实习五、高分辨率遥感影像融合
一、实习目的
1. 学习 ERDAS IMAGINE软件中 Interpreter 模块的功能;
2. 掌握 ERDAS 软件中实现 IHS 融合的流程。
二、实习要求
1. 理解基于 IHS 变换的图像融合的原理;
2. 掌握 ERDAS 软件中色彩变换、色彩逆变换、基于直方图匹配的辐射增强以及多波段数据组合的操作方法;
3. 独立完成实习内容。
三、实习内容
将不同类型的遥感数据进行融合, 可以更好地发挥不同数据源的优势, 增强数据信息的质量, 更有利于综合分析。
如在本实习中, 全色波段影像具有较高的空间分辨率, 而多光谱影像的光谱信息较为丰富; 为了充分利用这两种影像各自的优势,可以通过图像融合(将覆盖同一地区的全色影像和多光谱影像进行融合 , 使多光谱图像的空间分辨率得到提高, 同时又保留其较为丰富的光谱信息。
运用 ERDAS 软件进行全色波段影像和多光谱影像的融合的基本操作包括:
1. 组合多光谱影像的 R 、 G 、 B 波段数据(Layer Stack
2. 色彩变换(RGB to IHS
3. 辐射校正(Radiometric Enhancement
4. 多波段数据组合(Layer Stack
5. 色彩逆变换(IHS to RGB
四、数据说明
本实习采用的数据为:西南交通大学犀浦校区 QuickBird 全色波段影像
xipu_QuickBird_pan.img,及多光谱影像 xipu_QuickBird_RGBNIR.img(于 2006年 11月获取。
其中,全色波段分辨率为 0.6m , 4个多波段(B, G, R, NIR分辨率为 2.4m 。
本实习中仅使用全色波段与 R 、 G 、 B 波段数据。
五、实习步骤
1. 将多光谱影像 xipu_QuickBird_RGBNIR.img的红、绿、蓝波段提取,进行多波段数据重组(假设生成文件为 rgb321.img ;
2. 对重组后的多光谱影像进行色彩变换,将多光谱影像(rgbnir321.img 从 RGB 彩色空间转换到 IHS 彩色空间(假设生成文件为 ihs.img ;
3. 以 ihs.img 的亮度分量(Intensity 为参量,对全色波段影像(pan.img 进行基于直方图匹配的辐射校正(假设生成文件 pan_cal.img ;
4. 用校正后的全色影像(pan_cal.img代替 ihs.img 的亮度分量(Intensity , 实现多波段数据的组合;
5. 对多波段数据组合后生成的文件进行色彩逆变换。
具体说明如下:
(1组合多光谱影像的 R 、 G 、 B 波段数据
由于本实习中仅使用多光谱影像的 R 、 G 、 B 波段数据,故对这三个波段进行多光谱数据重组。
执行操作时, 在 ERDAS 控制面板工具条中单击“Interpreter” 图标, 在弹出的对话框中单击“Utilities” 选项, 弹出对话框, 再单击“Layer Stack” 选项, 打开“Layer Selection and Stacking” 对话框,如下图所示:
生成图像显示如下:
(2色彩变换(RGB to IHS
将遥感影像从红 (R、绿 (G、蓝 (B彩色坐标系统,转换到明度(Intensity 、色调(Hue、饱和度 (Saturation彩色坐标系统,是由于 RGB 系统中 R 、 G 、 B 为非线性关系,不易进行色调调整的定量操作;而 IHS 系统对色彩的调整较为方便,可将图像的明度、色调、饱和度分开,图像融合时只在亮度通道上进行,而色调和饱和度可以保持不变。
执行操作时, 在 ERDAS 控制面板工具条中单击“Interpreter” 图标, 在弹出的对话框中单击“Spectral Enhancement” 选项,弹出对话框,再单击“RGB to IHS” 选项,打开“RGB to IHS” 对话框,如下图所示:
(3全色波段的辐射校正
辐射校正, 是为了消除图像数据中依附在辐射亮度里的各种噪声; 基于直方图匹配的辐射校正,是通过非线性变换,使全色波段影像的直方图与 ihs.img 影像的直方图类似(以 ihs.img 的 I 分量为参量。
执行操作时, 在 ERDAS 控制面板工具条中单击“Interpreter” 图标, 在弹出的对话框中单击“Radiometric Enhancement” 选项,弹出对话框,再单击“Histogram Match” 选项,打开“Histogram Matching” 对话框,如下图所示:
(4多波段数据重组
用辐射增强后的全色波段影像(pan_cal.img代替 ihs.img 的 I 分量,同时保持ihs.img 的 H 、 S 分量不变,实现多波段数据重组。
执行操作时, 在 ERDAS 控制面板工具条中单击“Interpreter” 图标, 在弹出的对话框中单击“Utilities” 选项, 弹出对话框, 再单击“Layer Stack” 选项, 打开“Layer Selection and Stacking” 对话框,如下图所示:
(5色彩逆变换(IHS to RGB
将 ihs_rec.img从 IHS 彩色空间转换到 RGB 彩色空间, 便于显示器显示影像 (多数显示器采用 RGB 颜色标准,通过电子枪打在屏幕的红、绿、蓝三色发光极上来产生色彩。
执行操作时, 在 ERDAS 控制面板工具条中单击“Interpreter” 图标, 在弹出的对话框中单击“Spectral Enhancement” 选项,弹出对话框,再单击“IHS to RGB” 选项,打开“IHS to RGB” 对话框,如下图所示:
（6）结果显示 a 全色波段影像 b 多光谱影像
c IHS 融合后生成的影像。