大多数高分辨率卫星把“清晰”和“彩色”分开卖:全色(PAN)分辨率高但没有颜色,多光谱(MS)有颜色但分辨率低。融合就是给全色影像“上色”,输出一张高分辨率彩色图。
| 卫星 | 全色 | 多光谱 | 融合后 | 倍率 |
|---|---|---|---|---|
| 高景一号 | 0.5 米 | 2.0 米 | 0.5 米彩色 | 4× |
| 北京三号 | 0.5 米 | 2.0 米 | 0.5 米彩色 | 4× |
| 高分二号 | 0.8 米 | 3.2 米 | 0.8 米彩色 | 4× |
| 高分一号 | 2.0 米 | 8.0 米 | 2.0 米彩色 | 4× |
| 资源三号 | 2.1 米 | 5.8 米 | 2.1 米彩色 | 约 2.8× |
| WorldView-3 | 0.31 米 | 1.24 米(8 波段) | 0.31 米彩色 | 4× |
| 算法 | 空间增强 | 光谱保真 | 适用 |
|---|---|---|---|
| Brovey | 好 | 差(颜色容易偏) | 只做目视出图 |
| IHS | 好 | 较差(有明显色偏) | 快出图,不追求色彩 |
| Gram-Schmidt | 好 | 较好 | 通用首选,ENVI 默认 |
| PCA | 中 | 中 | 特定场景,不常作首选 |
| NNDiffuse | 好 | 好 | 光谱要求较高时 |
| Pansharpening(比值变换) | 好 | 较好 | 工程化批量处理 |
没有“最好”的算法,只有匹配用途的。做目视判读,Brovey 出来的图更锐;要做 NDVI 或水质反演,必须用光谱保真好的算法,而且即便如此,融合后的光谱也已经不是原始光谱。
融合本质上是把高分辨率的亮度信息注入到低分辨率的光谱里,多光谱的原始辐射值已经被改变。融合后的 NDVI、叶绿素浓度、悬浮物浓度都不能直接与原始多光谱的结果对比,也不能用于严格的定量反演。
正确做法:
| 维度 | 怎么看出来 |
|---|---|
| 空间细节 | 融合后是否真的达到全色分辨率,道路边缘是否锐利,有无“糊” |
| 光谱保真 | 植被是否仍为绿色而非灰绿,水体是否仍为深蓝/青,裸土色调是否合理 |
| 配准 | 全色与多光谱先要严格配准,否则融合后出现彩色重影(“彩色镶边”) |
| 无明显伪影 | 有无块状、条带、局部过饱和 |
彩色镶边是最高频的问题,根源在配准不在融合算法。全色与多光谱如果在融合前没对齐到亚像素级,融合结果一定镶边。
我们提供同区域的全色、多光谱、融合后三份对比样例,可以直接看融合效果值不值。见 样例数据。
会。融合把全色亮度注入多光谱,原始辐射值被改变,颜色一定与原始多光谱有差异。算法好的(Gram-Schmidt、NNDiffuse)差异小,算法差的(Brovey、IHS)色偏明显。追求完全不失真就不可能融合。
不建议。NDVI 依赖红与近红外的原始反射率比值,融合改变了这些值,算出的 NDVI 不能与原始多光谱结果对比,也不能用于定量反演。正确做法是用原始多光谱算 NDVI,把结果叠加到融合影像上显示。
全色与多光谱没有严格配准。两颗传感器成像时间、视角略有差异,融合前必须做亚像素级配准,否则高频的彩色边缘对不上全色边缘,形成红蓝镶边。这跟融合算法无关。
目视出图首选 Gram-Schmidt(ENVI 默认),空间增强好、色偏小;光谱要求高用 NNDiffuse;只求快、不在乎颜色可以用 Brovey 或 IHS。没有普适最优,要看用途。
不能。融合上限是全色影像的分辨率。高分二号全色 0.8 米,融合最多到 0.8 米;要 0.5 米必须用高景一号、北京三号这类原生 0.5 米全色的卫星。
不是。只要全色黑白图就能判读建筑与道路的,可以不做;需要彩色来区分地物类型(植被/裸土/水体/建筑)的,必须做。另外做定量分析的不该做融合。
提供目标区域坐标(或范围文件)与时间窗口,我们可先做存档免费检索,确认有无可用影像及云量情况,再决定采购或编程拍摄。
报价说明:亚米级高分辨率影像按平方公里计价(25 km² 起订);中低分辨率多按景计价。具体价格随卫星、时相、云量与采购方式浮动,需按实际需求核算。详见 按面积购买规则 与 按景购买规则。