航摄仪的简单分析.ppt

航摄仪的简单分析 组员：韩晓栋 贺腾霄 刘丹 胡航 姚枫 引言： 航空摄影具有成图速度快、精度高、不受气候及季节的限制等优点，因此航空摄影测量仍然是测制地形图获取影像的主要手段。航空摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量阶段,其传感器类型主要有光学摄影类型传感器和光电成像类型传感器。到目前为止，航空摄影机多数还是基于胶片的光学摄影机，随着数字技术与数字摄影测量的发展，大像幅的数字航空摄影机问世并开始使用。【1】? 一、光学摄影类型传感器 共同特点 :?是将搜集到的地物反射光在感光胶片上 直接曝光成像。 主要代表——框幅式光学航摄仪，这是基于胶片的光学模拟摄影机，所谓框幅式是指每次摄影机只能取得一帧影像，像幅尺寸多为23×23cm，具有较高的光学性能、摄影过程自动化，还有框标装置，即在固定不变的成片框上，四条边的中点各安装一个机械标志（框标）。 二、光电成像类型传感器? 共同特点 :?是将搜集到的电磁波能量，通过仪器内的光敏或热敏元件转变成电能后再记录下来，电能的变化可对应数字的变化,?因而可得到数字影像。 主要代表——电荷耦合器件CCD 数字航摄仪 : 是利用CCD将镜头所成影像的光信号转化成电信号，再把这种电信号转化成计算机可以识别的”数字信号”记录下来，最后转化成影像。 传统的胶片航摄仪：体积大、周期长、效率低、价格高数字摄影仪：体积小、周期短、效率高、价格低 当前国际上3种主流数字航摄仪：德国的DMC、瑞士 的ADS40、美国UCD 该系统是一种可用于高精度高分辨率的航摄影测量的系统。DMC镜头系统由8个镜头组合而成。其中4个全色镜头，4个多光谱镜头(红、绿、蓝以及近红外)。每个单独镜头配有大面阵的CCD传感器，4个全色镜头CCD传感器为7K×4K，4个多光谱镜头的CCD传感器3K×2K。 ?DMC数码航摄相机的镜头部分，全色镜头沿飞行方向呈2?X?2矩阵排列，每个镜头对应一个尺寸为4?096×7?168像素的 CCD阵列。全色镜头所获取的子影像存在一定程度的重叠，子影像通过后处理和拼接之后生成模拟中心投影的虚拟影像。多光谱镜头环绕全色镜头排列，获取竖直影像，多光谱影像与全色影像的覆盖范围相同，但分辨率较低。因此，DMC影像是面阵CCD成像方式，但不是严格的中心投影。 2、 ADS40 相机上集成了GPS和惯性测量装置，可以在无地面控制的情况下完成对地面目标的三维定位。 ADS40的成像方式不同于传统航摄仪，它得到的是多中心投影影像，每个扫描线对应单独的投影中心，拍摄到的是一整条带状无缝隙的影像，同一条航线的影像不存在拼接问题。 ADS40成像的最大特点就在于它的全色波段采用了前视、下视和后视3 个方向同时获取影像的办法。其中，前视方向与下视方向的夹角为28．4度，后视方向与下视方向的夹角为14．2度，加上RGB和近红外4个波段，这样使得ADS40可以利用一次飞行获得丰富的影像信息。 3、UCD 一次摄影可同时获取黑白、彩色和彩红外影像。 成像原理：基于传统航摄仪的中心投影，采用了8个小型镜头，相机底部中央由4个镜头组成全色波段镜头组，周 围布置了4个焦距为28?mm的镜头，负责对R、G、B和近红外波段感光。 4个全色镜头沿飞行方向排列，对应的9个面CCD呈3×3排列。当第一个镜头到达预定地点时，正中 心1个CCD被曝光；随机的飞行第2个镜头到达相同位置，四角的CCD以及R和B镜头对应CCD曝光；第3个镜头到达时上下2CCD 以及G和NIR镜头对应CCD曝光，第4个镜头到达时左右2个CCD曝光各CCD所获取的影像根据重叠部分精确配准，消除曝光时间误差造成的影响，生成一个完整的中心投影。 ? 基本参数的比较 分析 DMC、ADS40、UltraCamD这些具有代表性的数字航摄仪具有各自的特点，无论是线阵传感器还是面阵传感器，由数字航摄仪代替传统胶片航摄仪的优势是非常显著的。 结论 由分析可得：不同的传感器有不同的测量范围、测量精度、测量速度(?频率)?和适用条件。因此,?在实际应用中,?应该结合动态对象的具体特点,?从精度和经济性角度出发,?来选取最合适的传感器,?以正确地反映物体实际运动姿态。 参考文献 【1】王佩军，徐亚明·摄影测量学[M] ·武汉大学出版社 【2】徐进军，张民伟，何长虹·几种动态测量传感器综述[J] ·测绘信息工程2005（2）. 【3】高光星·数码航摄与传统摄影的比较探讨[J] ·地理空间信息，2007,5（1）：10-13. 【4】袁桂生，智爱玲·数字航摄仪在测绘项目中