ERDAS IMAGINE軟件中的遙感影像融合方法初探

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1、ERDASIMAGINE軟件中的遙感影像融合方法初探——以梧州地區(qū)IKONOS影像為例海敏（廣西航空遙感測(cè)繪院廣西南寧530023）【摘　要】　本文介紹了利用ERDASIMAGINE系統(tǒng)為操作平臺(tái)，對(duì)遙感影像進(jìn)行融合處理的各種方法和具體步驟?！娟P(guān)鍵詞】　ERDASIMAGINE遙感融合　　1圖像融合的基本原理　　隨著遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展，光學(xué)、熱紅外、微波、多光譜、高光譜等大量功能各異的遙感器不斷更新?lián)Q代，它們以不同的空間尺度、不同的時(shí)間周期、不同的光譜范圍以及不同的掃描方向和極化方式等，多方面地反映地

2、物目標(biāo)的各種特性，構(gòu)成同一區(qū)域的多源數(shù)據(jù)。與單源遙感數(shù)據(jù)（僅能反映地物目標(biāo)某一個(gè)或幾個(gè)方面的特征）相比，多源遙感數(shù)據(jù)既具有很重要的互補(bǔ)性，又存在冗余性。融合就是將同一區(qū)域的多源遙感圖像按統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，通過(guò)空間配準(zhǔn)和內(nèi)容復(fù)合，生成一幅比單一信息源更準(zhǔn)確、更完全、更可靠的新圖像的技術(shù)方法。通過(guò)數(shù)據(jù)融合，一方面可有針對(duì)性地去除無(wú)用信息，消除冗余，大幅度減少數(shù)據(jù)處理量，提高數(shù)據(jù)處理的效率；另一方面又能將海量多源數(shù)據(jù)中的有用信息集中起來(lái)，融合在一起，便于各種信息特征互補(bǔ)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)獲得更多的有用信息，減少

3、識(shí)別目標(biāo)的模糊性和不確定性，從而為快捷、準(zhǔn)確地識(shí)別和提取信息奠定基礎(chǔ)。　　2IKONOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)介紹　　IKONOS是美國(guó)空間成像公司于1999年9月24日發(fā)射升空的世界第一顆高分辨率商用衛(wèi)星，是由美國(guó)洛克希德馬丁（LockheedMartin）公司設(shè)計(jì)制造的。雷神（Raytheon）公司負(fù)責(zé)建立地面接收系統(tǒng)和影像處理系統(tǒng)即客戶服務(wù)系統(tǒng)。IKONOS衛(wèi)星一共有5個(gè)成像波段，分別是：全色波段：0.45-0.90微米；波段1（藍(lán)色）：0.45-053微米；波段2（綠色）：0.52-0.61微米；波段3（紅

4、色）：0.64-0.72微米；波段4（近紅外）：0.77-0.88微米。其中，全色波段的地面分辨率是1米，多光譜波段的地面分辨率是4米。IKONOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以部分代替航空影像，廣泛用于城市、港口、土地、森林、環(huán)境、災(zāi)害調(diào)查和軍事目標(biāo)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市縣級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、更新等方面。　　3ERDASIMAGINE軟件中遙感影像融合具體過(guò)程　　為了得到1米分辨率的彩色影像數(shù)據(jù)，將IKONOS影像的多光譜波段數(shù)據(jù)和其全色波段數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。ERDAS圖標(biāo)面板工具條，單擊Interpreter圖標(biāo)

5、S

6、patialEnhancement

7、ResolutionMerge命令，打開(kāi)ResolutionMerge對(duì)話框。　　在ResolutionMerge對(duì)話框中，需要設(shè)置下列參數(shù)：　　3.1選擇融合的影像文件　　1）高分辨率影像文件（HighResolutionInputFile），對(duì)于IKONOS影像來(lái)說(shuō)就是指全色波段的影像文件；　　2）多光譜影像文件（MultispectralInputFile），這里指包含多個(gè)波段數(shù)據(jù)的影像文件。使用ERDASIMAGIN軟件提供的LayerSelectionan

8、dStacking功能（ImageInterpreter

9、Utilities...

10、LayerStack....）將IKONOS的多光譜波段的影像文件合成一個(gè)影像文件；　　3）融合后輸出文件（OutputFile）的路徑及文件名；　　3.2選擇多光譜文件用來(lái)進(jìn)行融合的波段號(hào)（LayerSelection）：　　合成的多光譜影像會(huì)有幾個(gè)波段的影像，在這里輸入層名來(lái)選擇要進(jìn)行融合的波段?？梢允褂谩?，”來(lái)列舉層名，也可以使用“：”來(lái)表示參與融合的層的范圍?！　?.3選擇融合方法（Method）　　遙感圖像融

11、合的關(guān)鍵就是選擇合適的融合方法，而對(duì)于融合方法的選擇，則取決于被融合圖像的特性以及融合的目的。ERDASIMAGIN軟件在這里提供了三種影像融合的方法，分別是：主成分變換融合法，乘積變換融合法以及Brovey變換融合法?！　?.3.1主成分變換法　　主成分分析法（principalcomponentanalysis，PCA）是將多波段的低分辨率圖像進(jìn)行PCA變換，將單波段的高分辨率圖像經(jīng)過(guò)灰度拉伸，使其灰度的均值與方差和PCA變換第一分量圖像一致；然后用拉伸過(guò)的高分辨率圖像代替第一分量圖像，經(jīng)過(guò)PCA

12、逆變換還原到原始空間生成具有高空間分辨率的多波段融合圖像。其中PCA的運(yùn)算公式如下：　　其中：　　e＝主成分波段號(hào)；　　Pe＝主成分波段e的主成分輸出值；　　k＝某一輸入波段；　　n＝波段總數(shù)；　　dk＝輸入的數(shù)據(jù)文件k波段的值；　　E＝向量矩陣，Eke表示矩陣中位于k行e列的數(shù)據(jù)?！　?.3.2乘積變換法　　乘積變換法融合是應(yīng)用最基本的乘積組合算法，直接對(duì)2種空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，其運(yùn)算法則為：　　（DNB1）（DNhighres.image）