一种基于地形的遥感线性构造增强处理方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于遥感地质解译技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于地形的遥感线 性构造增强处理方法。
【背景技术】
[0002] Landsat 80LI、ASTER等多光谱卫星影像拍摄时光照方向与区域线性构造特征方 向不一定匹配，某些特定方向的构造特征受到太阳光照影响，而无法显示出线性特征，从而 影响解译效果。而基于DEM高程数据模型可模拟各个不同方向的光照效果（Roberts和 Cunningham，2008)，增强线性构造的特征(Oronati等人，1992;Smith等，2001，2005)，使得 某些区域地表微小的构造特征得以显现。
[0003] 但是，仅仅利用基于高程数据模型得到的地形晕渲模拟图色彩单一，地物特征匮 乏，一些水体、植被等重要地物无法在黑白图上辨识，部分与阴影相似，导致解译有一定难 度。本发明通过高程数据模型晕渲图，叠加上多光谱影像，综合多光谱影像色彩丰富可以显 示地物特征的优势，以及高程数据模型增强地表构造特征的优势，更好地进行遥感地质线 性构造的解译。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服卫星多光谱遥感影像单一光照的局限性，提供一种基于地 形的遥感线性构造增强处理方法，充分利用不同光照模型，从而达到区域线性构造特征的 最佳解译效果。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明遥感线性构造增强处理方法包括以下步骤：
[0006] S1:在影像的头文件中查找多光谱影像拍摄的时间，结合拍摄区域的经炜度信息， 利用公式推算出太阳高度角和太阳方位角。具体方法为：
[0007] 51.1:利用公式5丨11.11 = 5丨115 5丨!1炉+ (：〇5 5(：03炉〇)5.(?:推算出太阳高度角；
[0008] 其中h为太阳高度角；δ为太阳赤炜，sir^ = 0.39795cos[0.98563(N-173)]，N为日 数，自每年1月1日开始计算；免为当地炜度；ω为太阳时角，ω =(12_t)*15°，t为遥感影像 当天的拍摄时间，单位为h;
[0010] 其中A为太阳方位角;h为S1.1中求得的太阳高度角;δ和炉在S1.1中已经说明。
[0011 ] S2:在ENVI中以Landsat -8等多光谱影像拍摄时间为基础，利用S1中得到的太阳高 度角和太阳方位角，并将ASTER GDEM高程数据作为地形基础，模拟该时间下的太阳光照地 形晕渲图。
[0012 ] S 3 :以需要识别的线性构造为基础，在E N VI中利用T 〇 p g r a p h i c模块中 ShadedRelief模型通过设定相应的太阳高度角和方位角，模拟相应的地形光照晕渲图。
[0013]
多光谱影像原有的太阳光照地形模型；
[0014]其中I/α为去除影像原有太阳光照地形模型后的Landsat多光谱影像DN值；
[0015] La为原始遥感影像DN值；
[0016] L·为S2步骤中多光谱影像时间下的太阳光照地形晕渲图，即像元所在地地表法线 与照明法线之间的角度余弦值；
[0017] C是为了使影像色泽清晰而添加的常数，可利用公式：
[0018] La=P · Ia+q
[0019] 通过一元线性回归进行模拟得到，
[0020] S5:利用公式LB = L%· (Ie+C)叠加上需要的太阳光照地形模型，以增强相应的线 性构造方向，获得增强线性构造方向的增强影像用于解译分析。
[0021] 其中Lb为叠加上需要的太阳光照地形模型后的Landsat多光谱影像DN值；
[0022] 1/a为去除影像原有太阳光照地形模型后的Landsat多光谱影像DN值；
[0023] Ib为叠加需要太阳光照地形模型后的太阳天顶角；
[0024] C为S4中提到的一元线性回归得到的常数。
[0025]通过S3中以地形为基础的影像增强工作，可以模拟不同角度的太阳光照，通过S4 中去除影像原有太阳光照地形模型后的影像在S5中叠加上S3中得到的需要线性构造方向 的太阳光照地形模型，使得相对应的北西向、东西向、南北向的线性构造都能得到较好得体 现，从而为遥感地质解译提供重要的方法革新。
【附图说明】
[0026]图1是本发明基于地形的遥感线性构造增强处理方法的流程图；
[0027]图2为实施例中的附图。其中图a为Landsat-8多光谱影像假彩色合成图（R:band7; G: band5;B: band4)，图b是ASTER⑶EM高程数据影像；图c是ASTER⑶EM太阳光照地形晕渲 图（Landsat-8获取时间的太阳高度角34.579643°，太阳方位角155.896000°)，图d、图e、图f 分别是步骤3中利用公式计算后模拟需要的方位ASTER GDEM太阳光照地形晕渲图（图d增强 线性构造北西向，设定太阳高度角30°，太阳方位角225° ;图e增强线性构造东西向，设定太 阳高度角30°，太阳方位角180° ;图f增强线性构造南北向，设定太阳高度角30°，太阳方位角 90° )，图g、图h、图i分别是步骤5中利用步骤4得到的去除原有太阳光照地形模型后的影像 叠加在步骤3中如图d、图e、图f所示的所需要方位的太阳光照地形模型上得到的增强影像 (图g是增强北西方向线性构造的影像；图h是增强东西方向线性构造的影像；图i是增强南 北方向线性构造的影像）。
【具体实施方式】 下面结合附图对本发明进行进一步描述，以便本专业领域人员更好理解本发明，而不 能以此来限制本发明的保护范围。同时，在以下叙述中对已知功能的实现的详细描述会淡 化本发明的主要内容，因此这些描述将被省略。
[0028] 实施例
[0029]步骤1:在影像的头文件中查找多光谱影像拍摄的时间，结合拍摄区域的经炜度信 息，利用公式推算出太阳高度角和太阳方位角。具体方法为：
[0030] 步骤1 · 1:利用公式sin A = sin 6 sin:炉+ cos 5 cos:炉cos ω雅算出太阳高度角；
[0031] 其中h为太阳高度角；δ为太阳赤炜，sir^ = 0.39795cos[0.98563(N-173)]，N为日 数，自每年1月1日开始计算，；炉为当地炜度；ω为太阳时角，co=(12_t)*15°，t为遥感影像 当天的拍摄时间，单位为h;
[0033] 其中A为太阳方位角;h为SI. 1中求得的太阳高度角；δ和φ在步骤1.1中已经说明。
[0034] 例如：实验中使用的1 andsat - 80LI遥感影像，时间2014-12 -1302:32:04，区域大约 位置炜度:28°2(Τ，经度119°0(Τ