《摄影测量和遥感的融合影像质量评价方法》
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作者简介：李兆辉（1987.08-）,男,山东省泰安市人,本科,中级工程师,研究方向：摄影测量与遥感.
摘 要： 摄影测量与遥感是一种先进的成像技术,可以与其他传感器有效结合起来,进行系统的观测记录,可以突破空间的限制,得到更加清晰、精准的高质量融合影像.通过对融合影像进行分析和比对,可以得到自然物体和自然环境的真实信息,其中对融合影像的质量进行评价尤为重要,本文对摄影测量与遥感的融合影像质量评价进行了讨论.
关键词： 摄影测量;遥感;融合影像
【中图分类号】TV951 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.051
引言：摄影测量与遥感技术通过对各种摄影设备的组合使用,可以有效提高图像的质量,得到更加精准信息,在工程领域有着广泛的应用.融合影像可以对不同影像进行整合,对图像进行调光处理,让图像更加立体,信息更加全面,融合影像的质量对于摄影测量工作尤为主要,因此需要对融合影像的质量进行多维度的评价.
1.摄影测量与遥感技术概述
摄影测量与遥感技术是指使用摄影机和多种传感器对摄影目标进行拍摄,采集图像信息,并对图像进行一定加工、处理,从而得到更加立体、精准的图像,通过对融合后图像进行分析,能得到更多有价值的信息.在实际应用中,摄影测量和遥感技术主要以数字影像为基础,通过拍摄确定摄影目标的形状、大小、空间位置和特征,然后利用数字摄影测量系统对图像进行测量处理和影像匹配,得到所需要的影像效果,并根据影像中的数据,建立数字地形图,方便对摄影目标进行全面的评估,在工程方面有着广泛的应用.对于与摄影与遥感技术来说,融合影像的质量关系着测量信息的可靠性、全面性和真实性,对数字地形图的精准度有着巨大影响,因此需要对摄影测量与遥感的融合影像质量进行全面的评价.
2.摄影测量与遥感的影像融合方法
在对摄影测量与遥感的融合影像进行评价之前,需要明确融合影像的融合方法,才能使評价更为准确和全面.摄影测量与遥感的影像融合方法主要有三种,分别是Brovey变换法、IHS变换法和高通滤波法.Brovey变换法是最常用的影像融合方法,原理是对不同传感器中的数据进行融合,不断调整光谱波段的参数,并对不同波段的光谱影像和分辨率影像进行计算,从而形成融合影像,使融合影像能体现出更加全面的信息.IHS变换法的原理是利用不同参数颜色的色度不同的现象,将光谱影像和全色影像结合起来,使灰度和亮度保持统一,并不断改变空间系统,使光谱波段和图像分辨率发生变化,得到不同色度的原始影像,并在IHS系统中进行融合,得到融合影像[1].
3.摄影测量与遥感的融合影像质量评价方法
3、1 主观评价法
融合影像主观评价法是指从评价者的主观视角,根据主观意识对融合影像进行评价,主要依据评价者的工作经验和理论知识.人眼对于融合影像的认知能力很强,对影像的变化更为敏感,主观评价法具有较强的参考性,评价效率也更高.在进行主观评价时,评价者需要从原始影像入手,根据原影像的分辨率、色度、准确度,确定具体的评判标准,可以将融合影像分为优、良、差几个等级,直接反应影像质量.评价者可以对融合影像展开观察,并与原版影像进行对比,进行综合性的考虑,评价融合影像的质量是否达到摄影测量的质量标准.主观评价法对评价者的个人能力和经验有着很高的要求,要选择在摄影测量行业基层从业过、并拥有丰富专业经验的工作人员,从专业角度和适应性出发,进行公正、合理的评价.但是主观评价法缺点也较为明显,根据评价者主观意识进行评价,将会导致评价过程中缺乏客观性,容易受外界因素影响,没有具体的数据统计和分析,可能会导致评价结果出现误差,与实际结果不符.
3、2 客观评价法
在客观评价法中,需要对融合影像的灰度、亮度、光谱信息、清晰度、色度、空间细节等方面进行评价,主要通过均方根误差、偏差指数、信息熵、平均梯度等指标,来对融合影像的质量进行判断.均方根误差能直接反映融合影像与原始图像的相似度,均方根误差值越小,则与原始影像的差异性越小,融合效果也就越好.信息量增加是融合影像的基本要求,信息熵能直接反映融合影像的信息量增加程度,信息熵的数值越大,则影像中的内容越丰富,信息越多.平均梯度反映着的融合影像的清晰度变化,也反映了影像微小细节变化的速率,平均梯度的数值越大,则影像清晰度越高.偏差指数反映着原始影像和融合影像在光谱信息上的匹配程度,偏差指数越小,则说明融合影像继承的光谱信息越多[2].通过这些指标的计算和比对,可以从多个角度,更加客观对融合影像展开评价,专业性更高,结果更加准确,能为摄影测量工作提供完善的数据支持.
3、3 几何质量评价法
几何质量反映着融合影像恢复原始影像的能力,几何质量的高低决定着融合影像能否用于摄影测量工作中.融合影像的几何质量可以通过统计影像上检测位置的线段误差,来进行比对分析,如果线段误差在摄影标准之内,则说明融合质量较好.线段误差可以在实地勘测中获得,也可以在与原始影像的比较中获得.具体统计时,可以在原始影像上选择一段均匀分布的线段,然后进行人工判断或算法匹配,在融合影像中找到相对应的线段,对两条线段的匹配性进行分析.在采用几何质量评价法评价融合影像时,要注意均匀分布检测位置,保证主要位置不存在空白的情况,这样才能在进行质量检测时找到对应的检测点.几何质量评价法可以保证融合影像评价结果的科学性和准确性,但是在实际评价中,对于评价者有很高的知识要求,需要评价者有丰富的摄影经验和专业的知识技能.在使用几何质量评价法时,需要注意评价过程中的各种细节,一个小细节出现失误或者没有做到位,就会导致评价结果出现巨大的偏差.
结论：综上所述,融合影像通过多种摄影技术,能对原始影像进行加工和处理,提高原始影像的分辨率、立体感,体现出更多有价值的信息.融合影像的质量对于摄影测量工作有着非常大的影响,需要采用主观评价法、客观评价法、几何质量评价法,来全方位的评价融合影像的质量,保证评价结果公平、科学,能为摄影测量提供更好的帮助.
参考文献
[1] 王俊慧,龙文贲.摄影测量与遥感的融合影像质量评价方法探讨[J].建筑工程技术与设计,2018,（20）：1904.
[2] 孙可可,樊涛,侯有为.摄影测量与遥感技术专业实践教学体系改革探讨[J].建筑工程技术与设计,2020,（17）：194.
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遥感引用文献:
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