GF-5高光谱与GF-1、GF-2、Sentinel-2A多光谱融合(一)

参考:Fusing China GF-5 Hyperspectral Data with GF-1,
GF-2 and Sentinel-2A Multispectral Data: Which
Methods Should Be Used?,Kai Ren

简介

中国的高分5号于2018年发射,他搜集的高光谱图像为330波段、分辨率为30米、条带宽度为60公里。光谱范围为400nm-2500nm,其中,VNIR的分辨率为5nm,SWIR的分辨率为10nm。与其他卫星相比,具有一定优势:
在这里插入图片描述
但是它的空间分辨率比较低,因此需要将它的数据与GF-1,GF-2 ,Sentinel-2A三个多光谱数据融合,在保持光谱分辨率的同时提高空间分辨率。
现今HS-MS融合主要分为4大类:

  1. 成分替代(CS)。基于cs的方法是基于投影变换的经典图像融合方法,典型的例子有强度-色彩饱和(IHS)、主成分分析(PCA)和Gram-Schmidt (GS)。
  2. 多分辨分析(MRA)。基于mra的方法来源于多分辨率分析,通过将MS数据的详细信息注入再采样HS数据,提高HS数据的空间分辨率;例如,“a trous”小波变换(ATWT)和抽取小波变换(DWT)。
  3. 基于子空间的方法。基于子空间的方法可以找到两个输入图像的公共子空间,通常可以利用机器学习提高HS数据的空间分辨率。其中主要包括基于非混合的算法如稀疏空间谱表示、基于贝叶斯的算法如基于Sylvester方程的快速融合以及基于深度学习的方法如双分支卷积神经网络。
  4. 基于颜色映射的方法。基于颜色映射的方法通过颜色映射提高HS数据的空间分辨率;例如,混合颜色映(HCM)。

上述方法在Yokoya论文中有详细介绍,然而其采用的是模拟数据,在真实情况中,问题会变得更加复杂。

数据

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

GSA

GSA的大体思想是通过计算HS和MS各波段之间的相关关系,转化为若干组MS-PAN的融合。通过矩阵变换,将MS转到其他特征空间,PAN经过直方图匹配后去替代MS里的某个分量。各组做好融合后,再将若干个MS’ ”拼接“起来成为HS’。
在这里插入图片描述
式中,HS^表示我们的target图,HS~表示上采样后的HS,下标表示第几个波段的矩阵。我们事先将HS波段分为m组,每组有n个波段。m=MS的波段数。m*n为HS的总波段数。把上面问题简化为MS-PAN:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
gk=在这里插入图片描述
wi由在这里插入图片描述计算,PL为下采样的PAN。

发布了7 篇原创文章 · 获赞 0 · 访问量 165

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_40640440/article/details/105303231