第四章 遥感图像处理-多源信息融合.ppt

遥感图象处理：信息复合 信息复合的概念和简介 信息复合的应用举例 -不同传感器的遥感信息复合 -不同时相的遥感数据复合 遥感数据复合前处理—几何纠正和空间配准 常用的数据复合方法 遥感信息与非遥感信息的复合 （一）信息复合的概念和简介 定义：多源信息的复合是将多种遥感平台，多时相遥感数据以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。 内容：它包括空间配准和内容复合两个方面，从而在统一地理坐标系统下，构成一组新的空间信息、一种新的合成图象。 目的：突出有用的专题信息，消除或抑制无关的信息，以改善目标识别的图像环境,提高数据的可应用性。 （一）信息复合的概念和简介 多种遥感信息各具有一定的空间分辨率、波谱分辨率与时间分辨率，各有其主要的应用对象和特色，同时又有其在实际应用中的局限性。 如果将各种遥感数据进行复合与综合分析，便可弥补单一信息的不足，以达到多种信息源的相互补充、相互印证。这样，不仅扩大了各信息的应用范围，而且大大提高了分析精度。 （一）信息复合的概念和简介 信息复合的发展 起初是进行同种遥感信息多波段、多时相的遥感信息复合， 后来发展到不同类型遥感数据的复合，如陆地卫星与气象卫星等，以扩大应用范围，提高分析精度，获得更好的遥感应用效果。 与此同时，人们越来越感认识到只有遥感与非遥感信息的复合，如与气象、水文、专题地图数字地形模型（DTM）等信息复合，进行综合分析，才能更好地发挥作用。 （一）信息复合的概念和简介 信息复合的技术关键 充分认识研究对象的地学规律。 充分了解每种复合数据的特点和适用性。 充分考虑到不同遥感数据之间波谱信息的相关性引起的有用信息的增加以及噪声误差的增加，因此对多种遥感数据作出合理的选择。 几何配准，即解决遥感图像的几何畸变，解决空间配准问题。 只有对地学规律、影象特征、成象机理这三者有深刻的认识，并把它们有机地结合起来，信息复合才能达到更好地效果。 （二）多源遥感信息复合的应用案例 遥感信息的复合 （1）不同传感器的遥感数据的复合， （2）不同时相的遥感数据的复合 （3）遥感与非遥感信息的复合 复合方式的确定应根据目标空间分布、光谱反射特性及时相规律方面的特征选择不同的遥感图像信息 不同传感器的遥感数据复合 例1 TM和SPOT影像数据融合 例如TM影像有7个波段，光谱信息丰富，特别是5和7波段。SPOT数据就没有，但SPOT数据分辨率高，全色波段可达10m，比TM的30m和SPOT多光谱传感器的 20m都高，两者复合既可以提高新图像的空间分辨率又可以保持较丰富的光谱信息。 不同传感器的遥感数据复合 例2 雷达和陆地卫星影像数据融合 再如，侧视雷达图像可以反映地物的微波反射特性，地物的介电常数越大，微波反射率越高，色调越发白，这种特性对于反映土壤、水体、山地、丘陵、居民点，以及道路、渠道等线性地物明显优于陆地卫星影像，因此如将雷达影像与陆地卫星影像复合，可以既反映出可见光，近红外的反射特性，又可以反映出微波的反射特性，有利于综合分析。 光学遥感数据与SAR图像融合 不同传感器的遥感数据复合 例3 洪水监测研究中的影像数据融合 针对具体问题常常有不同的复合方案。 比如研究洪水监测，可选择的遥感信息源很多， NOAA图像: 地面分辨率低（1.1km），但时相分辨率高，信息及时，可昼夜获取，同步性强，有利于动态监测； TM图像：光谱信息丰富，几何性能好，空间分辨率较高，有利于分析洪水信息； SAR图像：较易观察水体和线性地物，并且可全天候获取信息，有利于实地监测洪峰。 复合方案： 将TM与侧视雷达图像复合，既可获得洪水、水田、旱地情况，也可获得大堤、水渠等线性地物情况； 将TM与气象卫星图像复合，可以克服云层影响和气象卫星分辨率低的不足。 因此复合图像在洪水监测中更具实用意义。 不同时相的遥感数据复合 在观测地物的类型、位置、轮廓及动态变化时，常需要不同时相遥感数据的复合。融合的步骤为： （1）配准：利用几何校正的方法做位置匹配。 （2）直方图调整：将配准后的图像尽可能地调整成一致的直方图，使图像亮度值趋于协调，以便于比较。 （3）复合：不同时相的图像复合主要用来研究时间变化所引起的各种动态变化。采用的复合方法主要有： 彩色合成方法：通过颜色对比表现变化； 差值方法； 比值方法。 不同时相的气象卫星数据与NOAA数据融合 数据融合前处理：图像几何校正与配准 信息融合的必要条件是：使两幅（多）图像所对应的地物吻合，分辨率一致，地理坐标统一，即影像空间配准。 影像配准是数据融合处理中的关键步骤，其几何配准精度直接影响融合影像的质量。 方法是采用几何校正，分别在不同数据源的影像上选取控制点，用双线性内插或三次卷积内插运算等对分