多源遙感影像數(shù)據(jù)融合方法在地學(xué)中的應(yīng)用

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1、多源遙感影像數(shù)據(jù)融合方法在地學(xué)中的應(yīng)用第27卷第3期2005年9月地球科學(xué)與環(huán)境JournalofEarthSciencesandEnvironmentVOL27NO.3Sept.2005多源遙感影像數(shù)據(jù)融合方法在地學(xué)中的應(yīng)用韓玲r,吳.漢寧，杜子濤（1?西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069;2.長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪工程學(xué)院，陜西西安710054）［摘要］應(yīng)用遙感影像數(shù)據(jù)融合理論，研究了光學(xué)遙感，熱紅外遙感，微波遙感衛(wèi)星在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用，論述了不同類型的遙感數(shù)據(jù)及其他地學(xué)數(shù)據(jù)在不同層次上的同一傳感器多波段數(shù)據(jù)融合，不同SAR圖像數(shù)據(jù)融合,HI

2、S變換,遙感影像與地球物理，地質(zhì)和航磁等數(shù)據(jù)的融合.結(jié)果表明，數(shù)據(jù)融合技術(shù)在突岀地質(zhì)特征信息方面具有能突出線性構(gòu)造，斷裂構(gòu)造,地形地貌的優(yōu)勢(shì).［關(guān)鍵詞］多源遙感影像數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)融合;雷達(dá)遙感;特征提?。壑袌D分類號(hào)］P237［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］1672—6561(2005)03—0078—04［作者簡(jiǎn)介］韓玲(1964—)，女，遼寧沈陽(yáng)人，長(zhǎng)安大學(xué)剛教授，西北大學(xué)博士研究生，從事攝影測(cè)量與遙感教學(xué)與研究.隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，由各種衛(wèi)星傳感器對(duì)地觀測(cè)獲取同一地區(qū)的多源遙感影像數(shù)據(jù)越來(lái)越多，為對(duì)地觀測(cè)提供了多分辨率，多波段,多時(shí)相的多種遙感影像數(shù)

3、據(jù)，廣泛應(yīng)用于測(cè)繪與地圖更新,土地利用與城市規(guī)劃，農(nóng)業(yè)與森林資源調(diào)查,地質(zhì)與洪澇災(zāi)害檢測(cè)和軍事等領(lǐng)域?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，多源遙感影像數(shù)據(jù)的冗余性表示它們對(duì)環(huán)境或目標(biāo)的表示，描述或解譯結(jié)果相同,冗余信息的應(yīng)用，可降低誤差和不確定性，提高識(shí)別率和精確度;互補(bǔ)性是指信息來(lái)自不同的自由度且相互獨(dú)立，互補(bǔ)信息的應(yīng)用,能提高最終結(jié)果的可信度;合作信息是不同傳感器在觀測(cè)和處理信息時(shí)對(duì)其他信息有依賴關(guān)系，合作信息的應(yīng)用，可提高協(xié)調(diào)性能.因此，把多源影像數(shù)據(jù)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)加以利用，獲得對(duì)環(huán)境或?qū)ο笳?/p>

4、確的解釋是非常重要的［1］?在遙感中,遙感影像數(shù)據(jù)融合屬于一種屬性融合，它將覆蓋同一地區(qū)的多源遙感影像數(shù)據(jù)加以合成，產(chǎn)生比單一信源更精確，安全，可靠的估計(jì)和判斷?它有利于抑制或減少單一信源對(duì)被感知對(duì)象或環(huán)境解譯中可能存在的不確定性，不完全性或誤差，［收稿日期］2004?12?07［基金項(xiàng)目］國(guó)家973科技攻關(guān)項(xiàng)目(2003CB214600);陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2004D01)最大限度地利用各種數(shù)據(jù)所包括的信息作出決策.1常用遙感資料及其特點(diǎn)冃前可用在地學(xué)中的遙感數(shù)據(jù)種類很多，按波段不同，遙感可分為光學(xué)遙感，熱紅外遙感和微波遙感;按接收信號(hào)的

5、方式，遙感又可分為主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感?在選取遙感資料解決地質(zhì)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)考慮傳感器的空間分辨率，光譜分辨率和時(shí)間分辨率，即根據(jù)所研究對(duì)象的尺度大小,內(nèi)容和動(dòng)態(tài)性等，選取合適的遙感資料來(lái)解決應(yīng)用中的問(wèn)題.1.1光學(xué)遙感光學(xué)遙感所接收的電磁波輻射源是地物對(duì)太陽(yáng)光的反射和散射，其波長(zhǎng)主要分布在可見(jiàn)光，近紅外區(qū)域?目前使用較多的光學(xué)遙感衛(wèi)星有:美國(guó)發(fā)射的LANDSAT的TM數(shù)據(jù)分7個(gè)波段，其中6個(gè)波段波長(zhǎng)范圍為0.45?2.35m,空間分辨率為30m,時(shí)間分辨率為16d,其中TM5對(duì)線性構(gòu)造反映清晰，一個(gè)熱紅外波長(zhǎng)范圍為10.4-12.5m,空間分辨率為1

6、20m,在揭示第四紀(jì)覆蓋區(qū)的隱伏斷裂及活動(dòng)性構(gòu)造方面具有一定優(yōu)勢(shì)，可用于地?zé)嶂茍D，地質(zhì)制圖等?法國(guó)的SPOT衛(wèi)星的HRV數(shù)據(jù)分3個(gè)波段,空間分辨率為20m?另外，還有一個(gè)全色的HRV數(shù)據(jù),空間分辨率為10m,SPOT衛(wèi)星的時(shí)間分辨率為26d,鄰近的軌道上可以獲得地面的立體笫3期韓玲，等:多源遙感影像數(shù)據(jù)融合方法在地學(xué)中的應(yīng)用79像對(duì)，進(jìn)行立體測(cè)量提取地表DEM,同時(shí)還可獲得多時(shí)相圖像，監(jiān)測(cè)地表的動(dòng)態(tài)變化.1.2熱紅外遙感熱紅外遙感所接收的電磁波輻射源為地物的溫度特性，波長(zhǎng)范圍8?14m.@前使用較多的是美國(guó)的氣象衛(wèi)星NOAA,其所載的AVHRR其

7、高分辨率掃描輻射計(jì)有5個(gè)波段，星下點(diǎn)分辨率為1100m,重復(fù)周期為9d,主要用于監(jiān)測(cè)大氣運(yùn)動(dòng)，紅外云圖，氣候變化等方面.另外其所探測(cè)的長(zhǎng)波輻射量可用于監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)地震.1.3微波遙感微波遙感發(fā)射較長(zhǎng)波長(zhǎng)電磁波信號(hào)，然后接收回波信號(hào)，接收信號(hào)不但記錄振幅強(qiáng)度而且記錄相位?其波長(zhǎng)范圍0.001?11TI?目前在雷達(dá)遙感中，采用合成孔徑雷達(dá)SAR.SAR具有不依賴太陽(yáng)光照及氣候條件的全天候，全天時(shí)對(duì)地觀測(cè)能力,并對(duì)云霧，小雨，植被及干燥地物有一定穿透性?通過(guò)調(diào)節(jié)最佳觀測(cè)視角，其成像立體效應(yīng)可有效地探測(cè)目標(biāo)地物的空間形態(tài)，增強(qiáng)地形地貌信息?合成孔徑雷達(dá)圖像

8、能提供十分豐富的地質(zhì)構(gòu)造，巖性，隱伏地質(zhì)體等地質(zhì)礦產(chǎn)信息，尤其在火山，大斷裂等地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)以及構(gòu)造帶控制下的金屬礦床探測(cè)等方面有獨(dú)特的優(yōu)