当代摄影测量新技术发展.pptVIP

当代摄影测量新技术发展 本章内容 概述 数字航摄仪简介 机载POS系统对地定位 概述 当代摄影测量新技术的发展具有两个明显的特点，一是传感器位置与姿态定位系统的发展，二是新型传感器的发展。 高精度惯性姿态测量系统（IMU）和差分GPS测量系统可以精确测定摄站外方位元素，以便减少地面控制点甚至无地面控制点的摄影测量，减少外业控制工作量，调高作业效率和成图的周期。 应用于摄影测量与遥感的新型航空传感器主要有数字航摄仪、激光扫描仪、合成孔径雷达等。 数字航摄仪简介 航空测量是国家基础测绘数据源获取的重要手段。在摄影测量经历了模拟摄影、解析摄影测量两个阶段，正处在数字摄影测量阶段，随着摄影技术从传统胶片摄影到数字摄影的转变，航空摄影也开始走入了数字时代。目前国内外比较流行的几款数字航摄仪有：DMC、ADS40、UltraCam-D和SWDC。 数字航摄仪简介 数字航摄仪可分为框幅式（面阵CCD）和推扫式（线阵CCD）两种。目前由于受到CCD制作工艺的限制，目前很难生产出相当于传统胶片像幅大小的面阵CCD。为了提高飞行效率，一般通过多镜头并行操作的办法来解决大范围地面覆盖需求与面阵CCD尺寸较小之间的矛盾。线阵CCD的制造相对简单，较容易制造出大扫描宽度的数字航摄仪。 1、DMC数字航摄仪 DMC（Digital Mapping Camera）数字航摄仪由Z/I Imaging公司研制开发，它是基于面阵CCD技术的大像幅测量型数字航摄仪。 DMC镜头系统由8个镜头组合而成，位于中间的为4个全色镜头，位于周围的是4个多光谱镜头（ 红、绿、蓝及近红外）。每个单独镜头配有大面阵的CCD传感器，4个全色镜头为7K×4K的CCD传感器，像素大小为12um× 12um，提供了大于12bit的线性高动态范围；4个多光谱镜头为3k×2k的CCD。 在航摄飞行中，DMC数字航摄仪的8个镜头同时曝光，一次飞行可获取黑白、真彩色和彩红外像片数据。 图4 DMC相机主要性能参数 2、ADS40数字航摄仪 2000年在第19届ISPRS大会上Leica公司推出了ADS40(Airborne Digital Sensor)数字航摄仪，ADS40采用三行（前视、下视、后视）线阵CCD传感器获取全色影像，另外4条线阵CCD传感器可获得蓝、绿、红和彩红外影像。该航摄仪必须与IMU/DGPS系统集成来对每行数据进行校正。 典型的ADS40使用了10条CCD线阵，其中4条用于R、G、B和NIR的多光谱感光，全色波段使用了三对CCD线阵分别对前视、后视和下视三个方向感光，用于获取立体影像。 图6 ADS40成像示意图 图7 图8 ADS40 彩色合成 ADS40的成像方式不同于传统航摄仪的中心投影构像，传统的航摄是在航线上了按着设计的重叠度拍摄像片，每张像片是中心投影。ADS40得到的是线中心投影的条带影像，每条扫描线具有独立的摄影中心，拍摄的得到的是一整条带状无缝隙的影像。 3、UltraCam-D数字航摄仪 UltraCam-D（简称UCD）数字航摄仪是由奥地利Vexcel公司开发生产的，也是属于多镜头组成的框幅式数字航摄仪，一次摄影可以同时获取黑白、彩色和彩红外影像。 4、国产SWDC系列数字航空摄影仪 该数字航摄仪系列产品包括SWDC-1（单镜头）、 SWDC-2（双镜头） 、 SWDC-4（四镜头）,其中四镜头数字航摄仪最适合航测生产使用。 SWDC系列产品的制作原理是基于多台非量测相机，经过精密相机检校和拼接，集成测量型GPS接收机、数字罗盘、航空摄影控制系统、地面后处理系统，经多相机高精度拼接生成虚拟影像，以提供数字摄影测量数据源。 图11 SWDC-4（四镜头）拼接图 二、数字航摄仪与胶片航空相机的比较 目前航空摄影采用的航摄仪仍然是以传统胶片摄影相机为主，通过获取地面影像信息，然后经过一系列过程获得各种数字产品。 传统胶片摄像机对天气要求较严格。 1、影像获取方式 胶片航摄仪利用胶片感光获取负片，数字航摄仪采用CCD直接获取数字影像。一台数字航摄仪可同时获取全色、真彩色及彩红外影像；而胶片航摄仪只能获取一种影像。 2、像移补偿（FMC，Forward Mation Compensation） 3、像幅大小 总体而言，数字航空摄影比胶片航空摄影有明显的优势，主要表现在: 数字航摄仪直接以数字方式记录和后续处理，不需暗室和扫描操作，有利于数字化处理流程； 数字传感器可以以12位或16位的辐射量进行存储，影像信息更加丰富； 数字传感器能够一次飞行可以获取多光谱影像，而光学胶片相