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无人机航拍向你展示航空数码相机的类型和发展
来源:www.williamsgy.com 发布时间:2018年08月15日

一般客户都会注重航拍的种类,很少有人问到航拍数码相机,今天贵阳无人机的小编就来说说航空数码相机的种类与发展。

贵阳无人机

随着CCD传感器技术的发展,数字航空摄影已呈现明显的优势,航空数码相机面临着前所未有的发展机遇。在2000年国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)阿姆斯特丹大会上,航空数码相机开始出现。在2004年的ISPRS伊斯坦布尔大会上,航空数码相机成为一个热点。国外已经出现相关产品,我国对航空数码相机的研制也已初见端倪。航空数码相机主要以两种方式发展:一种是基于线阵(Linear Array)的传感器方式,代表产品有ADS40;另一种是基于面阵(Plane Array)的传感器方式,代表产品有DMC、UCD、SWDC等。

ADS40(Airborne Digital Sensor)航空数码相机由Leica公司2000年推出,能够同时获取立体影像和彩色多光谱影像。它采用线阵列推扫成像原理,能同时提供3个全色与4个多光谱波段数字影像。该相机全色波段的前视、下视和后视影像可以构成3个立体像对。彩色成像部分由R、G、B和近红外4个波段,经融合处理获得真彩色影像和彩红外多光谱影像。ADS40集成了POS系统(GPS和惯性测量装置(IMU)),其焦距(f)为62mm,像元尺寸为6.5μm,全色波段线阵为212000像素,RGB和NIR为12000像素,FOV视场角为460。

DMC(Digital Mapping Camera)是Z/I公司推出的面阵航空数码相机。DMC由4台黑白影像的全色相机和4台多光谱相机组成,摄影时相机同时曝光。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,提供用户的是经过辐射与几何纠正的、拼接成的有效(Virtual)影像。DMC的像元尺寸为12μm,焦距为120mm,视场角为69.30/420,影像尺寸为7680×13824,最大连拍速度为2秒/幅,波段为黑白全色+多光谱。

UCD(UltraCAM-D)是Vexcel公司2003年推出的面阵航空相机。UCD相机由8个独立的相机构成,类同DMC,4台黑白影像的全色相机和4台多光谱相机组成,但摄影时,是先后顺序曝光。UCD的焦距(f)为100mm,像元尺寸为9μm,影像尺寸为11500×7500,波段为黑白全色+多光谱,视场角为550/370。

SWDC(Si Wei Digital Camera)航空相机是具有我国自主知识产权的科研产品,已进行多次生产性科研试验。它作为航空遥感的重要技术手段,填补了国内空白。SWDC主体由4个高档民用相机(单机像素数为3900万,像元大小为6.8μm)经外视场拼接而成,系统中集成了GPS和自动控制等关键技术。SWDC的焦距为50mm / 80mm,像元尺寸为6.8μm,影像尺寸为15K×10K/14K×11K ,像元角(弧度)为1/7353|1/11764,辐射分辨率为8/12bit真彩色,旁向视场角2ωy为91°/59°,航向视场角2ωx为74°/49°,最短曝光间隔为4秒。

SWDC在北京郊区进行了试验,试验测区位于北京郊区八达岭,测区面积约30平方公里,于2009年12月使用蜜蜂-3C超轻型飞机进行航拍试验,地面布设了42个地标控制点,其中有24个控制点相隔很近,作为密集区像对检查点。试验采用JX-4C数字摄影测量系统进行了单像对模型定向,经过单模型测量,高程中误差几乎与影像重叠度成正比,且高程精度只与基高比有关,四个像对的高程中误差达到H/10000左右,比预期的高程精度高很多。还采用武汉大学的DPGrid软件、中国测绘科学研究院的PBBA软件以及PTAB等软件对测区进行空中三角测量,得到的空三精度比较一致。SWDC还在拉萨进行了试验,测区总面积约5500平方公里,涵盖整个拉萨市区及周边县城,主要地形为高山地,测区平均海拔约5000米,平均高差近1500米。测区四角布有4个平高控制点,采用单点定位GPS辅助空中三角测量方案,共计布设了12条航线,具体航摄时间为2007年10月25日(飞机在拉萨贡嘎机场起飞,航摄共计飞行了一架次4个小时)。测区空中三角测量采用了几种不同加密软件分别进行,主要有海拉瓦公司的Match-T软件、武汉大学的WuCAPS软件和DPGrid软件、Map-AT1.0软件等。加密平差区域有10条东西基本航线,每条航线共计29条基线,两条南北构架航线,影像共计360张,涉及近5500平方公里范围。

试验结果表明:在无地面GPS差分基站、无IMU、无地面控制点、有构架航线的情况下,摄影测量的平面精度和高程精度均达到两个像元左右;若增加一个控制点,摄影测量的平面和高程精度可减小到半个像元。

随着计算机和CCD技术的发展,航空数码相机必将成为高分辨率、高精度航空遥感以及无控制航测的主要技术手段,航空数字影像也必将成为大比例尺地理空间信息获取的重要数据源。随着数字航空遥感的进一步发展,航空数码相机必将在信息化测绘中发挥重要作用。

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