RapidEye與IRS-P5數據融合在土地動態遙感監測中的應用

摘 要:RapidEye數據已經大規模的用于土地動態遙感監測中，具有重訪周期短的優勢，P5數據具有高分辨率的優勢，將多源遙感影像進行融合，可以充分發揮高空間分辨率衛星遙感數據的優勢，優化高分辨率衛星遙感數據解決方案。本文通過研究數據處理與應用的方法與技巧，挖掘數據應用潛力，以更好的應用高分辨率遙感數據進行土地動態遙感監測。

關鍵詞:RapidEye IRS-P5 遙感監測

中圖分類號:TP7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(b)-0011-01

1 RapidEye及P5衛星數據概況(表1)

2 技術與方法

2.1 影像的幾何精糾正

選用遙感影像處理軟件的幾何糾正模塊進行糾正，控制資料采用QB正射影像，DEM采用ASTGTM 30m分辨率數據，用物理模型對P5影像進行正射糾正。

選擇控制點時遵循均勻分布、特征明顯、足夠數量幾個原則[1]。對控制點數據對糾正精度的影響進行了試驗，通過選取不同數量控制點糾正同一景影像，發現控制點數量在13～17個時，糾正精度較好，且數量適中，可以節省作業時間，當精度要求較高時，可適當增加控制點數量。

2.2 影像配準

影像融合的效果依賴于原始影像的質量及其相互配準精度，在精度不能保證的情況下，無論采用何種融合方法和后處理措施都不能得到良好的結果，因此在進行融合之前，首先應對P5與RapidEye數據進行精確配準。我們同樣進行了配準控制點數量試驗，試驗結果顯示控制點數量在11～18個之間，在控制點選擇合理準確的前提下，P5與RapidEye影像相對誤差在1個像素以內，通過對P5與RapidEye影像疊加用卷簾工具檢查精度情況，誤差在1個像素(RapidEye)以內，可以保證影像融合效果，避免出現光譜溢出等現象。

2.3 影像的融合

2.3.1 融合方法比較

遙感數據融合的算法有很多，目前還沒有統一的數據融合模型和融合結果的有效評價方法，選用何種算法有效在很大程度上與遙感數據源的種類和融合的目的有關。

(1)IHS變換:優點是運算簡單、實現容易，較好地保留了高分辨率影像的紋理細節和多光譜影像的彩色關系;其缺點為限于三個波段參加，融合后同色系層次較少，影響地物類型的判讀。

(2)主成分變換:融合結果保留了更多多光譜數據的色彩信息，但紋理細節被光滑，圖像清晰度低于IHS變換的結果。

(3)線性加權乘積是最直觀的一種影像融合手段。優點在于能夠較好地保留多光譜影像的豐富色彩，多源影像完全融為一體，可生成較好的融合影像;缺點是，降低了影像亮度，給融合后處理的色調調整帶來困難，高分辨率影像的紋理相應減弱，增加了對高分辨率影像預處理的難度，清晰度低于IHS變換的結果。

通過對以上幾種融合算法的分析及其結果的比較，在實際的遙感數據融合中，根據土地利用的目的和需求，選擇IHS變換，實用性強、操作簡單，可獲得較好的融合效果。

2.3.2 融合后與融合前比較

融合后影像在P5數據高分辨的基礎上增加了RapidEye影像的色彩信息，建設用地、農用地等較之前更容易判讀[2]，且邊界清晰，易于勾繪;RapidEye影像有云地區缺失的信息融合后也得以彌補。表2為P5與RapidEye原始影像與融合后影像對比情況。

3 多源數據融合在土地利用動態遙感監測中的應用

3.1 遙感監測圖斑提取

在ARCGIS軟件中疊加前后時相的影像提取變化信息、建立圖斑屬性表、建立圖斑的拓撲關系。按要求填寫外業調查記錄表，并制作以DOM影像為底圖，疊加注記、圖斑編號和外業前變化圖斑等要素的土地利用動態遙感監測外業底圖，進行外業調查后整理成果。內業共提取32塊變化圖斑，經外業調查，確認為變化圖斑的有28塊。

3.2 數據處理流程及參數選取(圖1)

4 結語

(1)為達到多源遙感數據信息的相互補充的目的，采用IHS變換融合方法，能較好地保留高分辨率影像的紋理細節和多光譜影像的彩色關系，易于識別地類屬性與變化，目視解譯效果更佳。

(2)P5與RepidEye融合數據適用于大比例尺的土地利用現狀的更新調查。

參考文獻

[1]趙英時，陳冬梅，周心鐵，等.遙感應用分析原理與方法[M].北京:科學出版社，2003.159-160.

[2]土地利用類型劃分執行最新國家標準《土地利用現狀分類》(GB/T 21010-2007).

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