遙感圖像融合方法的研究

　　遙感圖像融合方法的研究
　　1.1 研究背景
　　圖像融合就是將不同類型傳感器獲取的同一對象的圖像數據進行空間配準，然后采用一定的算法將各圖像數據中所含的信息優(yōu)勢或互補性有機的結合起來產生新圖像數據的技術[1]。這種新數據具有描述所研究對象的較優(yōu)化的信息表征，同單一信息源數據相比，能減少或抑止對被感知對象或環(huán)境解釋中可能存在的多義性、不完全性和誤差，最大限度地利用各種信息源提供的信息。
　　隨著傳感器、天基遙感平臺、數據通信等相關技術領域的快速發(fā)展，現代空間遙感已經進入了一個能夠動態(tài)、快速、準確、多手段提供各種對地觀測數據的新階段。尤其是航天遙感，已經在成像的空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率等方面呈現出了嶄新的局面�，F代遙感技術在數據獲取方面，盡可能地集多傳感器、多分辨率、多譜段和多時相于一體；在工程應用上與全球定位系統(tǒng)（gps）、地理信息系統(tǒng)（gis）等各種工具緊密結合。
　　最近二十年來，遙感信息獲取經歷了一系列重大變革。一是不斷有新的
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其概念始于上世紀70年代初期，主要指利用計算機對各種信息源進行處理、控制和決策的一體化過程。美國國防部jdc（joint director of laboratories）實驗室從軍事應用的角度將數據融合定義為這樣一種過程，即把來自多傳感器和信息源的數據及信息加以聯(lián)合（association）、相關（correlation）和組合（combination）以獲得精確的位置估計（position estimation）、一致性估計（identity estimation），以及對戰(zhàn)場情況和威脅程度的完整評價。多傳感器數據融合的基本原理是充分利用各傳感器資源，通過對這些傳感器及其觀測信息的合理支配和使用，把多傳感器在空間或時間上的冗余或互補信息依據某種準則進行組合，以獲得被測對象的一致性解釋或描述，使該系統(tǒng)由此而獲得比它的各種組成部分的子集所構成的系統(tǒng)更優(yōu)越的性能。對于多源遙感圖像融合而言，圖像融合的定義描述為：將不同類型或不同時相的傳感器獲得的同一地區(qū)衛(wèi)星影像數據進行空間配準，然后采用一定的算法將各影像數據中所包含的互補信息有機地結合起來，生成新影像數據的技術。具體地說可以實現以下的主要目標：
　�。�1）提高空間分辨率，用高分辨率的全色影像與低分辨率的多光譜影像融合，在保留影像多光譜信息的同時，可提高影像的空間分辨率，不同時相遙感影像融合也可改善圖像的分辨率。
　�。�2）增強目標特征：多傳感器影像融合可以增強影像的解譯能力并可以得到單一的傳感器難以獲取的增強特征信息。
　�。�3）提高分類精度：多源數據所提供的互補信息可提高地面物體的分類和解析精度。
　�。�4）動態(tài)監(jiān)測：由于不同衛(wèi)星平臺的重訪周期不同，同一地區(qū)在不同的時間內被多個遙感平臺重復觀測，將不同時相的遙感影像進行融合處理，即可得到特定區(qū)域的動態(tài)信息。
　�。�5）信息互補：單一傳感器的信息不足以全面反映物體的特征，將不同類型或不同時相的傳感器數據進行融合處理可以實現信息互補。
　　在遙感應用中，有時會要求圖像同時具有高空間分辨率和高光譜分辨率。例如，分類決策對目標進行準確定位和識別時，研究天文也要求圖像具有高空間分辨率和高信噪比，在現代戰(zhàn)爭中，雷達面臨著超低空突防、反輻射導彈、綜合電子干擾和隱身技術四大威脅，一個較為可取的方法是構成防空區(qū)域綜合電子信息系統(tǒng)，在這些情況下要求圖像具有很高的空間和光譜分辨率。
　　然而，現在由于技術條件的限制，儀器很難提供這樣的數據。多光譜圖像的光譜分辨率較高，但空間分辨率比較低，即空間的細節(jié)表現能力比較差；全色圖像具有較高的空間分辨率，但光譜分辨率較低，因此，將具有低空間分辨率的多光譜圖像和具有高空間分辨率的全色光學圖像進行融合，使融合后的多光譜圖像具有較高的空間細節(jié)表現能力且同時保留多光譜圖像的光譜特性。融合后的圖像能更好地解釋和描述被感知的對象或環(huán)境，同單一信息源相比，能減少或抑制對被感知對象或環(huán)境解釋中可能存在的多義性、不完全性、不確定性和誤差，最大限度地利用各種信息源提供的信息，從而提高了對圖像的信息分析和提取能力。因而廣泛地應用于地形測繪和地圖更新、土地資源調查、農業(yè)、森林資源調查和保護、軍事等領域。
　　從上述分析可以知道，圖像融合是一種重要的圖像分析技術，它在遙感圖像應用領域中具有重要的作用和地位。圖像融合問題有一套統(tǒng)一的處理框架和思路，但是每一類具體的圖像融合問題有其特殊的分析處理方法。
　　1.3國內外研究現狀
　　盡管圖像融合的理論和應用研究已相當廣泛，但由于目前對圖像融合問題的研究領域覆蓋的廣泛性、多傳感器數據形成 ……（未完，全文共5504字，當前僅顯示1933字，請閱讀下面提示信息。收藏《遙感圖像融合方法的研究》）