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航拍帶你認識數碼相機的發展過程  
     
 

         很多客戶都會注重航拍的類型,很少有人問到航拍公司所使用的航拍數碼相機,今天我們就來說說航空數碼相機的種類與發展。
        隨著CCD傳感器技術的運用,數字航空攝影已呈現明顯的優點,航空數碼相機麵臨著前所未有的發展機會。在2001年國際航空攝影測量與遙感學會(ISPRS)阿姆斯特丹大會上,航空數碼相機開始出現。在2004年的ISPRS伊斯坦布爾大會上,航空數碼相機成為一個很大熱點。國外已經出現相關類型的產品,我國對航空數碼相機的研製也已初見端倪。航空數碼相機主要以兩種方式發展:一種是基於線陣(Linear Array)的傳感器方式,代表產品有ADS40;另一種是基於麵陣(Plane Array)的傳感器方式,代表產品有DMC、UCD、SWDC等。
        ADS40(Airborne Digital Sensor)航空數碼相機由Leica公司2000年推出,能夠同時獲取立體影像和彩色多光譜影像。它采用線陣列推掃成像原理,能同時提供3個全色與4個多光譜波段數字影像。該相機全色波段的前視、下視和後視影像可以構成3個立體像對。彩色成像部分由R、G、B和近紅外4個波段,經融合處理獲得真彩色影像和彩紅外多光譜影像。ADS40集成了POS係統(GPS和慣性測量裝置(IMU)),其焦距(f)為62mm,像元尺寸為6.5μm,全色波段線陣為212000像素,RGB和NIR為12000像素,FOV視場角為460。
        DMC(Digital Mapping Camera)是Z/I公司推出的麵陣航空數碼相機。DMC由4台黑白影像的全色相機和4台多光譜相機組成,攝影時相機同時曝光。4台全色相機傾斜安裝,互成一定的角度,影像間有1%的重疊度,提供用戶的是經過輻射與幾何糾正的、拚接成的有效(Virtual)影像。DMC的像元尺寸為12μm,焦距為120mm,視場角為69.30/420,影像尺寸為7680×13824,最大連拍速度為2秒/幅,波段為黑白全色+多光譜。
        UCD(UltraCAM-D)是Vexcel公司2003年推出的麵陣航空相機。UCD相機由8個獨立的相機構成,類同DMC,4台黑白影像的全色相機和4台多光譜相機組成,但攝影時,是先後順序曝光。UCD的焦距(f)為100mm,像元尺寸為9μm,影像尺寸為11500×7500,波段為黑白全色+多光譜,視場角為550/370。
        SWDC(Si Wei Digital Camera)航空相機是具有我國自主知識產權的科研產品,已進行多次生產性科研試驗。它作為航空遙感的重要技術手段,填補了國內空白。SWDC主體由4個高檔民用相機(單機像素數為3900萬,像元大小為6.8μm)經外視場拚接而成,係統中集成了GPS和自動控製等關鍵技術。SWDC的焦距為50mm / 80mm,像元尺寸為6.8μm,影像尺寸為15K×10K/14K×11K ,像元角(弧度)為1/7353|1/11764,輻射分辨率為8/12bit真彩色,旁向視場角2ωy為91°/59°,航向視場角2ωx為74°/49°,最短曝光間隔為4秒。
        SWDC在北京郊區進行了試驗,試驗測區位於北京郊區八達嶺,測區麵積約30平方公裏,於2006年12月使用蜜蜂-3C超輕型飛機進行航攝試驗,地麵布設了42個地標控製點,其中有24個控製點相隔很近,作為密集區像對檢查點。試驗采用JX-4C數字攝影測量係統進行了單像對模型定向,經過單模型測量,高程中誤差幾乎與影像重疊度成正比,且高程精度隻與基高比有關,四個像對的高程中誤差達到H/10000左右,比預期的高程精度高很多。還采用武漢大學的DPGrid軟件、中國測繪科學研究院的PBBA軟件以及PTAB等軟件對測區進行空中三角測量,得到的空三精度比較一致。SWDC還在拉薩進行了試驗,測區總麵積約5500平方公裏,涵蓋整個拉薩市區及周邊縣城,主要地形為高山地,測區平均海拔約5000米,平均高差近1500米。測區四角布有4個平高控製點,采用單點定位GPS輔助空中三角測量方案,共計布設了12條航線,具體航攝時間為2020年03月25日(飛機在拉薩貢嘎機場起飛,航攝共計飛行了一架次4個小時)。測區空中三角測量采用了幾種不同加密軟件分別進行,主要有海拉瓦公司的Match-T軟件、武漢大學的WuCAPS軟件和DPGrid軟件、Map-AT1.0軟件等。加密平差區域有10條東西基本航線,每條航線共計29條基線,兩條南北構架航線,影像共計360張,涉及近5500平方公裏範圍。
        試驗結果表明:在無地麵GPS差分基站、無IMU、無地麵控製點、有構架航線的情況下,攝影測量的平麵精度和高程精度均達到兩個像元左右;若增加一個控製點,攝影測量的平麵和高程精度可減小到半個像元。
        隨著計算機和CCD技術的發展,航空數碼相機必將成為高分辨率、高精度航空遙感以及無控製航測的主要技術手段,航空數字影像也必將成為大比例尺地理空間信息獲取的重要數據源。隨著數字航空遙感的進一步發展,航拍公司的航空數碼相機必將在信息化測繪中發揮重要作用。

 
   

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