ASTER多光谱波段与SPOT全色波段融合方法研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第1期{}I、Vo1．22，No．12008年2月MINERALRES0URCESANDGEOLOGYFeb．，2008ASTER多光谱波段与SPOT全色波段融合方法研究①喻怀义，朱谷昌，杨自安，石菲菲，王如涛(1．中南大学地学与环境工程学院，长沙410083；2．有色金属矿产地质调查中fi,，北京100012)摘要：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

2、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。关键词；ASTERSPOT；影像融合；基于小波的IHS融合中图分类号：P627；TP751文献标识码：A文章编号：1001—5663(2008)01—0o69一O50引言方法，它将多光谱的图像数据变换到IHS空间，得到3个独立的分量。首先将高分辨率全色图像数据经过适当的伸缩，以保证它的均值和方差变换到和1分量一ASTER卫星数据有着较高的光谱分辨率，在土致，然后用伸缩后的数据替换1分量，得到I，最后将地利用、自然灾害、成矿预测中有着广泛的应用。但空I、H和S变换回RGB空

3、间，得到融合图像。间分辨率较低，限制了它的应用深度，SPOT卫星数与RGB空间各分量相互相关不一样，IHS空间据则有着较高的空间分辨率，因而与SPOT影像进行中三分量I，H，S具有相对独立性，可分别对它们进行融合可以有效的克服这一缺点。控制，并且能够准确定量地描述颜色特征。一般来说，影像融合是一个对多遥感器的影像数据和其他基于IHS变换融合方法可以提高结果图像的地物纹信息的处理过程。它着重于把那些在空间和时间上冗理特性，但光谱失真较大，而且多光谱图像的波段数余或互补的多源数据，按一定的规则进行运算处理，只能为3。获得比任何单一数据更精确、更丰富的信息，生成一1．2PCA变换融合法幅

4、具有新的空间、波普、时间特征的合成影像。PCA变换(主成分变换亦称K—L变换)是统计遥感影像融合的关键就是选择合适的融合方法。特征基础上的多维正交线性变换，在消除模式特征之然而，不同的遥感数据有不同的波谱范围，地物在不间的相关性，突出差异性方面有最优的效果。主成分同波段具有不同的吸收和反射特性。因此，对多种遥变换融合的具体步骤为[4]：感数据进行综合利用时，应根据融合目的、数据源类型及特点，选择合适的融合方法。(1)计算参与融合的波段图像的相关矩阵R；(2)由相关矩阵R计算特征值凡和特征向量，(一1，⋯，n)；1影像融合方法(3)将特征值按由大到小的次序排列，即：>>⋯>九，特征向

5、量也要作相应变动；1．1IHS变换融合法(4)按下式计算各主分量图像：IHS变换是在遥感图像融合中经常用到的一种①收稿日期：2007—05—22作者简介：喻怀2．(1982-)，男，中南大学硕士研究生，主要从事遥感与GIS技术方法研究。基金项目：中国地质调查局国土资源大调查项目((水)[2oos]ol1-01—12)资助。69维普资讯http://www.cqvip.com的分辨率，其中多光谱影像分辨率为10m，全色映像PC一>：丸‘i。。—。=1分辨率为5m(具体参数见表1)。SPOT-5数据的景式中：志为主分量序数一1⋯．，n)；PCk为第志号278—298，时相2005年8月

6、2号。主分量；i为输入波段序数；n为总的波段数；di为第i波段图像；似为特征向量矩阵在z行、志列的元素。表1SPOT-5传感器主要参数(5)将高分辨率图像与第一主分量作直方图匹Table1MajorparametersofSPOT一5remotesensor配；(6)用直方图匹配生成的图像代替第一主分量，并将它与其余主分量作逆主分量变换就得到融合的图像。PCA变换融合法的主要优点是：融合后的图像光谱特征保持比较好，尤其在波段数较多的情况下；缺点是：由于要对自相关矩阵求特征值和特征向量，计算量非常大，实时性比较差。2．2ASTER数据特征1．3基于小波的IHS变换融合法ASTER(T

7、heAdvancedSpaceborneThermal在遥感影像融合中，IHS变换法与小波变换法具EmissionandReflectionradiometer)传感器是搭载有互补性。一般地，基于IHS变换融合法可以提高结于美国NASATerra卫星上的一个高分辨率遥感器。它果映像的地物纹理特性，但光谱失真较大。基于小波提供了14个波段的地面电磁反射、辐射信息，分别为可变换法能有效地增强多光谱映像的空间细节表现能见光一近红外波段(VNIR)、短波红外波段(SWIR)及