实验研究・ 基于目标检测的多源遥感图像融合技术研究 毛颖 成都61000o) (四川大学电子信息学院,四川摘 要:多源遥感图像在当代社会中起着越来越重要的地位,无论是在民用领域抑或是军事领域。遥感图像具有自身的牦最,而spot图像与 Radarsat—lsAR图像正是其中2种主要的类型 多源遥感图像融合技术的成功也正是基于目标特征的前提下而获得的。本论丈正是对此话题 展开了一定程度的分析与研究。 关键词:目标检测;多元遥感图像;融合技术;Spot ̄像;Radarsat-iSAR ̄]像 1前言 像素级、特征级、决策级“ 等组成了信息融合过程的主要 方面。而在这三者中,特征级又处于极其关键与引人瞩目的焦 点。从当前的科学技术的发展情况来看,新型、发达已经成为了 一个国家自身强大的关键因素及其制胜点。同时,从军事的层 面上看,高新技术亦是促进武器装备改进、提高的重要方式。 从上个世纪60年代以来,利用信息作为军事战争的重要方式也 层出不穷,例如海湾战争(1991)、科索沃战争(1999)还有伊拉 克战争(2004)等。在信息战中,通过卫星遥感技术实行图像 的融合是其中主要的途径之一,能够有效地对军事目标进行定 位、监视敌情动态,根据实情进行调整战略模式。 将遥感技术多元化,是将原本遥感技术实行丰富、拓展的 方式。在多源遥感图像的功能下,即使对于同样的目标也能够 提取出迥异的信息,通过这些信息资料,可以从不同的层面上 得到目标多元化的特征。当然,由于信息提取本身存在着一定的 误差,因而,将这些不同的信息进行优化流程的融合,则能够起 到双向的效果,既能保留原本信息的真实性,又能够对其中干 扰的无用信息进行一定程度的删汰,从而使得信息精确性的科 学性更为明显。 从方法论上看,多源遥感图像配准的方法工具在光学遥感 以及SAR图像的融合的技术中占据着十分重要的地位。从具体 的作用而言,通过多元遥感配准的研究工具快捷地而又有机实 现光学遥感以及图像融合的技术,并能够保证目标的精确度。 虽然通过传统高精度配准的途径也能够达到万x数万像素的要 求,但在时间上则要远远地大于运用新型的高科技方式,这也 无妨满足多源遥感技术迅捷的要求。此外,控制点的搜寻也是 一项充满技术性的环节,而这一点也同样无法轻易地在传统的 高精度配准方法中实现。 本论文主要是在基于目标检测的前提性的论析上,将研究 的对象聚焦于多源遥感图像融合技术的层面。在具体方法工具 的借用上,本文基于分析图像本身所具有的坐标信息之上,着 眼于对于可见光的数据的测试情况,采取相关的样本进行本体 化特征化的分析,根据实际情况展开了单源遥感图像的融合及 时研究,并合理地提出了与之匹配的融合技术方案。 2遥感图像目标特征及其作用浅析 遥感本身而言是具有学科交叉、跨学科的特点,它在电子、 地理、光学、计算机等学科上都已经被广泛地运用。其中,在民 用与军用等领域内,都具有较为广泛的使用。前者如天文气象、 地形地势、防旱防涝、环境监控等,后者则主要运用于战略侦 察、战术侦察、军事测绘以及海洋监测等范畴。尤其在后者中, 侦察卫星、航天器等工具效用的最大化发挥与遥感图像自动化 的程度密切相关。只有当遥感图像的接受以及处理2个环节上都 达到了高效率的时候,才能够起到遥感图像本身的实际作用。 从特点上看,遥感图像融合技术虽然不与监测的目标发生 直接的关系,但却能够精准地其进行定位、判断、识别。从地域 上来看,遥感技术也不局限于一国之内,而是全球一体化的。在 目标识别的层面上,它也弥补了传统中仅仅关注于“模式类别定 义”、“感知环境”、“模式表示”、“特征提取和选择”、“聚类 分析、”“分类器的设计与学习、训练” 等层面话题的不足之 处。它关注上述几个层面之间内在的关系及其内部所包孕的深 层次信息。从信息数据的文件大小、种目、形态上看,也是以往 传统型系统所不能比拟的。 为了更好地说明遥感图像目标的特征,我们具体以其运用 于军事方面的情况加以分析。在军事战争过程中,起着重要媒 介的是自然是交通运输。交通整体性部分主要含纳了训练基地 以及围绕训练基地为核心的建筑设施。由于建筑设施本身在空 间方位上处于一种互相平行且保持一定距离的特征,在几何关 系上也具有中心均衡化的特点。在具体遥感图像的分布上,通 过2种不同分辨率的图像一一即图像分辨率5m的Spot图像以及 图像分辨率为6.25m的Radarsat--iSAR图像来具体分辨其迥异 的特征: 首先,对于Spot图像而言,由于其在目标地域上的分类显 示出细致化的特点,因此,对于区域的定位捕捉也显得比较精 确,包括其大小比例、外形等指标内容。然而,其不足之处也十 分明显,即并不能完全排除外界因子的介入。就建筑设施而言, 其本身具有较大的灰度参数,因此,在与其周边的非建筑群的 区分程度上并不显现,因而进一步导致漏警现象的发生。此 外,训练基地的测量数据也并不能完全达到纯粹的程度,尤其 是灰度与纹理的维度上则显示出更为错杂的状况。 其次,Radarsat--iSAR图像本身具有揭示内部真实情况, 并最终达到去伪存真的效果。在该图像的影响下,建筑设施能 够以角反射的方式、以条状亮点的形态回应该图像所造成的影