本发明属于地质勘查领域，具体涉及一种岩石高光谱图像数据增强方法，该方法包括以下步骤：步骤(1)采集高光谱图像中有地面岩石分析测试验证的像元光谱为数据增强的样本；步骤(2)计算出每种矿物端元的光谱反射率x；步骤(3)计算每种矿物端元的单次散射反照率；步骤(4)计算混合矿物的单次散射反照率；步骤(5)将步骤(4)构建的混合矿物光谱转换为图像中的光谱反射率；步骤(6)将不同角度的混合矿物光谱反射率进行合并，制作数据增强后的岩石高光谱图像。本发明针对花岗岩、碳酸岩等岩石光谱做过大量实验研究，构建可用于深度学习的光谱样本数据集，适用性较强，对于其他地物的识别和分析工作也具有借鉴意义。