是指将多余遥感影像按照一定的算法，在规定的地理叱标系中,卞成新的图像的过程。2.目的：(1)提高图

2、像空间分辨率(2)改善分类(3)多时相图像融合川于变化检测3.基本原理(1)HSV变换法：HSV(hue,saturation,andvalue：色调,饱和度，亮度值)。首先将多光谱图像经HSV变换得到H、S、V三个分量。然后将高分辨率的全色图像代替V分量，保持H、S分景不变。最后再进行HSV变换得到具有高空闽分辨率的多光谱图像。(2)Brovey变换法：对彩色图像和高分辨率数据进行数学合成，从而使图像锐化。彩色图像十的每一个波段都乘以高分辨率数据与彩色波段总和的比值。函数自动地用最近邻、双线性或三次卷积技术将3个彩色波段重采样到高

3、分辨率像元尺、j输出的RGB图像的像元将与高分辨率数据的像元大小相同。4.评价指标(1)均值与标准差(公式1)(公式2)上述两个式子中，n表示图像总的像素的个数，xi为第i像素的灰度值。(2)特征值设A是n阶方Pzr:，如果存在数m和非零n维列向量X，使得Ax=mx成立，则称in足A的—个特征值(characteristicvalue)或本征谊(eigenvalue)。非零n维列向量x称力矩阵A的属于(对应于)特征值m的特征景或木征昀景，简称A的特征14景或A的木征向景。四、实验步骤及其结果分析1.打开并显示影像打开envi主衆单

4、下File/OpenExternalFile/IPSoftware/ERMapper了菜单，选择lon_tm和km_spot文件，并分别进行显示，如图1，图2。图1TM多光谱原始影像图2SPOT全色原始影像2.调整影像大小(1)选择BasicTool/ResizeData(Spatial/Spectral)菜中”输入文件lon_tm，华击OK。(2)在ResizeDataParameters对话框的xfac文木框输入2.8,yfac文木框输入2.8009。输入输出文件名，单击OK，输出凋整大小后的TM影像。(3)链接显示调整P的影像

5、。在一个窗U显示调整人小活的TM影像，在该影像的主影像窗口选择Tool/Link/LinkDisplays，将该影像与SPOT全色影像进行链接显示，如图3、图4。(4)TM影像是多波段彩色的影像，而SPOT全色影像单波段影像，后者轮廓更为清晰。图3调整大小后的TM影像图图4链接兄示幻的SPOT影像图1.HSV变换融合(1)在ENVI的主菜单选择Transform/ImageSharpening/HSV0(2)在SelectInputBands对话框中直接选择对应影像。(3)从HighResolutionInputFile对话框屮选择

6、SPOT影像，点rHOK.⑷输入输ill的文件名：logtmsp.img,在HSVSharpingparameters对话框中/XitJOK.2.Brovey变换融合(1)在ENV1的主菜甲选择Transform/ImageSharpening/ColorNormalized(Brovey)。(2)在SelectInputBands对话框屮貧接选择对h'、/:影像。(3)从HighResolutionInputFile对话框中选择SPOT影像，点击OK.(4)ColorNormalized(Brovey)输ili面板屮，选择重采样方

7、式和输入义件路径及文件名Brovey.img，/、(击OK输i11i结果。3.结果显示、链接和比较(1)显示融合后的影像，如图5,图6。(2)在主影像窗口选择Tools/Link/LinkDisplays,将原始的TM影像、SPOT影像及融合影像进行比较。阁5HSV变换融合后的影像阁阁6Brovey变换融合后的影像阁4.结果分析：(1)目视分析：♦W种融合方法的融合影像都将商分辨率影像(图4)的空间信息和多光谱影像(图3)的光谱信息有机结合，融合影像在分辨性、清晰性上有很大提高。通过对居民区建筑物轮廓及对其他FI标的影像细节进行比较

8、很容笏验证这一点。但是，仍吋看出差别，♦通过HSV融合后，融合后的影像(阁5)和全色影像(阁4)相比较，融合后的影像色彩信息更加丰富，影像的分辨率葙木上没什么变化。融合G的影像与多光谱影像(图3)相比较，影像的分辨率有了很人的提高，色