第8講遙感影像融合課件

主要內(nèi)容遙感影像融合的基本概念像素級的遙感影像融合遙感影像融合的質(zhì)量評價(jià)4.1遙感影像融合基本概念問題的提出數(shù)據(jù)融合的概念始于20世紀(jì)70年代，進(jìn)入90年代以后，隨著多種遙感衛(wèi)星的發(fā)射成功，不同空間分辨率、光譜分辨率以及時(shí)間分辨率的遙感影像被獲得。這些數(shù)據(jù)間不僅存在著一定的互補(bǔ)性，且存在一定的冗余，如何有效地整合這些數(shù)據(jù)以獲得更為豐富的信息成為亟待解決的問題?；靖拍钚畔⑷诤希↖nformationFusion）是指將來自多個(gè)傳感器或多源的信息進(jìn)行綜合處理，從而得到更為準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果，為決策應(yīng)用提供更好的服務(wù)。遙感影像融合（ImageFusion）是信息融合技術(shù)的一種，它根據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用目的，通過高級影像處理技術(shù)對多源影像進(jìn)行復(fù)合，從而生成新的影像的過程。遙感影像融合的目的消除冗余數(shù)據(jù)，突出有用的專題數(shù)據(jù)。利用多源數(shù)據(jù)間的信息互補(bǔ)性，對各種遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，以彌補(bǔ)單一數(shù)據(jù)的不足，提高分析的精度，并擴(kuò)大數(shù)據(jù)的使用范圍。提高信息的協(xié)調(diào)能力，融合并非是幾種數(shù)據(jù)的簡單疊加，它可以得到原來幾種單個(gè)數(shù)據(jù)不能提供的新數(shù)據(jù)，滿足地學(xué)分析及各種專題研究的需求。影像融合方法分類

遙感影像融合根據(jù)融合水平來劃分，可以分為：像素級融合、特征級融合和決策級融合三級。像素級融合盡可能多的保留信息，具有最高的精度，是三級中研究最為成熟的一級。特征級融合是一種中等水平的融合。首先將遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，然而按照特征信息對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、聚集和綜合，產(chǎn)生特征向量，而后融合這些特征向量。決策級融合是最高水平的融合。首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性說明，然后對其結(jié)果進(jìn)行融合，得到目標(biāo)的綜合屬性說明，為控制或決策提供依據(jù)。三級融合的特點(diǎn)融合等級信息損失精度抗干擾性融合水平像素級小高差低特征級中中中中決策級大低優(yōu)高遙感影像融合內(nèi)容影像預(yù)處理：主要是影像降噪等空間配準(zhǔn)在同一空間坐標(biāo)系下，建立融合影線間的空間對應(yīng)關(guān)系；并對影像進(jìn)行重采樣，使之具有相同的空間分辨率。內(nèi)容融合對配準(zhǔn)后的影像進(jìn)行變換處理，并選擇相應(yīng)的方法對影像進(jìn)行融合。融合質(zhì)量評價(jià)選擇合適的指標(biāo)，對融合后影像的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。4.2像素級遙感影像融合基于光譜域變換的影像融合色調(diào)-飽和度-亮度變換（Hue-saturation-intensity，HSI）主成分變換（PrincipalComponentAnalysis,PCA）基于代數(shù)運(yùn)算的影像融合基于空間域信號分解和重構(gòu)的影像融合小波變換（WaveletTransform,WT)拉普拉斯變換（LaplaceTransform,LT)4.2.1基于光譜域變換的影像融合

它把多光譜影像轉(zhuǎn)換到某個(gè)特征空間，然后用全色波段替換與其相關(guān)程度最高的新波段，最后進(jìn)行逆變換以獲得融合后的影像。HSIPCA基于HSI變換的融合RGB彩色系統(tǒng)與人眼很強(qiáng)地感覺紅、綠和藍(lán)三原色的事實(shí)很好地匹配，但是該模型不能很好地適應(yīng)實(shí)際上人解釋的顏色。當(dāng)人觀測一個(gè)彩色物體時(shí)，往往用顏色、色調(diào)和飽和度來描述它。HSI模型可以在彩色圖像中從攜帶的彩色信息（色調(diào)和飽和度）中消去強(qiáng)度分量的影響，該模型描述對人來說是自然的、直觀的。RGB顏色空間和HSI顏色空間存在著一一對應(yīng)關(guān)系RGB到HSI的彩色轉(zhuǎn)換HSI融合流程圖彩色合成影像全色波段HSI變換拉伸HSINewPAN替換HSNewI逆HSI變換融合影像步驟1步驟2步驟3基于PCA的融合主成分分析（PCA）將多個(gè)變量通過線性變換以選出較少個(gè)數(shù)重要變量的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法。以方差來衡量信息的大小，且主成分之間不相關(guān)。PCA變換PCA計(jì)算步驟：計(jì)算數(shù)據(jù)X相關(guān)系數(shù)矩陣計(jì)算特征值和特征向量PCA變換計(jì)算主成分貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率計(jì)算主成分載荷ZPC代表的意義MIPCA表示ModifiedinversePCAPCA融合流程圖彩色合成影像全色波段PCA變換拉伸PC3PC2PC1NewPAN替換PC3PC2NewPC1逆PCA變換融合影像步驟1步驟2步驟34.2.2基于代數(shù)運(yùn)算的融合比值法融合（BroveyTransform，BT）乘法融合（MultiplicationTransform,MT)4.2.3基于空間域信號分解和重構(gòu)的融合基于空間域信號分解和重構(gòu)的影像融合通過提取高分辨率影像的高頻信息，然后將它引到低分辨率的多光譜影像中，從而提高多光譜影像的空間分辨率?；诶绽菇鹱炙娜诤匣谛〔ǖ娜诤匣诶绽菇鹱炙娜诤侠绽菇鹱铀儞Q將原始圖像分解成多個(gè)不同空間分辨率、不同尺度的子圖像以構(gòu)成一個(gè)塔形結(jié)果。具體過程見以下公式：基于拉普拉斯金字塔的融合基于拉普拉斯金子塔方法首先對多光譜和全色影像進(jìn)行拉普拉斯金子塔變換，然后用全色波段的殘差信息（細(xì)節(jié)、邊緣）取代各個(gè)多光譜波段的殘差信息，并對替換處理后的多光譜影像進(jìn)行逆拉普拉斯金子塔變換，從而提高多光譜影像的空間分辨率。

特點(diǎn)：1.對光譜波段數(shù)沒有限制

2.平移不變性

3.可進(jìn)行多尺度融合基于離散小波的融合小波變換是一種多尺度的數(shù)據(jù)分析方法，已經(jīng)廣泛應(yīng)用數(shù)字圖像處理領(lǐng)域。小波變換是一種全局變換，其在時(shí)間域和頻率域同時(shí)具有良好的定位，多高頻分量采用逐漸精細(xì)的時(shí)域和空域步長，可以聚焦到圖像的任何細(xì)節(jié)，從而被譽(yù)為“數(shù)字顯微鏡”

離散小波變換高頻信息代表意義基于離散小波融合的流程圖多光譜影像全色波段小波變換融合影像步驟3小波變換高低高低高低融合規(guī)則小波逆變換步驟1步驟2融合案例1IKONOS多光譜影像全色影像融合案例1IKONOSPCA融合結(jié)果HSI融合結(jié)果融合案例1IKONOS小波融合（一級分解）小波融合（二級分解）小波融合（三級分解）融合案例2ETM+多光譜影像全色影像融合案例2ETM+PCA融合結(jié)果HSI融合結(jié)果融合案例2ETM+小波融合（一級分解）小波融合（二級分解）小波融合（三級分解）4.3遙感影像融合結(jié)果評價(jià)均值：均值適中，則視覺效果良好標(biāo)準(zhǔn)差：反映圖像灰度相對于灰度均值的離散程度，標(biāo)準(zhǔn)差越大，則圖像灰度級越分散，圖像反差越大，信息量豐富。方差計(jì)算公式如下：融合影像質(zhì)量的評價(jià)指標(biāo)信息熵：衡量圖像信息量的量，信息熵越大，則圖量的信息量越大。計(jì)算公式如下：其中Pi為灰度值為i的頻率，L為圖像的灰度級數(shù)。相關(guān)系數(shù)：反映了兩幅影像的相關(guān)程度。通過對比融合前后圖像的相關(guān)系數(shù)可以看出多光譜圖像的光譜信息改變程度。定義如下：總結(jié)：遙感影像融合的基本概念像素級的遙感影像融合遙感影像融合的質(zhì)量評價(jià)作業(yè)：遙感影像融合的概念像素級融合的內(nèi)容像素級融合的流程遙感影像融合的評價(jià)指標(biāo)及其意義精品課件！精品課件！本節(jié)結(jié)束歷史ⅱ岳麓版第13課交通與通訊的變化資料精品課件歡迎使用[自讀教材·填要點(diǎn)]一、鐵路，更多的鐵路1．地位鐵路是

建設(shè)的重點(diǎn)，便于國計(jì)民生，成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈。2．出現(xiàn)1881年，中國自建的第一條鐵路——唐山

至胥各莊鐵路建成通車。1888年，宮廷專用鐵路落成。交通運(yùn)輸開平

3．發(fā)展(1)原因：①甲午戰(zhàn)爭以后列強(qiáng)激烈爭奪在華鐵路的

。②修路成為中國人

的強(qiáng)烈愿望。(2)成果：1909年

建成通車；民國以后，各條商路修筑權(quán)收歸國有。4．制約因素政潮迭起，軍閥混戰(zhàn)，社會經(jīng)濟(jì)凋敝，鐵路建設(shè)始終未入正軌。修筑權(quán)救亡圖存京張鐵路

二、水運(yùn)與航空1．水運(yùn)(1)1872年,

正式成立，標(biāo)志著中國新式航運(yùn)業(yè)的誕生。(2)1900年前后，民間興辦的各種輪船航運(yùn)公司近百家，幾乎都是在列強(qiáng)排擠中艱難求生。2．航空(1)起步：1918年，附設(shè)在福建馬尾造船廠的海軍飛機(jī)工程處開始研制

。(2)發(fā)展：1918年，北洋政府在交通部下設(shè)“

”；此后十年間，航空事業(yè)獲得較快發(fā)展。輪船招商局水上飛機(jī)籌辦航空事宜處三、從驛傳到郵政1．郵政(1)初辦郵政：1896年成立“大清郵政局”，此后又設(shè)

，郵傳正式脫離海關(guān)。(2)進(jìn)一步發(fā)展：1913年，北洋政府宣布裁撤全部驛站；1920年，中國首次參加

。郵傳部萬國郵聯(lián)大會2．電訊(1)開端：1877年，福建巡撫在

架設(shè)第一條電報(bào)線，成為中國自辦電報(bào)的開端。(2)特點(diǎn)：進(jìn)程曲折，發(fā)展緩慢，直到20世紀(jì)30年代情況才發(fā)生變化。3．交通通訊變化的影響(1)新式交通促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改變了人們的通訊手段和

，

轉(zhuǎn)變了人們的思想觀念。(2)交通近代化使中國同世界的聯(lián)系大大增強(qiáng)，使異地傳輸更為便捷。(3)促進(jìn)了中國的經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展，也使人們的生活

。臺灣出行方式多姿多彩[合作探究·提認(rèn)知]

電視劇《闖關(guān)東》講述了濟(jì)南章丘朱家峪人朱開山一家，從清末到九一八事變爆發(fā)闖關(guān)東的前塵往事。下圖是朱開山一家從山東輾轉(zhuǎn)逃亡到東北途中可能用到的四種交通工具。依據(jù)材料概括晚清中國交通方式的特點(diǎn)，并分析其成因。

提示：特點(diǎn)：新舊交通工具并存(或：傳統(tǒng)的帆船、獨(dú)輪車，近代的小火輪、火車同時(shí)使用)。

原因：近代西方列強(qiáng)的侵略加劇了中國的貧困，阻礙社會發(fā)展；西方工業(yè)文明的沖擊與示范；中國民族工業(yè)的興起與發(fā)展；政府及各階層人士的提倡與推動(dòng)。[串點(diǎn)成面·握全局]

一、近代交通業(yè)發(fā)展的原因、特點(diǎn)及影響1．原因(1)先進(jìn)的中國人為救國救民，積極興辦近代交通業(yè)，促進(jìn)中國社會發(fā)展。(2)列強(qiáng)侵華的需要。為擴(kuò)大在華利益，加強(qiáng)控制、鎮(zhèn)壓中國人民的反抗，控制和操縱中國交通建設(shè)。(3)工業(yè)革命的成果傳入中國，為近代交通業(yè)的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。2．特點(diǎn)(1)近代中國交通業(yè)逐漸開始近代化的進(jìn)程，鐵路、水運(yùn)和航空都獲得了一定程度的發(fā)展。(2)近代中國交通業(yè)受到西方列強(qiáng)的控制和操縱。(3)地域之間的發(fā)展不平衡。3．影響(1)積極影響：促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改變了人們的出行方式，一定程度上轉(zhuǎn)變了人們的思想觀念；加強(qiáng)了中國與世界各地的聯(lián)系，豐富了人們的生活。(2)消極影響：有利于西方列強(qiáng)的政治侵略和經(jīng)濟(jì)掠奪。1．李鴻章1872年在上海創(chuàng)辦輪船招商局，“前10年盈和，成為長江上重要商局，招商局和英商太古、怡和三家呈鼎立之勢”。這說明該企業(yè)的創(chuàng)辦 (

)A．打破了外商對中國航運(yùn)業(yè)的壟斷B．阻止了外國對中國的經(jīng)濟(jì)侵略C．標(biāo)志著中國近代化的起步D．使李鴻章轉(zhuǎn)變?yōu)槊褡遒Y本家解析：李鴻章是地主階級的代表，并未轉(zhuǎn)化為民族資本家；洋務(wù)運(yùn)動(dòng)標(biāo)志著中國近代化的開端，但不是具體以某個(gè)企業(yè)的創(chuàng)辦為標(biāo)志；洋務(wù)運(yùn)動(dòng)中民用企業(yè)的創(chuàng)辦在一定程度上抵制了列強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)侵略，但是并未能阻止其侵略。故B、C、D三項(xiàng)表述都有錯(cuò)誤。答案：A二、近代以來交通、通訊工具的進(jìn)步對人們社會生活的影響(1)交通工具和交通事業(yè)的發(fā)展，不僅推動(dòng)各地經(jīng)濟(jì)文化交流和發(fā)展，而且也促進(jìn)信息的傳播，開闊人們的視野，加快生活的節(jié)奏，對人們的社會生活產(chǎn)生了深刻影響。(2)通訊工具的變遷和電訊事業(yè)的發(fā)展，使信息的傳遞變得快捷簡便，深刻地改變著人們的思想觀念，影響著人們的社會生活。2．清朝黃遵憲曾作詩曰：“鐘聲一及時(shí)，頃刻不少留。雖有萬鈞柁，動(dòng)如繞指柔?！边@是在描寫 (

)A．電話B．汽車C．電報(bào) D．火車解析：從“萬鈞柁”“動(dòng)如繞指柔”可推斷為火車。答案：D[典題例析][例1]

上海世博會曾吸引了大批海內(nèi)外人士利用各種交通工具前往參觀。然而在19世紀(jì)七十年代，江蘇沿江居民到上海，最有可能乘坐的交通工具是 (

)A．江南制造總局的汽車B．洋人發(fā)明的火車C．輪船招商局的輪船D．福州船政局的軍艦[解析]由材料信息“19世紀(jì)七十年代，由江蘇沿江居民到上?！笨膳袛嘧钣锌赡苁禽喆猩叹值妮喆答案]

C[題組沖關(guān)]1．中國近代史上首次打破列強(qiáng)壟斷局面的交通行業(yè)是(

)A．公路運(yùn)輸 B．鐵路運(yùn)輸C．輪船運(yùn)輸 D．航空運(yùn)輸解析：根據(jù)所學(xué)1872年李鴻章創(chuàng)辦輪船招商局，這是洋務(wù)運(yùn)動(dòng)中由軍工企業(yè)轉(zhuǎn)向兼辦民用企業(yè)、由官辦轉(zhuǎn)向官督商辦的第一個(gè)企業(yè)。具有打破外輪壟斷中國航運(yùn)業(yè)的積極意義，這在一定程度上保護(hù)了中國的權(quán)利。據(jù)此本題選C項(xiàng)。答案：C2.右圖是1909年《民呼日報(bào)》上登載的一幅漫畫，其要表達(dá)的主題是(

)A．帝國主義掠奪中國鐵路權(quán)益B．西方國家學(xué)習(xí)中國文化C．西方列強(qiáng)掀起瓜分中國狂潮D．西方八國組成聯(lián)軍侵略中國解析：從圖片中可以了解到各國舉的燈籠是火車形狀，20世紀(jì)初的這一幅漫畫正反映了帝國主義掠奪中國鐵路權(quán)益。B項(xiàng)說法錯(cuò)誤，C項(xiàng)不能反映漫畫的主題，D項(xiàng)時(shí)間上不一致。答案：A[典題例析][例2]

(2010·福建高考)上海是近代中國茶葉的一個(gè)外銷中心。1884年，福建茶葉市場出現(xiàn)了茶葉收購價(jià)格與上海出口價(jià)格同步變動(dòng)的現(xiàn)象。與這一現(xiàn)象直接相關(guān)的近代事業(yè)是(

)A．電報(bào)業(yè) B．大眾報(bào)業(yè)C．鐵路交通業(yè) D．輪船航運(yùn)業(yè)[解析]材料主要反映了信息交流的快捷，故選A。[答案]

A[題組沖關(guān)]3．假如某愛國實(shí)業(yè)家在20世紀(jì)初需要了解全國各地商業(yè)信息，可采用的最快捷的方式是 (

)A．乘坐飛機(jī)赴各地了解B．通過無線電報(bào)輸送訊息C．通過互聯(lián)網(wǎng)D．乘坐火車赴各地了解解析：本題考查中國近代