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这些数字航摄仪你都Get到了吗?(框幅式数字航摄仪篇)

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  • 作者:技术支持中心-李思纯
  • 发布时间:2017-07-18 14:42
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【概要描述】早在模拟摄影测量和解析摄影测量阶段,测绘工作者已大量使用光学航摄仪进行航空拍摄,采用单中心投影成像方式,每一瞬间获取一帧影像,输出实体胶片成果。此种作业方法常见的航摄仪有RC-10,RC-30,RMK等,都是基于光学传感器或光电传感器的框幅式光学航摄仪。但随着电荷耦合器件CCD技术的快速发展,框幅式数字航摄仪出现并逐渐兴起。框幅式数字航摄仪采用了和之前相同的单中心单帧成像方式,只是将航空胶片用CCD传感器加以取代,将镜头采集到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”,最后转换成影像储存下来。目前国内外各种框幅式数字航摄仪种类繁多,下面我们聊聊其中一些有代表性的型号。

这些数字航摄仪你都Get到了吗?(框幅式数字航摄仪篇)

【概要描述】早在模拟摄影测量和解析摄影测量阶段,测绘工作者已大量使用光学航摄仪进行航空拍摄,采用单中心投影成像方式,每一瞬间获取一帧影像,输出实体胶片成果。此种作业方法常见的航摄仪有RC-10,RC-30,RMK等,都是基于光学传感器或光电传感器的框幅式光学航摄仪。但随着电荷耦合器件CCD技术的快速发展,框幅式数字航摄仪出现并逐渐兴起。框幅式数字航摄仪采用了和之前相同的单中心单帧成像方式,只是将航空胶片用CCD传感器加以取代,将镜头采集到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”,最后转换成影像储存下来。目前国内外各种框幅式数字航摄仪种类繁多,下面我们聊聊其中一些有代表性的型号。

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  • 作者:技术支持中心-李思纯
  • 来源:航天远景
  • 发布时间:2017-07-18 14:42
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上期笔者介绍了几种推扫式数字航摄仪型号参数。本期我们将走进另一类常见的航测数据源——框幅式数字航摄仪,了解它们的特点、应用和优势。

 

早在模拟摄影测量和解析摄影测量阶段,测绘工作者已大量使用光学航摄仪进行航空拍摄,采用单中心投影成像方式,每一瞬间获取一帧影像,输出实体胶片成果。此种作业方法常见的航摄仪有RC-10,RC-30,RMK等,都是基于光学传感器或光电传感器的框幅式光学航摄仪。但随着电荷耦合器件CCD技术的快速发展,框幅式数字航摄仪出现并逐渐兴起。框幅式数字航摄仪采用了和之前相同的单中心单帧成像方式,只是将航空胶片用CCD传感器加以取代,将镜头采集到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”,最后转换成影像储存下来。目前国内外各种框幅式数字航摄仪种类繁多,下面我们聊聊其中一些有代表性的型号。

 

框幅式数字航摄仪篇

SWDC

SWDC由中国测绘科学研究院研制成功,为我国国产的首台数字航摄仪,填补了国内空白。目前主要有航测相机SWDC-4和倾斜相机SWDC-5两款型号。二者均是基于多台哈苏高档民用相机(SWDC-4为4台,SWDC-5为5台),经过加固、精密单机检校、平台拼接、精密平台检校而成,并配备测量型双频GPS接收机、GPS航空天线、航空摄影管理计算机。系统还集成了航线设计、飞行控制、数据后处理等一系列软件,可实现空中无摄影员的精确GPS定点曝光。

 

SWDC-4像素大小为6.8微米,焦距为50毫米或80毫米;SWDC-5像素大小同上,焦距为50、80或100毫米。同时SWDC-5也是国内较早推出的国产航空倾斜摄影仪,通过1个垂直拍摄和前后左右4个40-45°倾角拍摄得到多视角影像,可用于城市三维建模、智慧城市等基础地理空间建设领域(城市规划、管理、数字城管、公安、社区实景等)。目前SWDC航摄仪以其影像质量优,测图精度高和较低的价格等优势在国内外市场有着广泛的应用。

 

DMC

DMC,数字成图相机(Digital Mapping Camera)是美国Z/I Imaging公司较早推出的一款用于替代光学胶片航摄仪的面阵数码航摄仪,其光学部分由德国Carl Zeiss公司生产,目前已发展到DMCIII。如图二所示,DMC由4台全色相机和4台多光谱相机(红、绿、蓝以及近红外)组成,每个镜头配有大面阵的CCD传感器,摄影时所有镜头同时曝光。4台全色相机倾斜安装,互成一定的角度,影像间有1%的重叠度,各子影像通过后处理和拼接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,影像覆盖范围与全色镜头相同,但分辨率略低。因此DMC影像不是严格的中心投影,而是经过辐射与几何纠正的、拼接成的有效影像。

 

目前较先进的DMCIII航摄仪像素大小为3.9微米,焦距为92毫米,影像尺寸为26000X15000像素,所获取的影像幅面比其他同类航摄仪要大25%以上,是当前国际上较高效的航空遥感影像获取设备之一,也是航空摄影测量领域较先采用CMOS传感器科技的大面阵框幅式相机。

 

航天远景

 

UCD

UCD(UltraCAM-D)是奥地利Vexcel Imaging公司2003年推出的面阵航空相机,像素为9微米,焦距为100毫米,影像尺寸为11500X7500像素,由4台黑白影像的全色相机和4台多光谱相机构成,结构类同DMC,见图三。但与DMC同时刻曝光不同,UCD拍摄时采用先中心、后四角、再上下、最后左右的顺序依次曝光,共生成九张全色影像。各影像间进行精确配准,消除曝光时间误差造成的影响,最后生成一张完整的中心投影影像。

 

航天远景

 

UCX/UCX-P

2006年Vexcel公司被微软收购,同年推出了UCX航空相机,UCX为UCD升级版,主要是将像素大小缩减为7.2微米,影像尺寸增大到14430X9420像素。而随后2008年推出的UCX-P更是将像素大小缩减到了6微米,影像尺寸达到了17310X11310像素,单幅覆盖面积更大更广。

 

到这里现今常见的数字航摄仪就基本介绍完毕。相比航天摄影测量、地面摄影测量以及无人机小数码测量,大飞机搭载专业数字航摄仪的作业方式仍因其具有成像质量高、单张影像覆盖面积广、精度满足大比例尺测图要求等一系列优点广受各大测绘单位喜爱。在未来可见的时间内,推扫式及框幅式数字航摄仪将一直会是一种重要的摄影测量采集平台。

 

注:本文图片数据均来自网络。

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