常見框幅式數(shù)字航攝儀航攝效率淺析

羅軍榮

摘? 要：隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)需求的進(jìn)一步加大，數(shù)字航攝儀的硬件技術(shù)和其配套軟件系統(tǒng)也正快速發(fā)展進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，航空遙感技術(shù)得到了不斷發(fā)展。近年來、GPS技術(shù)、慣導(dǎo)技術(shù)等技術(shù)不斷成熟，與航空攝影緊密結(jié)合，產(chǎn)生了多種航空攝影新的技術(shù)，基本上呈現(xiàn)出幅面越來越大、效率越來越高、影像質(zhì)量越來越好、操作越來越簡(jiǎn)潔及產(chǎn)品越來越豐富等趨勢(shì)。該文結(jié)合中煤航測(cè)遙感集團(tuán)有限公司承擔(dān)的航空攝影項(xiàng)目，對(duì)國內(nèi)常見的UltraCam Eagle與DMCⅢ數(shù)字航攝儀在航攝效率、數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用等方面進(jìn)行分析對(duì)比。

關(guān)鍵詞：數(shù)字航攝儀? DMCⅢ? UltraCam Eagle? 航攝效率

中圖分類號(hào)：P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（c）-0032-03

Abstract： With the progress of science and technology and the further increase of social demand， the hardware technology and supporting software system of digital aerial camera are also developing rapidly. With the continuous progress of computer technology and sensor technology， aerial remote sensing technology has been continuously developed. In recent years， GPS technology， inertial navigation technology and other technologies continue to mature， closely combined with aerial photography， produced a variety of new aerial photography technology， basically showing the trend of larger and larger format， higher efficiency， better image quality， more simple operation and more abundant products. Based on the aerial photography project undertaken by China Coal Aviation Remote Sensing Group Co.， Ltd.， this paper analyzes and compares the common domestic ultracam eagle and DMC Ⅲ digital aerial camera in the aspects of aerial photography efficiency， data processing and application.

Key Words： Digital aerial camera; DMC Ⅲ; Ultracam eagle; Aerial photography efficiency

數(shù)字航攝儀是在傳統(tǒng)膠片航攝儀的基礎(chǔ)上發(fā)展產(chǎn)生的。隨著測(cè)繪技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展革新，數(shù)碼航攝儀在軟件、硬件部分都有較大的提高，像幅越來越大，集成度、自動(dòng)化程度、系統(tǒng)穩(wěn)定性越來越高，等等;又鑒于社會(huì)建設(shè)在地理信息方面的需求越來越大，需要在航攝儀的原理基礎(chǔ)上整合各種新技術(shù)，制作出能夠直接獲取數(shù)字化影像的數(shù)字航攝儀。航空攝影是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的基礎(chǔ)，為保證后期成圖質(zhì)量，在航攝過程中須嚴(yán)格按照規(guī)范要求飛行。航攝儀的效率決定著項(xiàng)目工期、生產(chǎn)成本等諸多因素，選擇一款合適的航攝儀去執(zhí)行項(xiàng)目可以達(dá)到事半功倍的效果。

1? 全數(shù)字航攝儀簡(jiǎn)介

數(shù)字航攝儀是搭載在飛行器平臺(tái)上對(duì)地面目標(biāo)物進(jìn)行攝影，獲得數(shù)字化影像的儀器設(shè)備。

1.1 UltraCamEagle全數(shù)字航攝儀簡(jiǎn)介

美國微軟公司生產(chǎn)的超大幅面數(shù)碼航攝相機(jī)UltraCamEagle（見圖1），該相機(jī)將傳感器單元、存儲(chǔ)單元、控制單元、慣性測(cè)量單元等所有組件高度集成為一體，可自有更換兩種不同焦距的鏡頭系統(tǒng)，為數(shù)碼航空攝影相機(jī)樹立了新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。相機(jī)具有高分辨率、高幾何精度和成像性能，能連續(xù)攝影并高速轉(zhuǎn)移和存儲(chǔ)大量數(shù)字航攝影像，平面、高程精度以及地面分辨率均能滿足測(cè)繪要求，同時(shí)具有全電子FMC（像移補(bǔ)償）裝置，保證影像的清晰度。

UltraCamEagle采用一個(gè)模塊化設(shè)計(jì)理念，縮小傳感器鏡筒尺寸，減輕了設(shè)備重量，便于設(shè)備運(yùn)輸及安裝。帶有曲線特性的慮鏡和靜音板相機(jī)電子，進(jìn)一步促成革命性的空中攝影測(cè)量技術(shù)。嵌入整合的成套組件是UltraNav，一個(gè)包括最先進(jìn)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)慣性技術(shù)、航攝員顯示器和飛行規(guī)劃軟件的飛行管理和地理參考系統(tǒng)。

1.2 DMCⅢ全數(shù)字航攝儀簡(jiǎn)介

瑞士徠卡公司生產(chǎn)的DMCⅢ數(shù)碼航攝儀（見圖2），是目前萊卡公司相幅最大的一款航攝儀，該相機(jī)具有小畸變、大光圈、高分辨率、集成度高，同時(shí)具有全電子FMC（像移補(bǔ)償）裝置，保證影像的清晰度。

搭配的HxMap是徠卡航空傳感器通用數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，可適用于徠卡公司的多款航攝儀數(shù)據(jù)后處理。HxMap平臺(tái)可提供數(shù)據(jù)預(yù)處理、質(zhì)量檢查、影像調(diào)色、自動(dòng)點(diǎn)匹配、空中三角測(cè)量、激光檢校、激光數(shù)據(jù)配準(zhǔn)以及數(shù)字產(chǎn)品輸出等功能，為攝影測(cè)量提供了完整的數(shù)據(jù)處理工作流程。

2? 航攝儀主要參數(shù)

航攝儀主要參數(shù)見表1。

3? 航攝儀效率分析

3.1 相對(duì)行高

3.2 航攝主要效率計(jì)算

（1）航線間隔：D=GSD×旁向像素×（1-旁向重疊度）。

（2）基線長(zhǎng)：B=GSD×航向像素×（1-航向重疊度）。

（3）單像片覆蓋的地面面積=航向像素×旁向像素×GSD2。

（4） 單像對(duì)地面覆蓋面積。

S=航向像素×（1-旁向重疊度）×旁向像素×（1-航向重疊度）×GSD2。

在航向重疊度65%，旁向重疊度35%的情況下，根據(jù)以上公式計(jì)算采用UltraCam Eagle航攝儀和DMCⅢ航攝儀進(jìn)行不同地面分辨率航攝的基本參數(shù)。

3.3 航攝儀效率情況對(duì)比

UltraCam Eagle與DMCⅢ航攝儀飛行效率見表2。

4? 航攝飛行平器

根據(jù)表2分析：當(dāng)?shù)孛娣直媛氏嗤瑫r(shí)，（其中f1=80mm，f2=210mm）。

（1）相對(duì)行高UltraCam Eagle（f1）

（2）航線間隔UltraCam Eagle

（3）基線長(zhǎng)UltraCam Eagle

（4）單像片覆蓋的地面面積UltraCam Eagle

（5）單像對(duì)地面覆蓋面積UltraCam Eagle

因此，在地面分辨率相同的情況下，DMCⅢ航攝儀飛行效率優(yōu)于UltraCam Eagle。

5? 結(jié)語

在執(zhí)行項(xiàng)目過程中，我們要充分發(fā)揮2臺(tái)航攝儀各自優(yōu)勢(shì)，結(jié)合測(cè)區(qū)具體情況選擇合適的航攝儀。

執(zhí)行大比例尺航攝項(xiàng)目時(shí)，運(yùn)12、賽斯納208、PC6等飛機(jī)的飛行高度能夠滿足國內(nèi)大部分區(qū)域航攝任務(wù)，采用DMCⅢ航攝儀效率會(huì)更高。

執(zhí)行小比例尺航攝項(xiàng)目時(shí)，首先要考慮航攝飛機(jī)飛行高度，主要采用獎(jiǎng)狀或空中國王飛機(jī)，由于此類飛機(jī)飛行費(fèi)用高，且國內(nèi)飛機(jī)數(shù)量較少，因此采用UltraCam Eagle航攝儀性價(jià)比更高。

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