航攝儀的簡單分析

1、航攝儀的簡單分析航攝儀的簡單分析組員：組員：韓曉棟 賀騰霄 劉丹 胡航 姚楓制作人：制作人：毛敏引言：引言： 航空攝影具有成圖速度快、精度高、不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點，因此航空攝影測量仍然是測制地形圖獲取影像的主要手段。航空攝影測量經(jīng)歷了模擬攝影測量、解析攝影測量和數(shù)字攝影測量階段,其傳感器類型主要有光學攝影類型傳感器和光電成像類型傳感器。到目前為止，航空攝影機多數(shù)還是基于膠片的光學攝影機，隨著數(shù)字技術(shù)與數(shù)字攝影測量的發(fā)展，大像幅的數(shù)字航空攝影機問世并開始使用?！?】 一、光學攝影類型傳感器一、光學攝影類型傳感器 共同特點共同特點 : 是將搜集到的地物反射光在感光膠片上 直接曝光成像。 主要

2、代表主要代表框幅式光學航攝儀，這是基于膠片的光學模擬攝影機，所謂框幅式是指每次攝影機只能取得一幀影像，像幅尺寸多為2323cm，具有較高的光學性能、攝影過程自動化，還有框標裝置，即在固定不變的成片框上，四條邊的中點各安裝一個機械標志（框標）。二、光電成像類型傳感器二、光電成像類型傳感器 共同特點共同特點 : 是將搜集到的電磁波能量，通過儀器內(nèi)的光敏或熱敏元件轉(zhuǎn)變成電能后再記錄下來，電能的變化可對應數(shù)字的變化, 因而可得到數(shù)字影像。 主要代表主要代表電荷耦合器件CCD 數(shù)字航攝儀數(shù)字航攝儀 : 是利用CCD將鏡頭所成影像的光信號轉(zhuǎn)化成電信號，再把這種電信號轉(zhuǎn)化成計算機可以識別的”數(shù)字信號”記錄下

3、來，最后轉(zhuǎn)化成影像。 傳統(tǒng)的膠片航攝儀：傳統(tǒng)的膠片航攝儀：體積大、周期長、效率低、價格高數(shù)字攝影儀：數(shù)字攝影儀：體積小、周期短、效率高、價格低 特性比較子特性比較數(shù)字航測膠片式航測備注感光原理感光原理差異光電轉(zhuǎn)化信號顆粒噪聲不確定數(shù)字航攝儀量化級數(shù)優(yōu)異、平面精度好、影像利于存儲平面分布結(jié)構(gòu)顆粒均一排列顆粒大小不均信息存儲方式無損記錄信息損失分辨率像空分辨率120光線對/mm80-140光線對/mmCCD成像分辨率較高數(shù)字航攝儀高光譜分辨率48bit=24bit感光特性敏感譜段1.2-14m0.25-0.78m數(shù)字航攝儀光譜有害吸收小CCD大，適應能力強寬容度直線含趾部和肩部數(shù)字航攝儀與膠片航攝

4、儀的能力對比分析數(shù)字航攝儀與膠片航攝儀的能力對比分析【3】當前國際上當前國際上3種主流數(shù)字航攝儀：種主流數(shù)字航攝儀：德國的DMC、瑞士 的ADS40、美國UCD 該系統(tǒng)是一種可用于高精度高分辨率的航攝影測量的系統(tǒng)。DMC鏡頭系統(tǒng)由8個鏡頭組合而成。其中4個全色鏡頭，4個多光譜鏡頭(紅、綠、藍以及近紅外)。每個單獨鏡頭配有大面陣的CCD傳感器，4個全色鏡頭CCD傳感器為7K4K，4個多光譜鏡頭的CCD傳感器3K2K。 DMC數(shù)碼航攝相機的鏡頭部分，全色鏡頭沿飛行方向呈2 X 2矩陣排列，每個鏡頭對應一個尺寸為4 0967 168像素的 CCD陣列。全色鏡頭所獲取的子影像存在一定程度的重疊，子影像

5、通過后處理和拼接之后生成模擬中心投影的虛擬影像。多光譜鏡頭環(huán)繞全色鏡頭排列，獲取豎直影像，多光譜影像與全色影像的覆蓋范圍相同，但分辨率較低。因此，DMC影像是面陣CCD成像方式，但不是嚴格的中心投影。1、DMC【4】2、 ADS40 相機上集成了GPS和慣性測量裝置，可以在無地面控制的情況下完成對地面目標的三維定位。 ADS40的成像方式不同于傳統(tǒng)航攝儀，它得到的是多中心投影影像，每個掃描線對應單獨的投影中心，拍攝到的是一整條帶狀無縫隙的影像，同一條航線的影像不存在拼接問題。 ADS40成像的最大特點就在于它的全色波段采用了前視、下視和后視3 個方向同時獲取影像的辦法。其中，前視方向與下視方向

6、的夾角為284度，后視方向與下視方向的夾角為142度，加上RGB和近紅外4個波段，這樣使得ADS40可以利用一次飛行獲得豐富的影像信息。【5】3、UCD 一次攝影可同時獲取黑白、彩色和彩紅外影像。 成像原理：基于傳統(tǒng)航攝儀的中心投影，采用了8個小型鏡頭，相機底部中央由4個鏡頭組成全色波段鏡頭組，周 圍布置了4個焦距為28 mm的鏡頭，負責對R、G、B和近紅外波段感光。 4個全色鏡頭沿飛行方向排列，對應的9個面CCD呈33排列。當?shù)谝粋€鏡頭到達預定地點時，正中 心1個CCD被曝光；隨機的飛行第2個鏡頭到達相同位置，四角的CCD以及R和B鏡頭對應CCD曝光；第3個鏡頭到達時上下2CCD 以及G和N

7、IR鏡頭對應CCD曝光，第4個鏡頭到達時左右2個CCD曝光各CCD所獲取的影像根據(jù)重疊部分精確配準，消除曝光時間誤差造成的影響，生成一個完整的中心投影。 基本參數(shù)的比較基本參數(shù)的比較像元數(shù)（MN)像元尺寸像元角（）重疊60%的基高比航高5000m的GSD/cm備注DMC138007600121:100000.350面ADS40120006.251:100000.650三線陣UCD11500750091：112660.26644面隨著數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字航攝儀必將取代膠片航攝儀，在膠片攝影中的一些技術(shù)參數(shù)講不再適用與數(shù)字攝影三種常用航攝儀的基本參數(shù)三種常用航攝儀的基本參數(shù)【6】分析分析 DM

8、C、ADS40、UltraCamD這些具有代表性的數(shù)字航攝儀具有各自的特點，無論是線陣傳感器還是面陣傳感器，由數(shù)字航攝儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)膠片航攝儀的優(yōu)勢是非常顯著的。數(shù)字航攝儀三個特點：數(shù)字航攝儀三個特點：1、解決大像幅的航空攝影2、與定姿、定位傳感器的結(jié)合3、與現(xiàn)有攝影測量系統(tǒng)資源的銜接【7】結(jié)論結(jié)論 由分析可得：不同的傳感器有不同的測量范圍、測量精度、測量速度(頻率)和適用條件。因此,在實際應用中,應該結(jié)合動態(tài)對象的具體特點,從精度和經(jīng)濟性角度出發(fā),來選取最合適的傳感器,以正確地反映物體實際運動姿態(tài)。參考文獻參考文獻【1】王佩軍，徐亞明攝影測量學M 武漢大學出版社【2】徐進軍，張民偉，何長虹幾種動態(tài)測量傳感器綜述J 測繪信息工程2005（2）.【3】高光星數(shù)碼航攝與傳統(tǒng)攝影的比較探討J 地理空間信息，2007,5（1）：10-13.【4】袁桂生，智愛玲數(shù)字航攝儀在測繪項目中應用的探討J 現(xiàn)代測繪，2005（4）：30-31.【5】劉軍,張永生,范