Page 139 - 测绘新技术的理论与实践研究

第四章 矿山环境遥感动态监测处理研究

过遥感影像预处理色彩、辐射匹配处理后，图像中未发生变化的地类目标在两个

时相的遥感图像上具有相等或相近的灰度值；当地物目标发生变化时，对应位置
的灰度值将产生较大差别，像素值可能增大或者减小。因此，在差值图像中，没
有发生变化区域的像素值接近 0；变化区域的像素值可能大于 0 或者小于 0，分
布于图像亮度值的两端，通过像素值差异使变化信息从背景影像中显现出来。

在两期遥感影像色彩与辐射匹配效果俱佳前提下，影像差值法优势在于原理
简单，操作快速，变化信息突出；不足之处在于“特征波段”的确定以及检测结
果变化阈值的确定。由于差值运算是像元对像元的变化检测运算，差值图像易产
生部分噪声，且仅凭差值结果难以确定变化的属性。综上分析，差值变化检测适

用于地物类型比较单一，色调纹理比较均匀，变化特征比较明显的影像；当影像
特征比较复杂时，该种方法可以辅助配合其他方法综合使用。
2. 影像比值法
影像比值法和影像差值法原理相似，采用比值影像来代替差值影像进行变化

检测。不同点在于两期影像进行比值运算后，比值结果影像的像素值非负。进行
比值运算之前同样要对两期影像的“特征波段”进行辐射匹配和色彩匹配，以减
小两期数据同种地物的像素差。如果两景影像地物（实际运算中体现为像素值，
即亮度）未发生变化，比值趋近于 1；反之则可能为变化信息。在实际应用中为

了方便阈值的选取，常将比值影像中亮度值小于 1 的像素求其倒数，这样就可
以使比值影像中所有影像的值大于等于 1，亮度值越大，属于变化区域的概率就
越大。
对比代数原理的两种变化检测方法可知，影像差值法和比值法都能有效发现

并显示两期以及多期遥感影像间的变化信息，由于进行代数运算涉及两期影像对
应波段之间的运算，变化检测结果的精确性与所选取的“变化特征波段”直接相
关；同时，两种代数运算方法存在不足之处：影像差值法对低亮度区域的变化不
敏感，对高亮度区域变化敏感；而影像比值法正好相反，对低亮度区域的变化敏

感，对高亮度区域的变化却不敏感。例如，在比值影像中，如果一个像素的值从
1 变到 3，生成的比值影像值就为 3，但如果有一个像素从 100 变到 200，虽然其
变化的绝对值达到 100，但在比值影像中的值只为 2。

三、光谱角法

光谱角技术（Spectral Angle Mapper，SAM，又称向量角）是应用于高光谱

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