一種基于地形的遙感線性構(gòu)造增強(qiáng)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于遙感地質(zhì)解譯技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種基于地形的遙感線 性構(gòu)造增強(qiáng)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] Landsat 80LI、ASTER等多光譜衛(wèi)星影像拍攝時光照方向與區(qū)域線性構(gòu)造特征方 向不一定匹配，某些特定方向的構(gòu)造特征受到太陽光照影響，而無法顯示出線性特征，從而 影響解譯效果。而基于DEM高程數(shù)據(jù)模型可模擬各個不同方向的光照效果（Roberts和 Cunningham，2008)，增強(qiáng)線性構(gòu)造的特征(Oronati等人，1992;Smith等，2001，2005)，使得 某些區(qū)域地表微小的構(gòu)造特征得以顯現(xiàn)。
[0003] 但是，僅僅利用基于高程數(shù)據(jù)模型得到的地形暈渲模擬圖色彩單一，地物特征匱 乏，一些水體、植被等重要地物無法在黑白圖上辨識，部分與陰影相似，導(dǎo)致解譯有一定難 度。本發(fā)明通過高程數(shù)據(jù)模型暈渲圖，疊加上多光譜影像，綜合多光譜影像色彩豐富可以顯 示地物特征的優(yōu)勢，以及高程數(shù)據(jù)模型增強(qiáng)地表構(gòu)造特征的優(yōu)勢，更好地進(jìn)行遙感地質(zhì)線 性構(gòu)造的解譯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服衛(wèi)星多光譜遙感影像單一光照的局限性，提供一種基于地 形的遙感線性構(gòu)造增強(qiáng)處理方法，充分利用不同光照模型，從而達(dá)到區(qū)域線性構(gòu)造特征的 最佳解譯效果。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明遙感線性構(gòu)造增強(qiáng)處理方法包括以下步驟：
[0006] S1:在影像的頭文件中查找多光譜影像拍攝的時間，結(jié)合拍攝區(qū)域的經(jīng)煒度信息， 利用公式推算出太陽高度角和太陽方位角。具體方法為：
[0007] 51.1:利用公式5丨11.11 = 5丨115 5丨!1爐+ (：〇5 5(：03爐〇)5.(?:推算出太陽高度角；
[0008] 其中h為太陽高度角；δ為太陽赤煒，sir^ = 0.39795cos[0.98563(N-173)]，N為日 數(shù)，自每年1月1日開始計(jì)算；免為當(dāng)?shù)責(zé)樁龋沪貫樘枙r角，ω =(12_t)*15°，t為遙感影像 當(dāng)天的拍攝時間，單位為h;
[0010] 其中A為太陽方位角;h為S1.1中求得的太陽高度角;δ和爐在S1.1中已經(jīng)說明。
[0011 ] S2:在ENVI中以Landsat -8等多光譜影像拍攝時間為基礎(chǔ)，利用S1中得到的太陽高 度角和太陽方位角，并將ASTER GDEM高程數(shù)據(jù)作為地形基礎(chǔ)，模擬該時間下的太陽光照地 形暈渲圖。
[0012 ] S 3 :以需要識別的線性構(gòu)造為基礎(chǔ)，在E N VI中利用T 〇 p g r a p h i c模塊中 ShadedRelief模型通過設(shè)定相應(yīng)的太陽高度角和方位角，模擬相應(yīng)的地形光照暈渲圖。
[0013]
多光譜影像原有的太陽光照地形模型；
[0014]其中I/α為去除影像原有太陽光照地形模型后的Landsat多光譜影像DN值；
[0015] La為原始遙感影像DN值；
[0016] L·為S2步驟中多光譜影像時間下的太陽光照地形暈渲圖，即像元所在地地表法線 與照明法線之間的角度余弦值；
[0017] C是為了使影像色澤清晰而添加的常數(shù)，可利用公式：
[0018] La=P · Ia+q
[0019] 通過一元線性回歸進(jìn)行模擬得到，
[0020] S5:利用公式LB = L%· (Ie+C)疊加上需要的太陽光照地形模型，以增強(qiáng)相應(yīng)的線 性構(gòu)造方向，獲得增強(qiáng)線性構(gòu)造方向的增強(qiáng)影像用于解譯分析。
[0021] 其中Lb為疊加上需要的太陽光照地形模型后的Landsat多光譜影像DN值；
[0022] 1/a為去除影像原有太陽光照地形模型后的Landsat多光譜影像DN值；
[0023] Ib為疊加需要太陽光照地形模型后的太陽天頂角；
[0024] C為S4中提到的一元線性回歸得到的常數(shù)。
[0025]通過S3中以地形為基礎(chǔ)的影像增強(qiáng)工作，可以模擬不同角度的太陽光照，通過S4 中去除影像原有太陽光照地形模型后的影像在S5中疊加上S3中得到的需要線性構(gòu)造方向 的太陽光照地形模型，使得相對應(yīng)的北西向、東西向、南北向的線性構(gòu)造都能得到較好得體 現(xiàn)，從而為遙感地質(zhì)解譯提供重要的方法革新。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明基于地形的遙感線性構(gòu)造增強(qiáng)處理方法的流程圖；
[0027]圖2為實(shí)施例中的附圖。其中圖a為Landsat-8多光譜影像假彩色合成圖（R:band7; G: band5;B: band4)，圖b是ASTER⑶EM高程數(shù)據(jù)影像；圖c是ASTER⑶EM太陽光照地形暈渲 圖（Landsat-8獲取時間的太陽高度角34.579643°，太陽方位角155.896000°)，圖d、圖e、圖f 分別是步驟3中利用公式計(jì)算后模擬需要的方位ASTER GDEM太陽光照地形暈渲圖（圖d增強(qiáng) 線性構(gòu)造北西向，設(shè)定太陽高度角30°，太陽方位角225° ;圖e增強(qiáng)線性構(gòu)造東西向，設(shè)定太 陽高度角30°，太陽方位角180° ;圖f增強(qiáng)線性構(gòu)造南北向，設(shè)定太陽高度角30°，太陽方位角 90° )，圖g、圖h、圖i分別是步驟5中利用步驟4得到的去除原有太陽光照地形模型后的影像 疊加在步驟3中如圖d、圖e、圖f所示的所需要方位的太陽光照地形模型上得到的增強(qiáng)影像 (圖g是增強(qiáng)北西方向線性構(gòu)造的影像；圖h是增強(qiáng)東西方向線性構(gòu)造的影像；圖i是增強(qiáng)南 北方向線性構(gòu)造的影像）。
【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，以便本專業(yè)領(lǐng)域人員更好理解本發(fā)明，而不 能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。同時，在以下敘述中對已知功能的實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)描述會淡 化本發(fā)明的主要內(nèi)容，因此這些描述將被省略。
[0028] 實(shí)施例
[0029]步驟1:在影像的頭文件中查找多光譜影像拍攝的時間，結(jié)合拍攝區(qū)域的經(jīng)煒度信 息，利用公式推算出太陽高度角和太陽方位角。具體方法為：
[0030] 步驟1 · 1:利用公式sin A = sin 6 sin:爐+ cos 5 cos:爐cos ω雅算出太陽高度角；
[0031] 其中h為太陽高度角；δ為太陽赤煒，sir^ = 0.39795cos[0.98563(N-173)]，N為日 數(shù)，自每年1月1日開始計(jì)算，；爐為當(dāng)?shù)責(zé)樁?；ω為太陽時角，co=(12_t)*15°，t為遙感影像 當(dāng)天的拍攝時間，單位為h;
[0033] 其中A為太陽方位角;h為SI. 1中求得的太陽高度角；δ和φ在步驟1.1中已經(jīng)說明。
[0034] 例如：實(shí)驗(yàn)中使用的1 andsat - 80LI遙感影像，時間2014-12 -1302:32:04，區(qū)域大約 位置煒度:28°2(Τ，經(jīng)度119°0(Τ