[发明专利]利用邻坡反射进行月球遥感图像阴影消除和信息恢复方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用邻坡反射进行月球遥感图像阴影消除和信息恢复方法，属于遥感技术与测绘学领域。

背景技术：

月球表面地形起伏，引起遥感图像像元与太阳相对位置和几何取向的变化，导致像元坡面上太阳光谱照度变化，改变了月球表面上遥感数字图像的像元遥感数值。这便是月球表面遥感数字图像的地形影响。地形影响改变了月球表面遥感图像信息，影响了遥感数字图像的质量和定量研究的精度。月球表面遥感数字图像的地形影响，特别是月球表面山体阴影的消除及其信息恢复，是月球表面遥感数字图像处理与深入应用研究中尚未解决的难题。至今为止，现有图像处理技术(包括微波遥感技术)，并没有从根本上解决这个重要的问题。因此，国内外所有公布的月球表面遥感图像无一例外地分布着地形阴影。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种利用邻坡反射进行月球表面遥感图像像元的阴影消除和信息恢复的方法。

为达到上述发明目的，本发明的构思是：

本发明是利用邻坡反射进行月球表面遥感图像像元的阴影消除和信息恢复的计算方法。首先利用与遥感图像匹配的DEM进行遥感图像阴影判断，将月球表面遥感图像的像元分为两类，非阴影像元和阴影像元。对非阴影像元进行反射率反演，利用此反射率计算阴影像元的邻坡反射辐射照度，从而反演阴影像元的反射率。利用阴影像元的反射率可以计算阴影像元在水平面上太阳直射光辐射照度的遥感值，从而将阴影像元去除阴影，恢复为水平面上具有太阳直射光辐射的遥感值。

根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种利用邻坡反射进行月球遥感图像阴影消除和信息恢复方法，其特征在于具体操作步骤如下：

1)月球遥感数字图像与数字高程模型DEM数据的获取与匹配；

2)月球遥感图像的阴影判断；

3)非阴影像元的反射率反演；

4)邻坡反射辐射照度的计算；

5)阴影像元的反射率反演；

6)阴影消除及信息恢复。

上述步骤2)月球遥感图像的阴影判断的步骤如下：

利用与遥感图像匹配的DEM和太阳位参数进行遥感图像的阴影判断，其判别原理为：H_ij≥θ_ij，式中H_ij为太阳照射方向上像元点与地面任一点在DEM上所成的高度角；θ_ij为太阳高度角；tgH_ij＝(h_KL-h_ij)/S_KL，式中h_KL和h_ij分别为DTM上的两点高度，S_KL为过P_ij点，太阳入射方向上的任意点P_ij，P_KL两点间的直线距离，这样在过P_ij点的太阳光入射方向上逐点进行以下判断即可确定P_ij是否为遥感图像的阴影。

上述步骤3)非阴影像元的反射率反演的步骤如下：

在月球表面遥感图像中，非阴影像元的反射率采用迭代算法来反演计算，并逐步逼近其真值；由于非阴影像元上太阳直射光照度大大的高于邻坡反射辐射照度，首先设非阴影像元仅获得太阳直射光照度，不考虑邻坡反射辐射，来进行地形改正反演非阴影像元的反射率Rij=π·DNsij′/K·Esij′,]]>式中为水平面上的太阳直射光辐射遥感分量和水平面上的太阳直射光辐射照度；然后利用此反射率计算目标像元的邻坡反射遥感值DN_rij＝K·R_ij·E_rij/π，从目标像元总遥感值中除去邻坡反射遥感值后，再重复进行地形改正反演目标像元的反射率R_ij，直到反射率值的变化量逼近某一很小的常数。

上述步骤4)邻坡反射辐射照度的计算的步骤如下：