从上图目视效果看,IHS融合图像色调发生了变化,纹理较清晰;Brovey融合影像空间分辨率较低,色调与真实地物较接近;主成分方法融合影像分辨率较低,纹理清晰度较好;小波融合影像色调发生了较大的变化,影像纹理较模糊,空间分辨率不高,有一定的光谱畸变;GS融合影像空间分辨率高,纹理较清晰,发生了一定程度的光谱畸变;乘积融合图像能较好的反映真实地物,在色彩、色调以及影像分辨率、纹理清晰度和地物识别等方面均优于IHS融合、Brovey变换、主成分变换、小波变换和GS变换方法.通过上述比较定性分析,可以发现乘积变换方法应用于此次数据的保真效果较好,所以本次研究中采用的是乘积变换方法对数据进行融合.
3.2 高分数据几何精度分析
本文几何精度参考数据采用了2010年USGS制作的全球陆地测量数据GLS, 通过对比分析判读高分数据和SPOT5数据的几何精度.
选取均匀分布在影像上的22个控制点,其控制点所在的位置如图 2所示.通过计算不同波段间的同名控制点的坐标差值、总差值、均方根误差以及相应线段间的差值来评价影像波段间位移以及内部精度,结果如表 1和表 2所示.
由表 1可知,高分数据在x、y方向上的波段间位移总值最大为3.3 m, 均值小于0.2 m, 即不到0.1个像元,RMS小于1,总RMS小于0.8;而SPOT5数据在x、y方向上的波段间位移总值最大为6.3 m, 均值小于0.3 m, RMS小于0.9,总RMS小于0.8.由于选取控制点的过程中必然会存在误差,在11000比例尺下控制点的误差范围控制在1 m范围内,因此可认为:1)高分数据与SPOT5数据波段间无像元错位现象,图像较清晰,波段间没有明显的位移情况;2)高分数据的波段间位移均值均小于SPOT5数据,在一定程度上高分一号卫星影像还比SPOT5卫星影像稳定.
从表 2可以看出,高分数据内部控制点边长与GLS2010数据对应边长相比,相对误差均低于0.35%,且其均值为0.03%,可以看出高分数据的影像内部没有明显的畸变与扭曲现象,而SPOT数据内部对应控制点边长与GLS2010数据相比,相对误差均值为-0.01%,可见高分数据较SPOT数据相比,存在畸变和扭曲,但是影响很小.
表 2 影像内部同名控制点连线边长误差/mTable 2 Comparison of side length error between image control points/m
3.3 高分数据辐射质量分析
本文选用了灰度均值、方差、偏斜、陡度、信噪比和信息熵6个评价指标来定量的分析图像的辐射质量.
3.3.1 辐度对比分析
辐度分析指标计算结果如表 3所示.从表中数据可以看出高分数据的均值较低,可见高分数据的整体辐射状况 稍差于SPOT5数据,高分数据与SPOT5数据的灰度均值相差-11.26%(-19.11),方差均值相差 -88.84%(-8129.73),表明高分数据的整体辐射范围小于SPOT5数据,SPOT5数据的图像灰度分布范围更广.在影像的偏斜度与陡度方面,高分数据的偏斜度均值为0.00002698,而SPOT5数据是-0.20150511039,可见高分数据直方图偏离平均值的程度较大,且不对称部分的分布趋向正值,SPOT5数据恰恰相反,偏离程度较小且趋向负值,高分数据与SPOT5数据的陡度均值相差355%(0.20150511355),高分数据比SPOT5数据的图像直方图动态范围小.综上,SPOT5数据的辐射状况较好,灰度分布范围更广,形态更加均匀,直方图的动态范围较大.
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