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遥感影像的镶嵌与融合 PPT

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2.2色调调整-方差均值法
设要进行色调调整的相邻两幅图象为f(x,y)和g(x,y),x和y是 图象上每个像元的采样行号和列号,希望把图象f(x,y)的 色调调整到与g(x,y)图象一致。
设α(x,y)是f(x,y)图象相对于g(x,y)图象记录增益变化,是f (x,y)图象相对于g(x,y)图象的零线漂移量。使f(x,y)图象的
d1
gA(i,j0j)gB(i,j0j)
j0
g(i,j)1 2[gE(iK 1 ,j)gH (i,j) ]
g ( i ,j ) m g E ( a i K x 1 ,j ) [ , g H ( i ,j H (i,j)
色调调整到g(x,y)图象的技术问题,可归结到求α和β。
[g(x,y)M g]f[(x,y)M f]dx d2fyg
[f(x,y)M f]2dxdy
2 ff
Mg
2
fg 2
ff
Mf
f(x ,y )f(x ,y )
2.2 色调调整-直方图法
1.取出重叠部分,保证和A与B图象在行数上要一 致,一定不要小于A和B所具有的行数,并且在 取样时,要有足够的样本数。然后,在直方图 上找出两幅图象相应的频率像元所对应的灰度 值对。从直方图上读出灰度值对应的点对,用 分段拉伸的功能,把图象上的灰度值0,3,22, 46,54对应地拉伸到相应的图象上的灰度值0, 15,41,62,80。这些点中间的灰度值按线性 比例内插 .
2.色调调整效果检查。利用图象处理系统的显示功 能,使图象分别显示于屏幕左右两边。如果色 调调整成功,在屏幕上应看不出左、右两幅图 象的差别。如果还有差别,则修改拉伸时的点 对值,进行拉伸处理,直到在终端屏幕上看不 到差异为止。
3.用最后得到的拉伸点值,对相邻的两幅整图象A 和B的色调进行调整,即分波段把A图象的灰度 值拉伸到B图象相应的灰度值,从而完成相邻两 幅图象A和B的色调调整。

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遥感图像的融合处理
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1
图像融合处理
• 当代航天遥感系统已能为用户提供高空间分辨率、 高波谱分辨率和高时间分辨率的海量图像。如何将 同一地区的各种遥感图像的有用信息融合在一起是 遥感应用研究的课题之一。
• 从二十世纪70年代的航天遥感应用的研究和实践表 明:由于在可见光和红外波段,各类植被的响应大 都互相重叠。因此,单用一种多光谱图像进行分析, 要解决土地覆盖、耕地和森林资源监测、军事侦察 等问题是不可能的。
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2.基于彩色空间变换的影像融合法-- 彩色变换
• 遥感图像融合方法的关键技术之一是彩色变换, 下面首先简单介绍彩色变换。
• 彩色变换又称为彩色编码,所谓彩色变换即为两 种彩色模型编码系统之间的变换。
• 彩色模型指的是某个三维彩色空间的一个可见光 子集。它包含某个彩色域的所有彩色,彩色模型 的用途是在某个彩色域内方便地指定彩色。由于 任何一个彩色都只是可见光的子集,所以任何一
个彩色模型都无法包含所有的可见光。
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基于彩色空间变换的影像融合法
– 首先,必须将图像进行严格的几何校正,使不同的 遥感图像在几何上能完全匹配,并且分辨率一致。
– 将多波段图像由RGB彩色系统变换到IHS彩色系统 中;
– 用高分辨率的图像代替I分量,进行彩色逆变换,就 可以得到融合图像
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H arctan[
2R G B ] C 3 (G B )
C 0, ifG B
C
, if
G B
S 6 R 2 G 2 B 2 RG RB GB 3
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3.基于PCA变换的融合
对低分辨率图像进行PCA变换后,以高空间 分辨率图像代替第一主成分,进行反变换。

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3.1 彩色空间和彩色变换(续4)
这个锥体表示:
人们在最暗时和最亮时对颜 色的分辨能力较差, 中间亮度 时分辨能力最强。
实际上:
对于某些颜色, 人眼对其分辨 能力随亮度而加强, 直到极亮 时才急遽减少。
传统色度学著作常用来表示颜色的锥体
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3.1 彩色空间和彩色变换(续5)
Dempater-shafer推理法
决策级 专家系统 神经网络 Bayes估计 模糊聚类法 可靠性理论 基于知识的融合法
Dempater-shafer推理法
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2.2 基于像素的图像融合技术
分为波谱域变换、空间域变换、算术运算3类。
光谱域变换首先将多光谱波段转换到另一光谱域,并用全 色高分辨率图像替换其中的相关波段,然后通过反变换回 到原始光谱域,主要包括IHS(明度、色调、饱和度)变换、 主成分变换、Gram Schmidt变换(简称GS变换)等。
基于像元级的 小 差 融合
精度 容错性 抗干 工作量 融合水
扰力






基于特征级 中 中 中 中 中 中

的融合
基于决策级 大 优 低 优 优 大

的融合
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2.1 融合方法分类
像元级 代数法 彩色变换 小波变换 K-T变换 主成分变换 回归模型法 滤波法
特征级 熵法 表决法 聚类分析 Bayes估计 神经网络法 加权平均法
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3.1 彩色空间和彩色变换
1)RGB空间
如果将 R、 G、 B 看成三 个变量, 就形成一个三维 彩色空间。可以用一个三 维的立方体来表示它们能 组成的所有颜色 。RGB色 彩空间采用物理三基色表 示,因而物理意义很清楚, 适合彩色显象管工作。

遥感图像处理_图像融合83页PPT

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遥感图像处理_图像融合
51、山气日夕佳,飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣,泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿,帝乡不可期。 54、雄发指危冠,猛气冲长缨。 55、土地平旷,屋舍俨然,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ良田美 池桑竹 之属, 阡陌交 通,鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢!

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图像预处理——图像裁剪
图像裁剪的目的是将工程之外的区域去除,常用的是按照行政区划 边界或自然区划边界进行图像的分幅裁剪。
关键技术
✓ 裁剪区的确定
信息。
Nearest Neighbor Diffusion pan sharpening算法,输入图像
NNDiffuse pan sharpening(NND)
支持标准地理和投影坐标系统、具备RPC信息和基于像元位置 (无空间坐标系)几种地理信息元数据类型;支持多线程计算, 能进行高性能处理。融合结果对于色彩、纹理和光谱信息,均能
用这种投影。 人口、民族、气候、水系、土地利用、农业、工业和矿产
等分布图也都采用这种投影。
图像预处理——图像镶嵌
镶嵌
✓ 当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时,通常需要将两幅或 多幅图像拼接起来形成一幅或一系列覆盖全区的较大的图像。
关键技术
✓ 颜色的平衡 ✓ 接边处理 ✓ 位于上层图像的背景值处理
融合方法
适用范围
IHS变换
纹理改善,空间保持较好。光谱信息损失较大大,受波段限制。
Brovey变换
光谱信息保持较好,受波段限制。
乘积运算(CN)
对大的地貌类型效果好,同时可用于多光谱与高光谱的融合。
PCA变换
无波段限制,光谱保持好。第一主成分信息高度集中,ห้องสมุดไป่ตู้调发生 较大变化,
改进了PCA中信息过分集中的问题,不受波段限制,较好的保持 Gram-schmidt(GS)空专间为纹最理新信高息空,间尤分其辨能率高影保像真设保计持,光能谱较特好征保持。影像的纹理和光谱
✓ 大地基准面指目前参考椭球与WGS84参考椭球间的相对位置关系 (3个平移,3个旋转,1个缩放),可以用其中3个、4个或者7个 参数来描述它们之间的关系,每个椭球体都对应一个或多个大地 基准面。

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02
人工智能在遥感图像处理中可以应用 于地物分类、目标检测、变化检测等 方面。通过训练人工智能算法,使其 能够自动识别和分类地物,提高遥感 数据的利用价值和精度。同时,人工 智能算法还可以对遥感数据进行自动 化分析和处理,提高数据处理效率。
03
人工智能在遥感图像处理中需要解决 的关键问题包括数据标注、模型训练 和优化等。同时,还需要考虑人工智 能算法的可解释性和可靠性,以确保 其在实际应用中的效果和安全性。随 着技术的不断发展,人工智能在遥感 图像处理中的应用将进一步提高遥感 数据的利用价值和精度。
详细描述
遥感图像存储与处理是遥感技术应用的核心环节之一。 在这个过程中,原始数据会经过一系列的预处理、增强 和分类等操作,以提高图像质量和提取更多有用的信息 。例如,辐射定标、大气校正、几何校正等预处理操作 可以提高图像的精度和可靠性;图像增强技术如对比度 拉伸、滤波等可以提高图像的可视化效果和特征提取能 力;分类和目标检测等技术则可以对图像进行语义化表 达和信息提取,以满足不同应用的需求。
遥感图像处理涉及的技术包括辐 射校正、几何校正、图像增强、 信息提取等。
遥感图像处理的重要性
遥感图像处理是遥感技术应用的关键 环节,能够提高遥感数据的精度和可 靠性,为各领域提供更准确、更全面 的信息。
通过遥感图像处理,可以提取出更多 有用的信息,为决策提供科学依据, 促进各行业的智能化发展。
遥感图像处理的应用领域
图像预处理技术
01
02
03
04
去噪
消除图像中的噪声,提高图像 的清晰度。
校正
纠正图像的几何畸变和辐射畸 变,使图像更接近真实场景。
配准
将不同来源的图像进行坐标对 齐,以便于后续的图像分析和

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直接进行平均运算。在数学上可以证明,多幅图像平均的结 果是使图像的方差降低,这虽然有利于降低图像的噪声,但 同时也使得图像的边缘、轮廓等重要信息变得模糊。
图像信息融合
(2)减法 可以用于:①区分不同的地物。假如物体甲对不同频率
电磁波的反射能力基本相同,而物体乙却有差异,那么对这两 种物体的遥感图像进行相减操作,就可以提供一些区分这两类 物体的信息;②提取地物变化的趋势。将同一地区不同时间的 遥感图像进行相减,可以从中得出这一地区地物光谱变化的信 息。
最低层次的融合。是基于最原始的图像数据,能更多地保留 图像原有的真实感,提供其他融合层次所不能提供的细微信 息,因而被广泛应用。 。
图像信息融合
② 特征级融合
是指运用不同算法,首先对各种数据源进行目标识别的 特征提取如边缘提取、分类等,即先从初始图像中提取 特征信息—空间结构信息如范围、形状、领域、纹理等; 然后对这些特征信息进行综合分析与融合处理。
着重于把那些在空间或时间上冗余或互补的多源数据, 按一定的规则(或算法)进行运算处理,获得比任何单一 数据更精确、更丰富的信息,生成一幅具有新的空间、波 谱、时间特征的合成图像。
图像信息融合
1)遥感图像融合的三个层次 ① 像元级融合 是指直接在采集的原始数据层上进行融合。它强调不同图像 信息在像元基础上的综合,先对栅格数据进行相互的几何配 准,在各像元一 一对应的前提下进行图像像元级的合并处理, 以改善图像处理的效果,使图像分割、特征提取等工作在更 准确地基础上进行,并可能获得更好的图像视觉效果。
图像信息融合
二、遥感图像融合方法
像素级融合
代数法 IHS方法 HPF方法 小波变换方法 回归模型法
PCA法
卡尔曼滤波法
特征级融合

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贝叶斯估计法;专家系统;神经网络法;模糊集理 论;可靠性理论以及逻辑模板法等
7
遥感数据融合方法介绍
➢ 像素级融合是最低层次的图像融合 ➢ 它将经过高精度图像配准后的多源影像数据按照一定
的融合原则,进行像素的合成,生成一幅新的影像 ➢ 融合的目的在于提高图像质量,提供良好的地物细节
信息,直接服务于目视解译,自动分类
➢ 这样,遥感数据与非遥感数据可在空间上对应一致, 又可在成因上互相说明,以达到深入分析的目的。
20
遥感与非遥感数据的融合
1. 地理数据的网格化 ①使地理数据成为网格化的数据; ②地面分辨率与遥感数据一致; ③对应地面位置与遥感影像配准。 2. 最优遥感数据的选取 3. 配准融合
21
小结
➢ 多源数据融合实现了遥感数据之间的优势互补,也实 现了遥感数据与地理数据的有机结合。
精确几何配准
图像融合
融合结果评价及利用
遥感图像融合流程图
预处理 融合处理 应用
6
图像融合的层次
➢ 像元级 线性加权法、IHS变换、PCA变换、高通滤波法、小 波变换融合算法等
➢ 特征级 Dempster-shafer推理法;聚类分析法;贝叶斯
估计法;熵法;带权平均法;表决法及神经网络法等 ➢ 决策级
3
图像融合
➢ 数据融合( Fusion, Merge)的定义 指同一区域内,遥感数据之间或遥感数据与非 遥感数据之间的匹配融合
➢ 多种遥感数据源信息融合是指利用多种对地观测技术 所获取的关于同一地物的不同遥感数据,通过一定的 数据处理技术,提取各遥感数据源的有用信息,最后 将其融合到统一的空间坐标系(图像或特征空间)中, 进行综合判读或进一步的解析处理
不进行直方图修正
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遥感与非遥感数据的融合
➢ 遥感数据是以栅格格式记录的,而地面采集的地理数 据常呈现出多等级,多量纲的特点,数据格式也多样 化。
➢ 因此,为了使各种地理数据能与遥感数据兼容,首先 需要将获取的非遥感数据按照一定的地理网格系统重 新量化和编码,以完成各种地理数据的定量和定位, 产生出新的数据格式。
小结
➢ 多源数据融合实现了遥感数据之间的优势互补,也实 现了遥感数据与地理数据的有机结合。
➢ 这种融合的意义决不仅仅提高了目视解译的效果,更 重要的是在定量分析中提高了精度,扩大了遥感数据 的应用面,具有很大的实际意义。
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➢ 这样,遥感数据与非遥感数据可在空间上对应一致, 又可在成因上互相说明,以达到深入分析的目的。
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遥感与非遥感数据的融合
1. 地理数据的网格化 ①使地理数据成为网格化的数据; ②地面分辨率与遥感数据一致; ③对应地面位置与遥感影像配准。 2. 最优遥感数据的选取 3. 配准融合
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遥感数据融合方法介绍
➢ 像素级融合方法
代数法 分量替换法 基于彩色空间变换的影像融合法 基于主成分分析的影像融合法 基于高通滤波影像融合法 基于小波变换影像融合法 基于小波的HIS影像融合
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代数法
传感器1 影像数据
传感器2 影像数据
空 间 配准
对应像素代数运算
融合 影像数据
贝叶斯估计法;专家系统;神经网络法;模糊集理感数据融合方法介绍
➢ 像素级融合是最低层次的图像融合 ➢ 它将经过高精度图像配准后的多源影像数据按照一定
的融合原则,进行像素的合成,生成一幅新的影像 ➢ 融合的目的在于提高图像质量,提供良好的地物细节
信息,直接服务于目视解译,自动分类
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,数据融合才能达 到更好地效果
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遥感与非遥感数据的融合
➢ 遥感数据与地理数据的融合是遥感分析过程中不可缺 少的手段 通过遥感手段获取数据不能解决应用时遇到的全部 问题 因此,将地形、气象、水文等专题数据,行政区划、 人口、经济收入等人文与经济数据作为遥感数据的 补充,可有助于综合分析问题,发现客观规律,提 高解译的效果
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4
图像融合
➢ 目的:把那些在空间和时间上冗余或互补的多源数据, 按照一定的规则进行运算处理,获得比任何一种数据 更精确、更丰富的信息,生成一幅具有新的空间、波 谱、时间特征的合成图像 空间分辨率的提高 目标特征增强 提高分类精度 信息互补
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图像融合的流程
全色 几何纠正
ZYa ZYb ZYc 几何纠正
新疆地区SPOT卫星PAN影像
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不进行直方图修正
进行直方图修正
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原图
不进行直方图修正
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进行直方图修正
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数据融合的技术关键
➢ 数据融合的技术关键
充分认识研究对象的地学规律
充分了解每种融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数据的相关性引起的有用
数据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
图像融合
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1
图像融合
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2
图像融合
➢ 多种名称,常见的有
图像复合(Image Fusion) 影像融合(Image Merging)、 数据复合(Data Fusion)、 数据综合(Data Integration)、 影像综合(Image Integration)、 信息复合(Information Combination)
将低空间分辨率 图像重采样成高 空间分辨率图像
常用代数法: (1)相乘:适用于SAR影 像与光学影像; (2)相关系数加权法:适 用于全色影像与多光谱影像。
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分量替换法
全色 数据 HRP
多光谱 数据 LMS
空间 分量 HRS
正变换
空间 分量 LRS
光谱 分量 TC
逆变换
融合 图像 HMS
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图像融合
➢ 数据融合( Fusion, Merge)的定义 指同一区域内,遥感数据之间或遥感数据与非 遥感数据之间的匹配融合
➢ 多种遥感数据源信息融合是指利用多种对地观测技术 所获取的关于同一地物的不同遥感数据,通过一定的 数据处理技术,提取各遥感数据源的有用信息,最后 将其融合到统一的空间坐标系(图像或特征空间)中, 进行综合判读或进一步的解析处理
精确几何配准
图像融合
融合结果评价及利用
遥感图像融合流程图
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预处理 融合处理 应用
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图像融合的层次
➢ 像元级 线性加权法、IHS变换、PCA变换、高通滤波法、小 波变换融合算法等
➢ 特征级 Dempster-shafer推理法;聚类分析法;贝叶斯
估计法;熵法;带权平均法;表决法及神经网络法等 ➢ 决策级
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基于彩色空间变换的融合方法
全色波段
ZYc ZYb ZYa
HSI变换提取I分量
直方图匹配 用全色影像替代多光谱影像的I分量进行HSI反变换
融合结果
基于HSI编的辑课融件 合流程
12
北京地区资源一号卫星影像
北京地区SPOT卫星PAN影像
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HSI变换融合结果图
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14
新疆地区资源一号卫星影像
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