CBERS4多传感器数据融合--中巴空间技术合作的新结晶

数据融合 CBERS4 中巴资源卫星

摘要

相对于高分计划的GF1号，CBERS4卫星的数据利用率较低。其主要原因是其最高空间分辨率较低（5米），而且这个传感器还缺少蓝色波段，不能形成真彩色图像。中国科学院通过精细的多传感器融合方法将中方和巴西的两个传感器的数据有效结合，形成5米4波段的融合产品，可以和GF1/GF2形成同一模式的观测序列，增强对地观测的时效性。

CBERS4简介

资源一号卫星04星（CBERS-04）于2014年12月7日在山西太原卫星发射中心成功发射。CBERS-04卫星共搭载4台相机，其中5米/10米空间分辨率的全色多光谱相机（PAN）和40米/80米空间分辨率的红外多光谱扫描仪（IRS）由中方研制。20米空间分辨率的多光谱相机（MUX）和73米空间分辨率的宽视场成像仪（WFI）由巴方研制。多样的载荷配置使其可在国土、水利、林业资源调查、农作物估产、城市规划、环境保护及灾害监测等领域发挥重要作用。

CBERS-04卫星轨道参数

CBERS-04卫星有效载荷技术指标

其中中方的全色多光谱相机[简称CN]缺少蓝色波段，无法以普通人容易理解的真彩色展示地物内容。
其中巴西的多光谱相机[简称BR]有完备的四个波段（红绿蓝+近红外），但是分辨率较低（20米），应用效果有限。

BR幅宽（120公里）远大于CN（60公里），通常可以覆盖CN，即使CN存在一定的侧摆。
存在利用两个传感器的能力形成5米4波段产品（包括真彩色）的可能性。

数据融合方案

北京机场的部分图像，从左到右分别是20米，10米，5米的原始数据集

可以看到数据之间还存在百米左右的偏差，需要像素级别的精矫正

两步法融合：首先将20米和10米数据融合，再将结果和5米数据融合。从左到右分别是20米原始，10米融合，5米融合（最终结果）。

大幅面的融合演示

4波段和3波段在制图表现力上的差别

数据应用

通过多传感器数据融合形成5米4波段的产品，和高分计划的GF1/GF2模式基本一致，可以和GF1/GF2等形成可比较的可见光真彩色观测序列。

通过这些数据，我们构造M1合成数据集，即每月对指定区域的1米~5米尺度的持续观测。

北京大兴机场

CBERS4和GF1持续混合观测的多个实例：

北京大兴机场建设工程

重庆江北机场扩建工程

青岛港辽宁号航母