土地利用变化遥感监测
四、变化检测方法－信息融合
1、融合的目的
（1）优势互补：既利用TM丰富的多光谱信息，同时又得 到SPOT全色波段的高空间分辨率。 （2）突显变化特征：利用不同年份的TM、SPOT数据进行 变异融合，可以有效去除无关信息，突显地物年际变化特 征。
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四、信息融合（特征变异融合）
3、 Scene01、Scene03: 法国SPOT影像，有文件头， 用ENVI3.5内置的“SPOT格式”可以读入
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一、读取卫星影像数据
1、Landsat TM(12332)
时相：99年8月10日 官厅 水库 密云 水库 波段：7
空间分辨率：30米
格式：BSQ 行数：5728 列数：6920
北京城区
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一、读取卫星影像数据
2、法国 SPOT
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一、读取卫星影像数据
2、法国 SPOT
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二、卫星影像几何校正
1、几何校正的目的：
去除遥感图像在几何位置上的畸变（行列不均匀，像元大小与地 面大小对应不准确，地物形状不规则变化等）；定量地确定图像上的 像元坐标（图像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标等）的对应关 系（坐标变换式）。
标值中根据最小2乘法求出。
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二、卫星影像几何校正
4、几何校正的步骤
（1）重采样：利用与遥感器构造有关的校准数据（焦距等）及
遥感器的位置、姿态等）代入到理论校正式中进行几何校正。
需求出 12 个系数，至少要找 到 6 个已知的对应点（控制点） 如果要提高精度，必须大大 增加控制点的数目 ，用最小 二乘法进行曲面拟合求系数 。
XS2 XS3 全色
0.61-0.68 红色 0.79-0.89 近红外 0.51-0.73微米
20米 20米 10米
选取: 高空间分辨率的全色波段，与TM进行信息融合
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四、变化检测方法
Note: LUCC变化检测比较成熟的方法有：
（1）直接差值运算法：对同一区域、不同时相的影像作差 值运算，根据差值的变化确定LUCC变化情况。 （2）基于分类的方法：对不同年份影像分别作监督分类， 将两年的分类结果进行比较，确定变化情况。 （2）基于信息融合的方法：利用不同年份的TM、SPOT数 据进行变异融合，在综合两类影像优势的同时，突显地物 年际变化特征。
选取: TM5、4、3波段组合
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三、波段选择
2、SPOT影像
波段 XS1 波长 0.5-0.59 绿色 分辨率 20米 用途 位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波 长附近，对植被识别有利，同时位于水体 最小衰减值的长波一边，能探测水的混浊 度和10-20米的水深。 位于叶绿素吸收带，为可见光最佳波段， 用于识别作物、裸露土壤和岩石表面状况。 能很好地穿透大气，植被表现得特明亮， 水体表现很暗。
[TM3 / (TM5 + TM4 + TM3)] x [SPOT] = Fusion3
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四、信息融合（特征变异融合）
3、融合结果（1）
用2000年SPOT影 像与99年TM影像 的5，4，3三个波 段融合，左图为 融合后影像
2、融合算法
（1）主成分分析（K－L变换）
TM 7 PVA SPOT代替PC1 Inverse PCA 新影像
（2）Brovey 变换
[TM5 / (TM5 + TM4 + TM3)] x [SPOT] = Fusion1 [TM4 / (TM5 + TM4 + TM3)] x [SPOT] = Fusion2
2、产生的原因：
–遥感器的内部畸变：由遥感器结构引起的畸变； –遥感平台位置和运动状态变化的影响； – 地形起伏的影响、地球表面曲率的影响 – 大气折射的影响、地球自转的影响
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二、卫星影像几何校正
3、几何校正的方法
（1）系统性校正：利用与遥感器构造有关的校准数据（焦距等）
及遥感器的位置、姿态等）代入到理论源自正式中进行几何校正。 （ 2 ）非系统性校正：利用控制点的图像坐标和地图坐标的对应 关系，近似地确定所给的图像坐标系和应输出的地图坐标系之间的 坐标变换式。坐标变换式的系数可从控制点的图像坐标值和地图坐
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二、卫星影像几何校正
4、几何校正的步骤
（2）内插计算:
计算每一点的亮度值。由于计算后的（ x ， y ）多数 不在原图的像元中心处，因此必须重新计算新位置的亮度值。
–通常有三种方法：

最近邻法 双向线性内插法
三次卷积内插法。
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二、卫星影像几何校正
控制点(示意)
重采样 插值运算
校正后影像
未校正影像
Projection: Geodetic(LL) Datum: Krasovsky
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三、波段选择
1、多光谱TM影像
TM1：0.45-0.52微米，蓝波段 TM2：0.52-0.60微米，绿波段 TM3：0.63-0.69微米，红波段，为叶绿素的主要吸收波段。 TM4：0.76-0.90微米，近红外波段。对绿色植物类别差异最敏感 TM5：1.55-1.75微米，中红外波段。处于水的吸收带 TM6：10.4-12.5微米，热红外波段。 TM7：2.08-2.35微米，中红外波段。处于水的强吸收带。
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测试报告
• 情况介绍
• • • • • • 数据读入 几何校正 波段选择 信息融合 变化特征提取 土地利用变化遥感影像图
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情况介绍
• 任务内容：
利用高空间分辨率卫星影像，提取城市土地利 用 年际动态变化信息。
• 原始数据：
Landsat TM: 12332 SPOT: 279269 / 280269 / scene1 / scene3
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技术路线
影像读取
几何 校正
波段 选择
图像 融合
变化 检测
土地利用动态变化图
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一、读取卫星影像数据
1、12332：美国Landsat5 TM影像，EOSAT Fast
Format;用ERDAS Import模块读入；
2、280269、279269：法国SPOT影像，无 headfile纯 数据文件, 从 header.dat文件中得到相关信息，用任 一图像软件可读之；