航测内业中遥感影像融合方法的探究论文_周文龙

航测内业中遥感影像融合方法的探究论文_周文龙

青海省第一测绘院 青海西宁 810000

摘要:随着社会的发展和科技进步,航测遥感技术从不同传感器搜集而来的数据,在时空、光谱分辨率和极化方式等方面,有各自不同的特点,因而对这些数据的有效利用也出现了新的问题,已经不能适应实际工作的需要。鉴于此,文章重点就航测内业中遥感影像融合方法进行研究分析,以供参考和借鉴。

关键字:航测内业;遥感影像;融合方法;探究

引言

数据融合的概念最早出现在上世纪七十年代,而进入九十年代以后,随着多种遥感卫星的发射成功,不同空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率的遥感影像都能够被获取,虽然它们之间可以形成优势互补,但是数据的处理量太大,给研究工作带来很大的困难,所以如何有效整合这些数据,以便获得更丰富的信息,这成为非常重要的研究课题。遥感影像融合技术的出现,为解决这一课题提供了新的方法,它作为信息融合技术的一种,通过高级影像处理技术,对多源影像进行复合,产生新的形象,以此达到消除冗余数据,弥补单一数据的不足,提高信息的协调能力等目的。

1航测遥感影像技术的优势

第一,效率高。航测遥感技术应用领域以准确、迅速、及时得优势为相关行业提供相应信息,能准确对获取信息加以数据反应和掌握;第二,灵活性好。航测遥感影像技术中的飞行速度缓慢,但能够有效保证测绘的质量,对起降机场的条件没有过多的要求,产生灵活性;第三,数据处理迅速。与大型测绘飞行机相比,低飞行机运用的测绘技术具有更高的分辨率,对数据的处理速度非常快,处理效率高,因此在测绘领域经常被用来采集多种信息。

2多源遥感影像融合概述

2.1多源遥感影像融合的概念

多源遥感影像融合是指通过一种复合模型结构,融合不同传感器提供的遥感影像数据信息,消除传感器之间的矛盾和冗杂,然后经过相互配合,增强影像信息的清晰度、可靠性和使用率,形成完整统一的信息描述,其最主要的目的就是提高数据的使用效率,取得更好的处理效果。

2.2对遥感影像数据进行融合

遥感影像数据融合是指用数学方法,经过严密准确的计算,得到分辨率较低的多光谱数据和分表率高的全色数据,这两种原始影像数据优点的处理过程。要进行这种技术融合,必须先将搜集到的原始影像数据进行预处理融合,接着将原始影像中有问题的扫描线和噪声消除,来提高融合效果。通过对融合影像中的边缘、纹理等信息进行处理,其中非常重要的一个环节便是对融合的影像进行空间配准。

3航测内业遥感影像关键技术分析

3.1数据质量控制关键节点的设置

航测遥感内业数据处理中存在一系列问题,对数据质量产生了一定的影响,这就要求对关键技术的关键节点多加关注,控制数据质量。具体来说,对关键节点进行控制包括多方面的内容。

3.2遥感影像控测量

首先通过野外实测、空间加密等方式采集平面检测点,然后与成果中的同名点平面或高程值进行比较。经过分析之后,去除其中的粗差,并计算地物点平面绝对位置中误差、等高线的高程中误差、高程注记点的高程中误差等,最终确定成果的精度与设计标准是否相符。

3.3外业调绘

外业调绘进行质量控制主要是对调绘地物的完整性、要素属性、调绘地名等进行核查,确保其正确性,同时还要对新增地物进行补测,一般采用室内核查和外业实地巡视两种方式。

3.4内业数据采集

内业数据采集是利用数字正射影像图来套合检查数字线划图的数据情况,主要检查数字线划图数据的点、线、面等的平面位置、几何位置、属性接边情况等,同时与调绘片、外业实地巡视等数据进行对比,分析数据是否有多余、遗漏等错误。

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4航测内业中遥感影像融合的主要方法

4.1遥感影像融合中的Brovey变换法

Brovey变换法是一种相对简单常用的比值运算的影像融合方法,是通过归一化后的三个波段多光谱影像与高分辨率影像的乘积的融合方法。Brovey融合是一种应用广泛的RGB彩色融合变换方法,也称色彩标准化融合。它可以应用于不同传感器的影像数据融合,如TM多光谱和SPOT全色影像的融合。它的特点是简化图像转换过程的系数以最大限度地保留多光谱数据的信息,一定程度上保持了多光谱数据的完整性又增强了图像的细节,对于山体、水体、植被一类地物表现非常明显,几乎保持了原始影像的色调信息。但是Brovey变换法的局限性只能处理三个波段的多光谱数据的融合,工作量少,限制了它的使用,同时此变换法还存在着融合图像受噪点影响大、高分辨率零星细节保留过多等缺点。

4 .2遥感影像融合中的乘积变换方法

乘积变换利用最基本的乘积组合算法直接对两类遥感影像信息进行合成,是应用最基本的乘积组合算法,即把多波段图像中的任意一个波段值与高分辨率遥感数据的乘积赋给融合以后的波段数值。它是由Crippen的特种分析技术演变来的,通过演变表明将一定亮度的影像进行乘积变换处理时,只有乘积变换使其色彩保持不变。可用这种方法把人工特征、城市道路等高反射特征地物突显出来,一般适用于在城市、郊区的研究。

4.3遥感影像融合中的主成分变换方法

变量之间的关系是基于主成分分析的方法,也称为KL变换方法,在尽可能不丢失信息的前提下,使用线性变换的方法实现数据压缩的方法。其目的是把多波段的图像信息压缩或综合在一幅图像上,以使各波段信息能最大限度地表现在新的图像上。它主要用于增强数据压缩影像;在光谱特征空间中突出物理意义显著的指数;监测土地利用的动态变化。

4.4遥感影像融合中的HIS变换方法

融合多源遥感图像时最常用的方法是HIS变换法,是遥感影像融合算法中最常用的算法之一。HIS变换属于色度空间的变换,由明度、色调、饱和度来构成,被称为图像融合成熟的标准方法。在色度学上,利用分离出来的影像明度与高分辨率影像数据(全色数据波段)进行简单替换或适当的算法计算,得到一个分量,将分离出来的影像明度用计算得到的分量进行替换,再对替换后的明度、色调和饱和度三分量图像进行反变换,生成RGB数据融合成果,进行融合处理后可增强融合的饱和度,改善了图像的质量和分辨能力,可用于增强地质特征、增强色彩、微地物、微构造等信息的提取和解译。

4.5遥感影像融合中的小波变换方法

小波变换是一种新兴的数学分析方法,已经受到了广泛的重视,是介于频率域表达和函数的空间域表达之间的一种方法。经小波变换可将原始图像分解成不同空间分辨率、频率特性和方向特性的子图像进行分析处理。它的分频特征相当于划分的高、低频滤波器,信号可以分解为低频和高频细节、纹理信息,原始信号中包括的信息,而不会失去。小波变换的优点是有变焦性、小波基选择灵活性和信息保持性等,而图像融合的主要是使融合后的图像兼具全色数据的高空间分辨率和多光谱数据的色彩信息,从而提高融合图像的可判读性。

结束语

综上所述,多源遥感图像的融合已经成为一个非常重要的研究课题,对该课题采取的研究方法,有自己的优点同时也有自己的不足之处。其中PCA融合图像的方法虽然提高了空间细节的功能,增强了多光谱成像结果,但是由于降低了频谱导致图像失真,不能显示不同物体的细节,所以对航测内业遥感影像融合方法的研究还有很长的路要走,特别是要结合具体的情况进行实验,选取有代表性的试验方法,进行遥感影像融合研究。

参考文献:

[1]耿云峰,吕丽英.航测内业遥感影像融合途径探索[J].产业与科技论坛,2018,17(04):59-60.

[2]蒋焕云.航测内业中遥感影像数据融合方法的探讨[J].世界有色金属,2017(19):29-30.

[3]张春燕.航测内业中遥感影像融合方法[J].计算机光盘软件与应用,2014,17(24):25-26.

论文作者:周文龙

论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期

论文发表时间:2018/5/23

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