[发明专利]一种Landsat TM/ETM+图像中山体阴影区的光谱信息恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对Landsat TM/ETM+图像进行处理的方法，特别是一种Landsat TM/ETM+图像中山体阴影区的光谱信息恢复方法。

背景技术

一直以来，在遥感成像领域，Landsat TM/ETM+图像有着大量的应用，美国陆地卫星历经三代，第一代是Landsat-1卫星、Landsat-2卫星和Landsat-3卫星，第二代是Landsat-4卫星和Landsat-5卫星，第三代是Landsat-6卫星和Landsat-7卫星。TM是指美国陆地卫星4～5号专题制图仪Thematic Mapper所获取的多波段扫描影像，TM图像有7个波段，其波谱范围是：TM-1为0.45～0.52微米，TM-2为0.52～0.60微米，TM-3为0.63～0.69微米，以上为可见光波段；TM-4为0.76～0.90微米，为近红外波段；TM-5为1.55～1.75微米，TM-7为2.08～2.35微米，为中红外波段；TM-6为10.40～12.50微米，为热红外波段。因TM影像具较高空间分辨率、波谱分辨率、极为丰富的信息量和较高定位精度，从20世纪80年代中后期开始成为世界各国广泛应用的重要的地球资源与环境遥感数据源。

LANDSAT-7卫星的改进型主题测绘仪Enhanced Thematic Mapper Plus，也就是ETM+，是在TM基础上改进的。ETM+相对TM增加了1个金色谱段和2个增益区域，增加了太阳定标器，并提高了红外谱段的分辨率。

在Landsat TM/ETM+图像中，阴影现象普遍存在，阴影由高出地面的物体遮挡太阳直射光而形成，可以分为投射阴影，即是高物体遮挡光源而投射到地面的阴影，和自身阴影，即是物体自身未受到光源直射部分的阴影。可以参见Salvador，E.，Cavallaro，A.，& Ebrahimi，T.(2001).Shadow identification and classification using invariant color models.In IEEE International Conference on Acoustics，Speech and SignalProcessing，3，1545-1548.以及Yao，J.，& Zhang，Z.(2006).Hierarchical shadow detection for color aerial images.Computer Vision and Image Understanding，102，60-69.文献描述。在估测建筑物的形状和高度等三维结构重建方面，阴影有着积极的意义，然而在大部分图像处理和工程应用中，由于遥感图像中阴影区DN值相对偏低，光谱信息量相对较少，因此给地物类型的解译和地表覆盖分类等工作带来了很大的困难。尤其在山地区域，复杂崎岖的地形造成了山体阳坡和阴坡之间接收直射光照量的巨大差异，阴影现象尤为严重。