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随着传感器技术的发展及计算机计算能力的提高,关于多传感器的信息融合技术的应用也越来越广泛。在军事领域,以多传感器技术为核心内容的战场感知已成为现代战争中最具影响力的军事高技术。在欧美的多套大型战区级传感器信息融合演示验证系统中,相当重要的组成部分是武器平台上或分布式的图像融合装置,美国国防部在不同时期制定的关键战术计划中,有相当一部分涉及多源图像融合。在民用领域,多传感器信息融合已在遥感、医学图像处理、智能机器人等相关领域得到广泛应用。在对地观测领域中,已经应用于土地资源调查、洪水监测、地形测绘、植被分类与农作物生长态势评估、天气预报、监测自然灾害等方面。在遥感领域,通过信息融合可以获得高空间、高光谱分辨率的遥感图像,从而提高和改善遥感图像的信息分析和提取能力。此外在医学领域,已经应用在颅脑放射治疗和颅脑手术可视化中,在工业领域用于监视产品流水线以及检测产品质量等方面。由此可见,多源信息融合技术对我国国民经济建设及国家安全均具有非常重要的意义。
高光谱遥感是近年来刚刚起步的技术,已涵盖了卫星、航空和地面的观测,形成了以先进探测技术发展,图像、光谱信息合一的数据处理、信息提取、分析和多学科、多领域的定量化应用特征的研究方向。高光谱遥感系统已经遍及全球数十个国家的先进对地观测遥感领域,成为对地球陆地、海洋、大气观测的生力军之一。在国家“863”高科技研究发展计划的支持下,以MAIS、OMIS和PHI三大系统为代表的高光谱遥感系统相继在我国研制成功。与此同时,具有自主知识产权的高光谱遥感信息处理和分析应用系统也得到发展,相应的软件系统也不断完善,它们在地质矿物信息的分析和提取、水环境分析等方面具有很好的效果。
在2002年3月发射的“神舟-3”试验飞船留轨舱中的中分辨率成像光谱仪,以其34个波段的影像的高光谱分辨率,成为了继美国EOS MODIS之后,与欧洲空间局环境卫星(ENVISAT)的MERIS几乎同时进入空间实现对地观测的航天成像光谱仪系统。高光谱图像数据实际上是一个三维的数据立方体,与传统的遥感图像相比,波段是连续的,而不是离散的,它的每一个像元值都能提取出一条平滑而完整的光谱曲线。高光谱图像包含了丰富的空间、辐射、光谱三重信息,能更好的表达地物空间的影像特征。
铀矿床高光谱数据处理是高光谱遥感在地质调查中的应用,把岩石矿物的光谱特性作为一种物理量来研究,特征带的带宽多在10-20nm之间,成像光谱图像以三维谱像信息的特点使得我们能在光谱维上进行矿物成分信息的展开。通过对高光谱数据的信息提取,可以进行矿物识别,通过吸收谱段位置和吸收深度信息,再通过蚀变矿物的类型和含量来判断铀矿床是否存在。
本文把信息融合技术应用在高光谱数据处理系统中,可以通过互补信息的有机集成,减少或抑制单一信息源对被感知对象或环境解释中可能存在的多义性、不完整性、不确定性和误差,最大限度的利用各种信息源提供的信息,从而大大提高在特征提取、分类、目标识别等方面的有效性。
本文通过对HDF5格式的高光谱遥感数据的读取,得到了铀矿床高光谱图像。经过了大气校正和图像预处理等工作,再采用IHS变换、Brovey变换、PCA变换等图像融合的算法进行处理,得到了比较好的融合效果,并采用了主观评价法和客观评价法对图像融合的结果进行了评价,比较了几种融合方法在应用中的差异。通过研究融合方法,对部分融合方法提出了改进,经过改进后,在某种程度上提高了融合效果。