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Pansharpening – Simple Approaches and their Evaluation Panschärfung – Einfache Ansätze und ihre Bewertung

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Abstract:

Fusing data of different resolution and possibly of different sensors has been already addressed for a long time. With the development of high-resolution optical satellite systems, fusion techniques became more important with the task to fuse low-resolution multispectral with high-resolution panchromatic data of the same sensor. Therefore the requirements with respect to consistency and maintaining the spectral properties increased. Older simple approaches – simple with respect to implementation within toolboxes of image processing and remote sensing software packages – often fail to fulfil this requirement mainly because properties of the data are not taken into account. Spectral consistency was not required for the intended application. This led to the development of more sophisticated and complex approaches. Nonetheless the simple approaches may provide data for visualisation with just a few improvements. In this contribution simple pansharpening approaches and improvements are discussed and applied. The results are quantitatively evaluated based on the criterion proposed by Wang & Bovik (2002) already adapted to four channels by Alparone et al. (2004), but here extended to image data with arbitrary number of channels.

German
Nicht erst seit der Verfügbarkeit hochauflösender Satellitendaten sind zahlreiche Verfahren für die Fusion von Daten unterschiedlicher Auflösungen entwickelt worden. Stand zu Beginn der Entwicklungen häufig die Fusion von Daten unterschiedlicher Sensoren zur Visualisierung im Vordergrund, so liegt der Schwerpunkt der Entwicklungen heute auf der Fusion der multispektralen und der panchromatischen Daten von hochauflösenden Sensoren wie QuickBird. Hierdurch ergeben sich andere Anforderungen an die Verfahren hinsichtlich der spektralen Konsistenz der pangeschärften Daten. Einfache Verfahren – hinsichtlich Realisierung innerhalb einer Toolbox von Bildverarbeitungs- oder Fernerkundungssoftware – wie das Verfahren nach Brovey genügen diesen Anforderungen in der Regel nicht, da sie oftmals nicht die Eigenschaften der Eingangsdaten berücksichtigen. Dies führte zur Entwicklung von komplexeren Verfahren, jedoch können einfache Verfahren durch geringe Modifikationen verbessert werden, so dass auch sie zu spektral konsistenteren Ergebnissen führen. In diesem Beitrag werden einige einfache Verfahren zur Panschärfung und deren Modifikationen vorgestellt. Die Ergebnisse werden anschließend quantitativ bewertet. Diese Bewertung erfolgt auf der Grundlage des von Wang & Bovik (2002) vorgeschlagenen Bewertungsmaßes. Dieses ist von Alparone et al. (2004) auf der Basis von Quaternionen für Daten mit vier Kanälen angepasst worden und wird hier für Daten mit beliebiger Anzahl von Kanälen verallgemeinert.

Keywords: DATA FUSION; PANSHARPENING; QUALITY ASSESSMENT

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/1432-8364/2009/0024

Publication date: October 1, 2009

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  • Photogrammetrie - Fernerkundung - Geoinformation (PFG) is an international scholarly journal covering the progress and application of photogrammetric methods, remote sensing technology and the intricately connected field of geoinformation processing.

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