[精品]多源遙感影像像素級融合方法綜述.doc

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1、多源遙感影像像素級融合方法綜述多源遙感影像像素級融合方法綜述摘耍：在眾多學(xué)者的研究成果和工程技術(shù)人員的實際應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，對目前已經(jīng)提出的多源遙感影像像素級融合算法進(jìn)行了簡要介紹和總結(jié)，分析和比較了每種算法的優(yōu)缺點，并指出其適用范圍。結(jié)果表明，特定的一種融合算法具有特定的適用面，實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)影像特點和融合目的選擇合適的融合算法。關(guān)鍵詞：多源遙感；多分辨率；影像融合；像素級中圖分類號：P407文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1引言隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)、紅外、微波和激光雷達(dá)等大量不同一衛(wèi)星傳感器的應(yīng)用，獲取同一地區(qū)的多源遙感影像數(shù)據(jù)(多時相、多光譜、多傳感器、多平臺和多分辨率)越來

2、越多，為環(huán)境監(jiān)測、資源調(diào)查、地形測繪和軍事應(yīng)用等領(lǐng)域提供了多層次的遙感影像金字塔。與單源遙感影像數(shù)據(jù)相比，多源遙感影像數(shù)據(jù)所提供的信息具有冗余性、互補(bǔ)性和合作性。通過影像融合可以從不同的遙感影像中獲取更多的有用信息，補(bǔ)充單源影像信息的不足。在遙感屮，遙感影像融合是將覆蓋同一地區(qū)的多源影像在統(tǒng)一地理坐標(biāo)系中，按照一定的算法進(jìn)行處理產(chǎn)生出比單源影像更精確、更完全、更可靠的影像的過程[1][2]。多源遙感影像融合不僅僅表現(xiàn)在多源遙感影像信息之間的疊加方面，還表現(xiàn)在利用多源遙感影像信息進(jìn)行目標(biāo)識別決策上。它能提高影像的空間分解力和清晰度，平面測圖精度、分類精度與可靠性，增強(qiáng)解

3、釋和動態(tài)監(jiān)測能力，減少影像模糊度，有效提高遙感影像數(shù)據(jù)的利用率[3][10]。多源遙感影像融合可以分為像素級、特征級和決策級三個層次。這三個層次上所采用的融合算法各不相同，像素級融合算法主耍有代數(shù)運(yùn)算法、高通濾波法、HTS變換法、主分量分析法(PCA).分量替換法及小波分析融合法；特征和決策級融合算法主耍有貝葉斯統(tǒng)計決策理論、D-S證據(jù)推理、模糊推理和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[1][4][8-9][11-13]o像素級融合直接在原始數(shù)據(jù)層上進(jìn)行融合，該層次的融合準(zhǔn)確性最高，能夠提供其它層次上的融合處理所不具有的更豐富、更精確、更可靠的細(xì)節(jié)信息,有利于圖像的進(jìn)一步分析、處理與理解

4、。它是特征級圖像融合和決策級圖像融合的基礎(chǔ)。但是與其它兩個層次的融合相比，像素級融合需要處理的信息量最大，處理時間較長，對設(shè)備的要求也比較高。目前在圖像融合方面，研究較為成熟，應(yīng)用較為廣泛的方法大多屬于像素級圖像融合［7］。因此，本文將著重介紹像素級圖像融合方法。這類算法大體上可以分為三類：(1)簡單圖像融合算法，如比值和加權(quán)乘法、Brovey變換法、高通濾波法(2)分量替換圖像融合算法，如HIS變換法［5］、主成分分析法(3)多分辨率圖像融合算法，如金字塔融合法、小波變換融合方法［14］o2遙感影像融合方法2?1簡單圖像融合方法簡單圖像融合算法不對融合的各個源圖像進(jìn)

5、行任何圖像分解或變換，而是直接對各個源圖像中對應(yīng)像素點分別進(jìn)行選擇、平均或加權(quán)平均等簡單處理，最終融合成…幅新的圖像。2.1.1加權(quán)融合方法為了將高空間分辨率影像的空間信息傳遞到低空間分辨率的多光譜影像上，獲取空間分辨率提高的多光譜影像,基于像元的加權(quán)融合對兩幅圖像，按下式進(jìn)行：(1)權(quán)系數(shù)，可根據(jù)經(jīng)驗對某被融會影像，需強(qiáng)調(diào)的程度確定，也可運(yùn)用相關(guān)系數(shù)確定融會影像的權(quán)重，以減少冗余度。采用該方法融合的影像包含高分辨率影像的細(xì)節(jié)，空間分辨率有所提高，可用于TM和SPOT全色影像的融合，但融合后的影像與原多光譜影像的光譜特征有較大的差異。2.1.2乘積性融合方法Clich

6、e提出了三種乘積性融合方法對SPOT全色影像和多光譜影像進(jìn)行融合，表達(dá)式為：(2)(3)(4)式中，為全色影像，為笫i波段多光譜影像。式(2)對紅、綠波段同全色影像融合效果較好，而對紅外波段因與全色影像相關(guān)性小，效果并不理想。式(3)會導(dǎo)致融合的影像反差變小。式(4)對紅外波段采用加權(quán)融合，且權(quán)值大，可獲得較好的視覺效果。2.1.3比值融合方法針對不同影像類型學(xué)者們提出了多種比值融合法，如Praclines融合法、Price融合法、Munechicka融合法和Brovey融合法等，其中Brovey融合法是最常用的一種比值融合方法。該方法假設(shè)高分辨率全色影像與低分辨率多

7、光譜影像的光譜響應(yīng)范圍相同。該方法能在增強(qiáng)影像的同時保持或增強(qiáng)原多光譜影像的光譜信息，不僅有利于地物的識別，還能在一定程度上消除太陽光照度、地形起伏、陰影和云影等的影響，可用于SPOT全色與其多光譜影像,SPOT全色與TM多光譜影像的融合[6],但不能用于波譜范圍不一致的全色影像和多光譜影像融合的問題。2.1.4高通濾波融合方法高通濾波融合法將高分辨率影像中的兒何信息逐像素疊加到低分辨率影像中而進(jìn)行融合。通過高通濾波濾掉了絕大部分的光譜信息而保留了與空間信息有關(guān)的高頻成分，再把高通濾波的結(jié)果加到各光譜影像數(shù)據(jù)中，經(jīng)過這種處理就可把高分辨率影像的空間信