UCD数码航测相机效率分析.pdf

UCD 数码航测相机效率分析 喻鸣 向浩 （湖北省第二测绘院武汉430071） 摘 要：现今数码航摄相机在航摄领域已经有了广泛的应用，但它的几何关系要比常规的基 于胶片的航空相机复杂。而且其影像分辨率都比传统航测要高。由此引起的航摄精度的变化、 航摄像片尺寸的变化均为像片控制测量的设计方案及4D 产品的生产带来了新的问题，本文 就以UCD 数码航测相机为例，分析数码航测相机在航空摄影测量中的各项效率。 关键词：数码航摄测机、UCD、DMC、ADS40 、优缺点、效率 一、引言 随着航空摄影测量技术的不断发展，以及数字测绘产品的社会需求日益扩大和数字测 图技术的不断完善，数码航空摄影影像已越来越广泛的服务于国家基础地理信息产业和大型 规划勘测设计企业。与目前传统光学航空摄影影像比，数码航空摄影具有高精度、高分辨率、 低成本、高效率等优势，是当前国际摄影测量界领先的技术。 目前生产的航空数码相机有两种类型：①三线阵航空数码相机，即在成像面安置： 前视、下视、后视三个 CCD 线阵，在摄影时构成三条航带实现摄影测量，Leica 的ADS 40 就是典型、商用的三线阵航空数码相机。② 大面阵航空数码相机。目前有 Z ／I 公司 DMC 与奥地利Vexcel 的UltraCamD(下面简称为UCD)的航空数码相机。由于技术上的原因，直接 生产像幅为230mm x230mm 的大幅面的面阵CCD 相机还有困难，这两种大面阵相机都是由几 个小面阵CCD 构成，因此，它的几何关系要比常规的基于胶片的航空相机复杂。而且现今几 种航空数码相机在相同航高的情况下其影像分辨率都比传统航测要高。由此引起的航摄精度 的变化、航摄像片尺寸的变化均为像片控制测量的设计方案及4D 产品的生产带来了新的问 题，本文就针对这些改变分析数码相机航测的优缺点。 二、航测数码相机的种类 由于成像原理的不同，现今航测数码相机主要有两种类型，分为三种。即UCD 航测数 码相机、DMC 航测数码相机、与ADS40 航测数码相机。其中DMC 和UCD 为大面阵航空数码相 机，ADS40 为三线阵航空数码相机。 1. UCD 航测数码相机 UCD 数码航摄像机系统在每个镜头承影面上精确安置了不同数量的CCD 面阵：全色波 段4 个镜头对应呈3x 3 矩阵排列9 个CCD 面阵，其中主镜头对应四角的4 个CCD、第1 从 镜头对应前后2 个CCD、第2 从镜头对应左右2 个CCD、第3 从镜头对应中间 1 个CCD；多 光谱波段的 4 个镜头分别对应另外 4 个 CCD。UCD 系统所使用的 13 个 CCD 面阵尺寸均为 4008x2672 像素，其中形成全色影像的9 个CCD 之间存在一定程度的重叠(航向为258 像素， 旁向为 262 像素)，CCD 获取的影像数据通过重叠部分影像精确配准，消除曝光时间误差造 成的影响，生成一个完整的中心投影影像。全色影像通过与同步获取的RGB 和彩红外影像进 行融合、配准等处理，生成高分辨率的真彩和彩红外影像产品。 2. DMC 航测数码相机 DMC 数字航摄相机镜头系统由8 个镜头组成，每个单独镜头配有大面阵的CCD 传感器。 相机底部按正方形顶点位置安放了4 个全色波段镜头，飞行时4 镜头同时拍摄，分别获取影 像，4 个影像的位置关系类似于蝶形，再利用影像上的同名点采用外扩法拼合成虚拟焦距为 120 mm 的中心投影影像。多光谱传感器获取的影像通过与全色高分辨率影像融合生成真彩 或彩红外影像。 3. ADS40 航测数码相机 ADSl0(Airborne Digital Sensor)传感器由瑞士LH 公司与德国宇航中心DLR 联合研 制.2O00 年7 月在阿姆斯特丹的第 l9 届国际摄影测量与遥感大会上首次推出就引起了与会 者的极大兴趣。它采用线阵列推扫成像原理,能同时提供3 个全色与4 个多光谱波段数字影 像。其全色波段的前视、下视和后视影像能构成 3 对立体以供观测；相机上集成了 GPS 和 惯性测量装置(IMU)，可以为每条扫描线产生较准确的外方位初值．可以在四角控制或无地 面控制的情况下完成对地面目标的3 维定位。 三、数码航空相机的优缺点 航摄数码相机都拥有无需胶片，无需冲洗，无需扫描，更多的航摄飞行天数，更高的 影像解析度，更高的几何精度等优点。