1、引言
Relief Map（也称 Shad dedRelief Map 或 Hillshade Map，地形图），指通过制图手段在二维地图上展现出三维地表的形态，如 http://www.maps-for-fre ee.com/这里提供的地图，就是将阴影图和世界地图融合得到的。
在一些山地城市规划分析中，经常需要对当地的地形进行分析，一般我们使用GIS软件对其进行分析，一般情况下，在 GIS 软件中我们想得到类似的效果，都是将由 DEM 得到的灰度阴影图和彩色的 DEM 图层叠加，通过控制透明度来实现的，但是这种方式的视觉效果往往不令人满意，整个地图的色调显得非常的灰暗，而且阴影图模拟的起伏细节也显示得不够明显，本文会介绍一种图像融合的方式，既不会影响DEM 的色彩，又不丧失阴影图细节，实现软件为 ArcGIS。
2、技术操作流程
这里用的方法就是 Pansharpening，维基百科里给出的解释是也就是将一个高分辨率的单波段全色影像和一个低分辨率的多波段彩色影像融合，从而得到一个高分辨率的单波段彩色影像。这里我们用到的全色影像就是阴影图，而多波段是原始的 DEM 数据。
2.1 数据预处理
做地形图我们手头的必备数据就是 DEM，如果苦于没有 DEM 的同学，可以去http://srtm.csi.cg giar.org/inde ex.asp 看一下，山姆大叔还是很慷慨的，提供了 90M 分辨率的全球 DEM 下载，要么根据测绘地形图中等高线和高程点生成DEM，用到是ArcToolx中 Raster Interpolation ——> Topo to Raster
这么大的影像当然是分块的，咱可以根据经纬度的范围选择下载后再将其拼接起来，这些细节就不再赘述了，详见 ArcGIS Desktop Help 吧~，那么阴影图是如何得到的呢？这个常用的工具在 ArcGIS 中可以直接找到——Hillshade，这个工具是通过模拟太阳光照强度来展示地形的起伏效果，两个重要参数一个太阳入射角（默认值是 315 指太阳从西北方向入射，这里根据手头的数据我改为了135度），另一个是太阳方位角就取默认值，这样就得到了上图中间的阴影图，灰度值从 0-255，光照值大就是高地，值小的是洼地。
再下来要给 DEM 上色了，这步还是很关键的，这里用了 stretch 拉伸的方式渲染，选取一个合适的 color ramp，但是现在单波段怎么变成 RGB 的多波段 DEM 呢？这里要先在ArcMap 中 DEM 图层的右键菜单里选择导出，勾选下图中的use render 和 force rgb，这样准备工作就 ok 了。
2.2 影像融合
首先打开 Window 菜单下的 Image Analysis 窗口，同时选中 DEM 和阴影图，然后点击下面 Processing 面板中的 Pan-sharpen ning tool，这时就会生成一个新的图层，下面来一起设置一下这个图层的显示属性
右键属性，在 Functions s 面板中，右键打开 Pans sharpening Function 的属性，在 general里设置输出的像元类型，这里选择 8 bit unsigne ；然后在 Pan sharpen 里设置 Method为 Simple Mean，点击确定。右键 Pansharpening Function，选择 Insert——stretch function，勾选 Use Gam，相应的把每个波段的 ga amma 值设置为 0.5.
注：这里应用 gamma 校正， 是希望调整由于显卡或者显示器的原因令实际输出的图像在亮度上有偏差，当 Gamma 值等于 1 的时候，曲线为与坐标轴成 45°的直线，这个时候表示输入和输出密度相同。高于1 的 Gamma 值将会造成 输出亮化，低于 1 的 Gamma 值将会造成输出暗化。一些研究表明 Gam mma 值取 0.4 或 0.45 是最接近人类视觉系统的，这个还要自己来尝试，看看怎样得到的图像效果最好。
利用ArcGIS可以做出很好看的地形分析图，示意成果展示：
