基于his的遙感圖像融合處理與分析

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1、基于HIS的遙感圖像融合處理與分析摘要：隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展，以及RS技術(shù)在地質(zhì)勘查領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，遙感圖像在地質(zhì)勘查中得到廣泛應(yīng)用?；贖IS變換進(jìn)行圖像融合處理，對(duì)青海沱沱河1∶50000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的TM、ETM+遙感圖像進(jìn)行解譯和分析，增強(qiáng)遙感圖像顯示效果并提高其所包含的信息量，為相關(guān)地質(zhì)工作者提供數(shù)據(jù)參考。關(guān)鍵詞：HIS變換；遙感圖像；融合處理DOIDOI：10.11907/rjdk.151545中圖分類號(hào)：TP317.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16727800（2015）0060186

2、03基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局基金項(xiàng)目（[2011]030176（1212011140087））作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：張玲娟（1982-），女，陜西武功人，碩士，核工業(yè)二○三研究所網(wǎng)絡(luò)工程師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、信息化。1遙感圖像概述8遙感圖像是遙感探測(cè)目標(biāo)的信息載體，可以綜合反映地理環(huán)境某一部分或某些地物的質(zhì)、量和動(dòng)態(tài)信息[1]。其中，高光譜遙感衛(wèi)星圖像以清晰度高、信息量豐富、準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)[2]，為研究人員在環(huán)境惡劣、交通不便的沼澤地區(qū)、高海拔地區(qū)開(kāi)展地質(zhì)調(diào)查、勘探等工作提供了快速、可靠的數(shù)據(jù)

3、源。遙感圖像包括地物的光譜特征、空間幾何結(jié)構(gòu)、時(shí)間特征3個(gè)方面的信息。地物的光譜特征信息表征了遙感圖像的色調(diào)和色彩?？臻g幾何結(jié)構(gòu)信息量越豐富則表明圖像具備越高的幾何分辨率和越清晰的紋理細(xì)節(jié)。對(duì)于時(shí)間特征信息，在不同時(shí)相獲取的遙感圖像，其波譜特征和空間幾何結(jié)構(gòu)特征一般存在差異性。這3個(gè)方面特征的參數(shù)包括空間分辨率、光譜分辨率、輻射分辨率和時(shí)間分辨率。通過(guò)遙感技術(shù)能夠快速采集大范圍數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地物變化、綜合反映地表信息，為地質(zhì)信息提取、分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)方法，投入費(fèi)用低，節(jié)約了成本，提高了效率，帶來(lái)很好的

4、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。遙感圖像的種類較多，表1列出常用衛(wèi)星的圖像及其主要特性[3]。目前，在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、資源環(huán)境分析、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等方面比較常用的遙感數(shù)據(jù)源有美國(guó)LANDSATTM、ETM+衛(wèi)星圖像。8其中，TM有7個(gè)波段，包含低頻信息及特定光譜段的光譜信息，光譜分辨率高，價(jià)格比較便宜。一景TM圖像約代表地面185×185km2的范圍，TM的時(shí)間分辨率為16天，空間分辨率約30米（其中第6波段120m）。ETM+有8個(gè)波段數(shù)據(jù)，一景圖像面積和TM相同，ETM+遙感器搭載兩個(gè)不同分辨率的成像裝置，可以獲取多光譜波段及

5、全色波段數(shù)據(jù)，其中第1～5、7波段分辨率為30m，第6波段分辨率60m，第8波段全色波段（PAN）的分辨率15m[4]。ETM+和TM的多光譜波段參數(shù)相同，在多光譜波段處理時(shí)可以相互參考和比較。TM/ETM+圖像主要參數(shù)及應(yīng)用如表2所示。2遙感圖像解譯處理方法遙感圖像解譯處理是通過(guò)一系列的計(jì)算、轉(zhuǎn)換、融合和分類等對(duì)遙感圖像進(jìn)行處理，以達(dá)到糾正圖像畸變，豐富圖像色調(diào)變化、增強(qiáng)圖像地物信息，提高圖像可視化效果和圖像解譯能力的一種圖像數(shù)字處理技術(shù)[3]。它通常在光譜信息增強(qiáng)和空間信息增強(qiáng)兩個(gè)方面對(duì)圖像進(jìn)行處理。對(duì)于地

6、質(zhì)調(diào)查中采用的遙感圖像，處理時(shí)要盡量使原始圖像的光譜信息不損失。因此，選擇適當(dāng)?shù)膱D像處理方法，對(duì)遙感圖像進(jìn)行彩色合成、圖像增強(qiáng)、圖像校正、圖像融合、特征信息提取等操作，可提高遙感圖像的空間分辨率，增強(qiáng)目標(biāo)特征，修補(bǔ)有缺陷的圖像，從而達(dá)到更好地突出、識(shí)別目標(biāo)地物，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)解譯的應(yīng)用效果[5]。8遙感圖像融合是通過(guò)復(fù)合多源遙感圖像數(shù)據(jù)，將同一地區(qū)的不同遙感圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行空間配準(zhǔn)，并通過(guò)一定的算法結(jié)合各圖像數(shù)據(jù)中的優(yōu)勢(shì)信息后，得到一幅包含信息量更加豐富的新圖像[6]。融合可以消除多傳感器信息之間可能存在的不同的空間分

7、辨率、波譜分辨率和時(shí)間分辨率等問(wèn)題，彌補(bǔ)單一遙感圖像信息的不足，綜合各遙感圖像的優(yōu)勢(shì)，降低不確定性和多義性。融合后的圖像信息更加清晰透明，提高了圖像的分辨率和光譜特性，可以對(duì)目標(biāo)地物進(jìn)行比較全面、清晰、準(zhǔn)確的表述[7]。進(jìn)行融合處理的各類型遙感圖像需要具備以下條件：融合圖像的空間分辨率和光譜分辨率不同；融合的圖像屬于同一地區(qū)；圖像應(yīng)可以精確配準(zhǔn)；在不同時(shí)間獲取圖像內(nèi)容變化不大，若內(nèi)容變化較大，則用融合處理后的結(jié)果對(duì)觀測(cè)地區(qū)進(jìn)行更新。在圖像處理中，存在RGB空間和HIS空間兩種彩色坐標(biāo)系統(tǒng)（或稱彩色空間）[8，9

8、]。RGB彩色系統(tǒng)采用紅（red）、綠（green）、藍(lán)（blue）三原色進(jìn)行描述的方案。通過(guò)對(duì)R、G、B三個(gè)分量的加運(yùn)算實(shí)現(xiàn)顏色綜合，適合于在工業(yè)領(lǐng)域或硬件設(shè)備中彩色圖像的顯示和存儲(chǔ)。HIS顏色系統(tǒng)采用亮度（intensity）、色調(diào)（hue）、飽和度（saturation）三個(gè)分量來(lái)進(jìn)行描述，它是一種基于人眼視覺(jué)對(duì)彩色感知特征的顏色模型[10]?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)HIS空間中3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的