CN103778408A - 一种dem数据图像与山区光学遥感配准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DEM数据图像与山区光学遥感影像配准方法。由余弦光学模型、反余弦光学模型与DEM组成彩色图像和光学遥感影像进行配准，其中余弦光学模型、反余弦光学模型、DEM数据图像分别赋予红、绿、蓝；利用余弦光学模型、反余弦光学模型与DEM组成彩色图像和光学遥感影像进行配准，配准完成后提取DEM波段，在光学遥感影像与DEM数据的图像配准的过程中克服了人眼对DEM的灰度图像颜色不敏感的特点，新组成的DEM数据的图像有坡度、坡向、彩色，制作图像过程简单，配准过程操作方便，减少了工作量，提高了工作效率。

Description

一种DEM数据图像与山区光学遥感配准方法

技术领域

本发明涉及一种DEM数据图像的处理方法，特别是一种DEM数据图像与山区光学遥感影像配准方法。 

背景技术

在传统的DEM数据图像与遥感影像配准过程中，在DEM数据灰度图像中地面控制点的准确选取一直是一个难以解决的问题，通常采用对DEM数据灰度图像直接配准，单个光学模型灰度图像配准，以上的各种方法均存在着其缺点： 

①在DEM数据图像与光学遥感影像配准过程中，应用地面控制点对DEM时时配准，受坡向、坡度、图像灰度等级等因素的限制，使地面控制点难以准确选取，限制了图像的准确配准；

②采用光学模型对DEM数据图像进行配准，需要精确选出地面控制点，单个的光学模型是灰度图像，人眼对灰度图像不敏感，地面控制点不易准确选取时，限制了DEM数据图像的精确配准；

所以在DEM数据图像与光学遥感影像配准方法易受人眼对图像灰度等级不敏感因素的限制，使DEM数据图像难以配准，限制了传统方法的使用，且工作量大、精度不高，因此，实现对DEM数据图像精确配准成为本领域科技人员急待解决的问题。

发明内容

为了克服现有DEM数据图像与光学遥感影像配准过程不可避免地带来的很多缺点，提高配准精度和工作效率，本发明的目的是提供一种DEM数据图像与光学遥感影像配准及其使用方法，实现在无法快、速精确配准DEM数据图像的条件下DEM数据图像的快速、精确配准，克服了现有技术存在的缺点。 

本发明的目的是这样实现的：由两幅光学模型图像和一幅DEM数据图像组成彩色图像，其中一幅为cosi光学模型图像，一幅位i光学模型图像。 

DEM数据图像与两幅光学模型图像组成彩色图像，其中两幅光学模型图像由坡度图、坡向图、天顶角、太阳方位角，坡度图、坡向图由DEM数据图像利用软件转换得到；太阳方位角、天顶角由基准遥感图像获得，其中天顶角=90°-太阳高度角。 

一种实现光学遥感影像与DEM配准方法，首先，利用DEM数据生成坡度图、坡向图，使坡度图、坡向图的角度转换成弧度角；然后，在生成坡度图、坡向图的基础上，利用光学遥感影像的太阳高度角和方位角，由数模 

和

得出余弦光学模型、反余弦光学模型图像；最后，对余弦光学模型图像、反余弦光学模型图像和DEM数据图像进行波段组合，将余弦光学模型图像、反余弦光学模型图像和DEM数据图像分别赋予红、绿、蓝波段，利用遥感图像处理软件对光学遥感影像与新组成的彩色DEM数据图像进行配准，配准完成后利用遥感图像处理软件提取DEM单波段数据图像。 

本项发明与现有技术相比具有以下优点： 

①    DEM配准时，不用DEM灰度图像，克服了人眼对灰度图像的灰度不敏感和对山区阴阳坡交界处分辨不清的缺点；

②    配准过程简单、操作方便，减少了工作量，提高了配准时地面控制点选择的准确率及工作效率。

附图说明

以下附图仅旨在对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中： 

图1是余弦光学模型图；

图2是反余弦光学模型图；

图3是DEM模型图；

图4是彩色DEM模型图；

图5是光学遥感影像与DEM数据的图像配准实现流程图。

具体实施方式

利用DEM数据的图像与光学遥感影像配准方法与现有方法不同，作了很大改进，具体是： 

由一幅DEM图像和两幅DEM派生光学模型图像组成彩色DEM图像，其中一幅光学模型位为cosi光学模型图像，另一幅为cosi的反三角函数模型图像，cosi光学模型图像、cosi的反三角函数图像、DEM图像组成新的彩色图像。DEM的cosi光学模型图像能体现出山区阴阳坡的界限，DEM的cosi的反三角函数图像也能体现出阴阳坡的界限，而两个光学图像体现阴阳坡的重点是相反的；DEM图像体现高程信息。具体实施方式如下：

在DEM图像配准的过程中，根据DEM图像特点，如图所示：首先，对DEM数据图像进行坡度转换，得到坡度图，对DEM数据图像进行坡向转换，得到坡向图；然后，根据要与之配准的Landsat TM/ETM+遥感影像，根据遥感影像的太阳高度角得到天顶角，根据太阳方位角，结合坡度图、坡向图利用光学模型

得到cosi，同时通过光学模型

得到i；最后，将得到的cosi图像、i图像和DEM数据图像进行波段组合，三幅灰度图像分别赋予RGB彩色模型的R、G、B，得到新的彩色图像后与基准的遥感图像进行图像配准，配准完成后提取单个DEM数据图像即为陪住后的DEM数据图像。

Claims (3)

1.一种DEM数据图像与山区光学遥感影像配准方法，其特征是：由余弦光学模型、反余弦光学模型和DEM组成，其中余弦光学模型灰度图像赋予红，反余弦光学模型灰度图像赋予绿，DEM灰度图像赋予蓝，将三种图像进行红绿蓝组合成彩色图像。

2.根据权利要求1所述的一种DEM数据图像与山区光学遥感影像配准方法，其特征是：余弦光学模型灰度图像、反余弦光学模型灰度图像和DEM灰度图像组成彩色图像，其中余弦光学模型根据基准的光学遥感影像获得的太阳高度角和太阳方位角有关，坡度角、坡向角要转换为弧度角，天顶角（由90-太阳高度角得到）、太阳方位角要转换为弧度角。

3.一种实现权利要求1所述的DEM数据图像与山区光学遥感影像配准方法，其特征是：首先，利用DEM数据生成坡度图、坡向图，使坡度图、坡向图的角度转换成弧度角；然后，在生成坡度图、坡向图的基础上，利用光学遥感影像的太阳高度角和方位角，由数模                                                

和

得出余弦光学模型、反余弦光学模型图像；最后，对余弦光学模型图像、反余弦光学模型图像和DEM数据图像进行波段组合，将余弦光学模型图像、反余弦光学模型图像和DEM数据图像分别赋予红、绿、蓝波段，利用遥感图像处理软件对光学遥感影像与新组成的彩色DEM数据图像进行配准，配准完成后利用遥感图像处理软件提取DEM单波段数据图像。

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