遥感测绘图像融合的运用研究

杨岁桥

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730046）

在科学技术水平高度发达的今天，单一遥感技术已经无法满足社会发展的需求，将遥感与测绘图像之间进行有效的融合能够让遥感技术得到全新的突破，更加促进了科学技术乃至社会经济的进一步发展[1]。

1 遥感测绘图像融合概述

测绘图像融合简单的来说就是不同数据之间的相互融合，不同遥感数据之间的融合方式也会有所不同，然而多源遥感数据融合可以通过多种传感器获取不同的信息数据处理之后，严格依照规定的算法对这些图像当中蕴含的信息进行有效的获取和融合，新数据也就是在这个基础之上建立起来的，这样能够保证对同一事物进行更加客观和本质的了解，而且还能够让图像内部的信息含量进行大幅度的提高，图像能够在提取、分类等各项工作当中取得更好的效果，对后期各项工作的正常进行起到一定的促进作用[2]。

通过实际的调查发现，现阶段数据抽象可以分为三个层次，数据抽象经过融合之后可以分为像素级融合、特征级融合和决策级融合三个。

首先，像素级融合简单的来说就是指图像经过配准之后将各个像素点进行有效的融合，在通常的情况下，融合之后得到的结果是一副信息含量较大且比较丰富的图像信息，对之后的图像分析和理解工作来说奠定良好的基础[3]。这种融合方式对传感器的要求比较高，收集到的信息含量较多，自身具备的精度也比较高。其次，特征级融合就是对一些经过配准之后的数据进行特征提取工作，在关联处理之后能够保证传感器获取到的特征向量是来自一个目标的，之后在对这些特征向量进行融合可以对图像信息进行分类和识别工作。这种融合方式能够对信息进行有效的压缩，工作人员可以依据实际情况对信息进行实时的处理。最后，决策级融合是各个传感器能够对配准的数据进行识别，结合分析得到的结果对不同的图像进行科学分类，从而得到的层态势评估程度也是比较高的，该方式有着较好的容错性和开放性，短时间内可以对信息进行有效的处理。

2 遥感图像融合算法

2.1 分量替代融合算法

在遥感图像融合算法中一项重要的方法就是分量替代融合算法，同时亦是使用频率最高的算法。该算法的原理在于先转移遥感测绘的光谱至另一图像内，并采取对应的全色图来条带原图的主分量，随后利用相关的算法与技术来反映至原图当中，以形成一个新的融合图像[4]。通常情况下，分量替代融合算法包括了PCA变化以及IHS变化融合算法。而相对来说应用范围较广的是IHS融合算法，其原理在于将遥感测绘图的多光图像转化至IHS空间内，同时采取亮度、图像、分辨率比较与分析的方法来开展全面匹配，随后用匹配所得的全色图像来替代亮度分量，从而获得对应的融合图像。

2.2 多分辨分析融合算法

该算法主要是由多种小波变换算法共同构成。通过大量实践表明，该种算法的优点在于能够分解全色图像，并且能够转变遥感图像的低频部位为高频部分，进而为遥感图像的融合夯实基础。其中高频部分是多光谱图像所缺失的部分，在实际融合环节，如若利用全色图像的高频部分来替代多光谱图像，便会使得融合图像的分辨率得到提高[5]。不过由于小波变换的变动性极强，所以在融合环节要求分解图像为3个方向的子带信号，在遥感图像融合中应用小波后便可以实现图形融合质量的提升，并在一定程度上提高其抗干扰能力、容错性以及预处理能力。

2.3 观测模型融合算法

虽然上述两种算法能够给遥感图像的融合提供较好的底图，不过两者均未能将高分辨率的全色图与图像有效运用起来，所以难以获得理想的融入效果。

而观测模型融合算法构建起低分辨的多光谱图像以及高分辨的多光谱图像，随后采取线性估计的方式来获得融合的图像[6]。所以不管是清晰度或是应用价值，该种算法均要远优于以上两种融合算法。

3 遥感测绘图像融合的有效运用

3.1 对特征信息的多源图像融合模型进行分析

目前，测绘图像信息融合技术在大多数的情况下可以将图像融合分为两个大类，一类是对图像的视觉效果和图像的可解译性和可靠性进行提高，研究对象主要是图像整体数据集；另一类是对图像的重要特征进行提取和目标识别分类工作，研究对象就是图像特征信息或者目标区域。通过实际的调查发现，在图像处理领域最为重要的一部分就是图像的显著特征，对测绘多分辨率图像融合模型的建立主要来自于以下几个方面：首先，大多数的多传感器图像信息系统主要运用在目标检测、识别、计算机视觉、医学图像分析等领域，图像显著特征在这些领域当中有着十分重要的影响，所以，多传感器图像融合系统应该对图像的显著特征予以足够的重视，对融合工作有益的特征应该保留下来。其次，遥感图像、医学图像、光学图像三个图像形式是多传感器图像融合的主要对象，各种图像的特征能够在这些应用领域当中占据着主导的地位。最后，从多传感器图像融合系统实际应用中来看，在提高图像信息量、增强图像视觉效果等方面起到了一定的促进作用，所以，对图像特征进行获取、结合实际情况对目标进行加强等方面图像融合方法研究工作是十分必要的[7,8]。

3.2 遥感测绘图像融合的实际工程应用分析

第一，在森林资源调查中的应用。在我国林业资源管理调查过程当中，图像融合能够发挥出良好效果的关键取决于遥感信息具有宏观、快速等特点，相关的林业资源管理人员能够通过遥感测绘图像融合技术对林内的多种资源进行有效的管理和监测，为我国有关部门对该地区资源的变化情况有了一个明确的了解。在我国航天遥感技术不断发展的今天，利用航天技术对国家的森林资源进行调查能够将调查工作的精度进行提高，而且还可以对调查的成本进行降低，劳动强度也会得到一定程度的改善。为了能够让遥感图像技术在森林调查工作当中发挥出良好的效果，相关工作人员应该在这之前进行有效的图像处理工作，森林资源判断和目视解译的质量与遥感图像处理质量的好坏有着直接的影响，在森林资源调查的前期处理工作当中就会广泛的应用到遥感图像融合技术。根据相关统计数据可知，我国在两年时间内运用遥感测绘图像融合技术便能将三北防护林的总面积、森林与草地等可再生资源的占地面积调查清楚，进而给国内的城市规划提供了可靠的数据参考。这几年，国家的航天遥感技术发展迅速，例如，在2000年建成的北斗一号系统能够对我国实施全方位导航与测绘；在2012年建成的北斗二号系统，大大增加了其测绘范围，能够给亚太地区提供准确的导航与测绘服务。

第二，在石油勘探中的应用。在我国的石油勘探领域当中，石油需求量不断增加，石油勘探难度不断加大，传统的勘探技术已经不能达到实际发展的需求，因此信息融合技术受到了广泛的应用，科学家对石油勘探领域当中容易遇见的问题进行了充分的分析，根据实际的情况对图像融合技术进行了不断的改进和完善，这样不仅能够将图像融合技术的应用效果进行大幅度的提高，而且还能够对我国的石油勘探工作的正常进行奠定良好的基础。

第三，在舰船检测中的应用。在世界各个海岸地带的国家都将舰船的检测和监视作为发展过程当中的重要工作，虽然很多算法是在单源传感器的基础之上建立起来的，不过具有单源传感器的舰船只有在目标信息缺失的情况下才可以对目标进行识别工作，这样就会导致舰船接受到的目标信息缺乏一定的真实性，再加上遇到海浪和糟糕天气的影响，就会导致漏检情况出现的概率大大增加。所以，对图像融合技术进行应用能够让检测效率得到大幅度的提高，舰船的检测和监视工作也因此可以正常进行。

4 结论

遥感测绘图像融合技术对于我国各领域的发展来说有着十分重要的影响，为了能够让该技术的效果可以在实际的运用过程当中充分的发挥出来，相关企业和单位首先要结合实际的情况进行分析，根据不同的情况而采用不同的遥感测绘图像融合技术，并且在运用的过程当中还要对其进行不断的改进和完善，对企业的发展起到一定的促进作用。