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高光谱遥感图像融合技术与质量评价方法研究

作　者: 马一薇
导　师: 冯伍法
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 高光谱图像 图像融合 融合质量评价 层次分析法 非负矩阵分解 遗传算法
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 220次
引　用: 1次
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内容摘要


高光谱图像具有地物属性精细探测的能力和广阔的应用前景,高光谱图像处理与分析技术的研究正成为热点问题,但由于高光谱图像空间分辨率的提高受到限制,只有将其与高分辨率的遥感图像进行融合处理才能满足空间定位和属性获取的要求。本文在分析高光谱与高空间分辨率图像融合技术研究现状的基础上,深入研究了像素级融合方法,改进了非负矩阵分解融合方法,设计了基于遗传算法的融合方法,并对融合结果的质量评价方法进行了深入研究。主要完成的工作有:1.归纳了高光谱图像数据特点,分析了遥感图像融合的研究现状,强调了高光谱与高分辨率遥感图像融合的重要性。2.深入研究了像素级图像融合方法,介绍了高光谱图像预处理的内容和方法,阐述了图像融合中基于信息量和基于类间可分性的高光谱图像波段选择方法。在对多种像素级融合方法进行研究的基础上,分析了各种算法的实现方法并归纳总结了各自的优点和不足。3.分析了已有的遥感图像融合质量主、客观评价方法。为了实现综合评价的目的,将模糊综合评价应用到遥感图像融合的质量评价中,设计了基于层次分析法的融合图像质量模糊综合评价方法。试验结果表明:该方法具有兼顾主、客观因素,易于定量表达和区分优劣,评价结果精确等特点。4.在分析非负矩阵分解原理和实现方法的基础上,将IHS变换与非负矩阵分解方法相结合,改进了基于非负矩阵分解的图像融合方法。通过利用多光谱和高光谱数据进行试验,表明本文方法相对常用的融合方法具有克服光谱失真和保持图像信息量的优点,融合效果较好。5.对遗传算法的原理、流程和构成要素进行了研究,设计了基于遗传算法的图像融合方法。通过进行对比试验,分别对信息熵、相关系数和平均梯度等评价指标进行统计分析,表明了该方法具有方法灵活、信息互补优势明显的特点。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-11
    1.1.1 高光谱遥感数据特点  10-11
    1.1.2 遥感图像融合的必要性  11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 成像光谱仪技术  11-12
    1.2.2 遥感图像融合技术  12-14
    1.2.3 图像融合质量评价方法  14
  1.3 论文主要内容及安排  14-16
第二章 高光谱图像像素级融合研究  16-25
  2.1 融合预处理  16-17
    2.1.1 辐射校正  16
    2.1.2 几何校正  16-17
    2.1.3 图像配准  17
  2.2 高光谱图像波段选择  17-19
    2.2.1 基于信息量的波段选择  18-19
    2.2.2 基于类间可分性的波段选择  19
  2.3 像素级图像融合算法与分析  19-24
    2.3.1 常用融合算法  19-23
    2.3.2 融合算法特点分析  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 图像融合质量评价方法研究  25-38
  3.1 常用的图像融合质量评价方法  25-29
    3.1.1 主观评价方法  25
    3.1.2 客观评价方法  25-29
  3.2 基于层次分析法的模糊综合评价  29-33
    3.2.1 层次分析法  29-31
    3.2.2 层次分析法模糊综合评价的实现方法  31-33
  3.3 实验与结果分析  33-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 基于NMF的遥感图像融合改进方法  38-48
  4.1 NMF基本原理及研究现状  38-40
    4.1.1 NMF基本原理  38-39
    4.1.2 NMF研究及发展现状  39-40
  4.2 基于NMF的图像融合方法  40
  4.3 NMF融合改进方法  40-42
  4.4 试验结果与分析  42-47
  4.5 本章小结  47-48
第五章 遗传算法应用于图像融合的研究  48-64
  5.1 遗传算法基本原理  48-54
    5.1.1 遗传算法的基本流程  48-49
    5.1.2 遗传算法的构成要素  49-53
    5.1.3 遗传算法的应用  53-54
  5.2 基于遗传算法的图像融合方法  54-55
  5.3 实验结果与分析  55-63
  5.4 本章小结  63-64
第六章 总结与展望  64-66
  6.1 总结  64
  6.2 展望  64-66
参考文献  66-71
作者简历 攻读硕士学位期间的科研学术情况  71-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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