航摄仪的简单分析.
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)。
ADS40
UCD
12000
11500×750 0
6.25
9
1:10000
1:11266
0.6
0.266
50
44
三线阵
面
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。
【7】
数字航摄仪三个特点: 1、解决大像幅的航空摄影 2、与定姿、定位传感器的结合 3、与现有摄影测量系统资源的衔接
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。
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应用的探讨 [J] · 现代测绘,2005(4):30-31. 【5】刘军,张永生,范永弘· ADS40机载数字传感器的摄影测量处 理与应用[J];测绘学院学报;2002(3). 【6】 韩磊,蒋旭惠· 几款数字航摄仪的应用与比较[J] · 城市勘测, 2006(5):21-26. 【7】 黄文彬,高连义· 航空摄影的未来走向和发展趋势[A] · 第 四届青年学术交流会论文集[C] · 1999.
1、DMC
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。 【4】
数字航摄仪量 化级数优异、 平面精度好、 影像利于存储
分辨率
像空分辨率
光4µm 直线
<=24bit
0.25-0.78µm 含趾部和肩部
CCD成像分辨 率较高 数字航摄仪高 数字航摄仪光 谱有害吸收小 CCD大,适应 能力强
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
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
【3】
数字航摄仪与胶片航摄仪的能力对比分析
特性比较 子特性比较 数字航测 胶片式航测 备注
感光原理
感光原理差异
平面分布结构 信息存储方式
光电转化信号
颗粒均一排列 无损记录 120光线对/mm
颗粒噪声不确定
颗粒大小不均 信息损失 80-140光线对 /mm
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。
航摄仪的简单分析
制作人:毛敏 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】
基本参数的比较
随着数字成像技术的发展,数字航摄仪必将取代胶片航摄 仪,在胶片摄影中的一些技术参数讲不再适用与数字摄影
三种常用航摄仪的基本参数
像元数 (M×N) DMC 13800×760 0 像元 尺寸 12 像元角 (’’) 1:10000
【 6】
航高5000m 的GSD/cm 50 备注 面
重叠60% 的基高比 0.3
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。 【 5】