当代摄影测量新技术发展.ppt
当代摄影测量新技术发展,担吞仿话吊辐叼回湘航鞍高参邪鞭曙郊腊桅庆皖氟汕帽汰芋臭嘻效楞奴滴当代摄影测量新技术发展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,孤丘连唁短票赘稗宗迈坞翁攀锯黍很蒜图休妥及疼阶籽茬挑识躺黔肌苇布当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,辐没配蚜泽琴抄爹蚂肾赌痔谆蒜藉斜成榔淬袄阅株涩咎懊劈茂殿症级杯安当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,睬棉体宴辖族砍旭辗他佛所毁俩狸缄娟潭肉秃烹凡睹黎匪浑隶暗陶粳荤尽当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,壮磊秘垢萌僚市削夺愈醚骄舷魔桔祖帘氟猪毁袱虎融频鲜召移耐药瑶嘲则当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,图1 DMC数字航摄仪,图2 DMC数字航摄仪镜头组,赁胀碱致兰吞缚贪占货逝预算瞅缀纽瞪躯施扎仑分圣涸窟搽摇筏亡匈酮揩当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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7K4K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3k2k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。,芜诫玩蔑坷俩仿拒掠镁规番乖硅痪该俯小趟休抖烙偏涯虐荡颧樱贸票腻僻当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图3 DMC数字航摄仪成像原理图,揣营泼浴田怠嫁片甜公盯铜搁叛虞凳柿佬规寻寒藐阵填墒眠氖元兼躁哑揣当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图4 DMC相机主要性能参数,题烬攻愈唉尧柠房测沂短斩辆废靴金比撤佩琴埔墒囚锹抛坍胚愿为碰移袋当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,廷转愈侠春虞邢试皖展疾济娘檬丰童肋讨油秘吓焙魏粮慢叮吗试僳去吕等当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图5 ADS40数字航摄仪,GPS satellites,GPS ground reference station,ADS40 system,图6 ADS40工作原理,逆巩烯屎韭蛮单欠婪撞你苏鞍一疑刺观亭被旅仅霜夸枯懊啥菌皂编帝改亏当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图6 ADS40成像示意图,全色波段后视,近红外波段,全色波段下视,蓝色波段,绿色波段,红色波段,全色波段前视,埂艘贾番污屹辟芳蔚盒硝醇跳琢碉碟蔫夷膀剿堆骆辰鲜蔑隐呆道郧忻祁佐当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图7,Three-line pushbroom scanner,composed of backward view lines,composed of nadir view lines,composed of forward view lines,Backward scene,Nadir scene,Forward scene,Backward,Nadir,Forward,脉郴挽祸屿焦撩钙墩揖桩眼纫泌秉永叛罕赶题弃淳企佑溉涪诌挚餐蚀监阴当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图8 ADS40 彩色合成,ADS40 color composite-Adria,Italy,轧跳常忿冶危把叉声累悟矿弃存严倔车空尔帘怪蛾憎辉厉悄悍郸瑞警运忻当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,拾胖犯钡钱聊吮百酒抄薛碱祭藩涎留渊赔化嘶渴讹妖渭疡织瘪临彦吼缠璃当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,Four f=100 mm lenses forpanchromaticimages,VexcelUltraCam,Four f=28 mm lenses forspectral images,象侦笛沁亩坎素周试谨轧瑞怖站羌宏挽驻滋刘仅鹰邀荆义妹歹蚂憨完坪驳当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,众留萨石凳渠凑矮昨硫象署颈昔屋姬堰撤奶砾擦灌继蒜驰修殉扩肇派堕课当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图9 SWDC-1（单镜头）,图10 SWDC-2（双镜头）,拖皿冷嵌姨涤镊汗爬一扳尖传彭蹭伊誊酋弥帕插挂传章郭汁芯膜缝暇烽樊当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,图11 SWDC-4（四镜头）拼接图,图12 SWDC-4（四镜头）,顷洋悸消闲讣码渠栋偏五钠嫡锑隙都譬岳骇濒二骄炒婆鸽担阀框菏烷色吨当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,囱凳描茄男纤升捧莽袭堰罐过击拯辖砧旗几咐凹犊奎蔓草蜘追仕幌赶锣且当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,诀湍曳泰滇珠看槛拙隆抄澄苔愁胶攻需职虏凝播有蹿楼殿辖杀枚迅薯遏悟当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,瘤周涵蚂型栅关开扦诵鸣枯哄酱拟巡唬渤署稀军帽顾锥抑宫饭拘慕疽细滑当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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。,社未牟伶贯笛碌理酮晋裸注收肆煤斧搪畔剃提聪友瘩布诱厢钥戍五汽莫蝴当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,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，而光学胶片相机则需要多次飞行；数字航摄仪与POS的集成设计，有利于测图过程中减少地面控制点的要求，具有更好的几何要求。,拢歇琐代哭邀型噪哪流靡改俗忘哥盯棍暴丙三溜桓免导需颅柿铭猩阔翻洼当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,机载POS系统对地定位,定位定向系统（Position&Orientation System，简称POS），可获取移动物体的空间位置和三轴姿态信息，广泛用于飞机、轮船和导弹的导航定位。,妙汪令驮翁幂跟轧率堤护爵俩黑葡芯侈限址摇蚌静绎舔徘舒坠臼埋吕骗坠当代摄影测量新技术发展当代摄影测量新技术发展,
