小型數碼航空攝影(yǐng)測量應用(yòng)

發布日期：2018-05-22 00:00 浏覽量：9467

　　在航空遙感領域，小型數碼航空攝影(yǐng)測量技術由于具有機動、快(kuài)速、經濟、安全等技術優勢，正異軍突起，受到廣泛關注。微電子、微電機技術、信息技術、智能技術和(hé)航空技術的(de)飛(fēi)速發展使無人(rén)飛(fēi)行器技術趨于成熟。性能日臻完善，已從研究階段發展到應用(yòng)階段。各種數字化(huà)、重量輕、體積小、探測精度高(gāo)的(de)新型機載遙感傳感器的(de)不斷問世。也(yě)大(dà)大(dà)拓展了(le)無人(rén)飛(fēi)行器的(de)應用(yòng)範圍和(hé)應用(yòng)領域，将使其成爲未來(lái)軍用(yòng)和(hé)民用(yòng)的(de)主要航空遙感平台之一，可(kě)廣泛用(yòng)于土地利用(yòng)動态監測、礦産資源勘探、地質環境與災害勘察、海洋資源與環境監測、地形圖更新、林(lín)業草(cǎo)場(chǎng)監測以及農業、水(shuǐ)利、電力、交通(tōng)、公安、軍事等領域。

　　１.小型數碼航空攝影(yǐng)測量技術簡介

　　小型數碼航空攝影(yǐng)測量技術是應用(yòng)無人(rén)駕駛飛(fēi)行器，搭載高(gāo)分(fēn)辨率數字遙感設備，獲取地面大(dà)量的(de)多(duō)時(shí)相、多(duō)光(guāng)譜、高(gāo)分(fēn)辨率的(de)豐富影(yǐng)像數據.經過處理(lǐ)後形成各種行業需求的(de)測繪産品的(de)一種測量技術。小型數碼航空攝影(yǐng)測量技術是航空、自動化(huà)控制、微電子、空氣動力學、無線電、遙感、地理(lǐ)信息、GPS定位及導航等衆多(duō)技術的(de)結合，通(tōng)過RS、GIS、GPS，自動化(huà)控制，微電子以及通(tōng)信等技術的(de)集成應用(yòng)。建立一套低空高(gāo)分(fēn)辨率和(hé)高(gāo)精度定位數據快(kuài)速獲取系統成爲目前測繪市場(chǎng)的(de)需求。該系統可(kě)應用(yòng)于大(dà)比例尺地形圖的(de)測繪和(hé)修補測、地震勘探區(qū)塊最新影(yǐng)像圖的(de)獲取以及虛拟現實三位景觀制作等方面。該系統能夠實現數字化(huà)、模塊化(huà)和(hé)智能化(huà)，自動化(huà)程度高(gāo)，控制精度和(hé)成像效率能夠滿足遙感監測的(de)要求。具有快(kuài)速實時(shí)調查監測能力，是一種新型的(de)低空高(gāo)分(fēn)辨率遙感影(yǐng)像數據快(kuài)速獲取系統。

　　２.小型數碼航空攝影(yǐng)測量系統組成

　　２.１遙感平台

　　遙控飛(fēi)機爲微型航空遙感提供了(le)操作方便，易于轉場(chǎng)的(de)遙感平台。用(yòng)于微型遙感的(de)空中平台有遙控固定翼飛(fēi)機、傘翼機、直升機及飛(fēi)艇等。可(kě)根據不同的(de)需要選擇不同類型的(de)平台。固定翼型無人(rén)機通(tōng)過動力系統和(hé)機翼的(de)滑行實現起降和(hé)飛(fēi)行.遙控飛(fēi)行和(hé)程控飛(fēi)行均容易實現，抗風能力也(yě)比較強，是種類最多(duō)、應用(yòng)最廣泛的(de)無人(rén)駕駛飛(fēi)行器。固定翼型無人(rén)機的(de)起降需要比較空曠的(de)場(chǎng)地.比較适合林(lín)業和(hé)草(cǎo)場(chǎng)監測、礦山資源監測、海洋環境監測、城(chéng)鄉結合部的(de)土地利用(yòng)監測以及水(shuǐ)利、電力等領域的(de)應用(yòng)。無人(rén)駕駛直升機的(de)技術優勢是能夠定點起飛(fēi)、降落，對(duì)起降場(chǎng)地的(de)條件要求不高(gāo)，适用(yòng)于城(chéng)區(qū)使用(yòng)。其飛(fēi)行也(yě)是通(tōng)過無線電遙控或通(tōng)過機載計算(suàn)機實現程控。但無人(rén)駕駛直升機的(de)結構相對(duì)來(lái)說比較複雜(zá)，操控難度也(yě)較大(dà)。所以種類不多(duō)，實際應用(yòng)也(yě)比較少。飛(fēi)艇是通(tōng)過艇囊中填充的(de)氦氣或氫氣所産生的(de)浮力以及發動機提供的(de)動力來(lái)實現飛(fēi)行。小型飛(fēi)艇可(kě)以實現低空、低速飛(fēi)行，作爲一種獨特的(de)飛(fēi)行平台能夠獲取高(gāo)分(fēn)辨率遙感影(yǐng)像，同時(shí)。無人(rén)駕駛飛(fēi)艇系統操控比較容易。安全性好。可(kě)以使用(yòng)運動場(chǎng)或城(chéng)市廣場(chǎng)等作爲起降場(chǎng)地，特别适合在建築物(wù)密集的(de)城(chéng)市地區(qū)和(hé)地形複雜(zá)地區(qū)應用(yòng)。

　　無人(rén)駕駛飛(fēi)行器結構簡單、使用(yòng)成本低。既能完成有人(rén)駕駛飛(fēi)機執行的(de)任務。更适用(yòng)于有人(rén)飛(fēi)機不能執行的(de)任務.如危險區(qū)域的(de)偵查和(hé)遙感監測。需要長(cháng)航時(shí)和(hé)定期遙感監測的(de)任務等等。經過幾十年的(de)研究、開發和(hé)應用(yòng)，作爲飛(fēi)行平台的(de)無人(rén)駕駛飛(fēi)行器系統的(de)制造技術和(hé)監控技術已經比較成熟。

　　飛(fēi)行器搭載的(de)遙感設備爲專業急數碼相機。根據遙感影(yǐng)像需要快(kuài)速、實時(shí)獲取與應用(yòng)的(de)技術要求。選用(yòng)CCD數碼相機和(hé)CCD攝像機視頻(pín)系統作爲主要遙感設備。

　　２.２飛(fēi)行控制系統

　　飛(fēi)行控制系統由數傳電台、計算(suàn)機、電源管理(lǐ)系統等組成，可(kě)實現對(duì)無人(rén)駕駛飛(fēi)行器姿态、高(gāo)度、速度、航向、航線的(de)精确控制遙感系統由遙感設備及其控制系統由數碼相機、控制器、攝像機、圖像發射機、圖像接收機、監視器、天線等組成，用(yòng)于獲取測區(qū)遙感影(yǐng)像和(hé)視頻(pín)圖像。

　　２.３數據處理(lǐ)系統

　　由于機載遙感傳感器存在相福小、鏡頭畸變大(dà)、影(yǐng)像數據多(duō)等問題，需要對(duì)相機進行檢校，使用(yòng)專用(yòng)的(de)數據處理(lǐ)軟件進行處理(lǐ)。

　　３.關鍵技術分(fēn)析

　　無人(rén)飛(fēi)行器大(dà)比例尺航測系統将遙感技術和(hé)無人(rén)飛(fēi)行器技術緊密結合，它以無人(rén)飛(fēi)行器爲平台，以高(gāo)分(fēn)辨率相機爲機載傳感器，是一種新型的(de)低空高(gāo)分(fēn)辨率遙感影(yǐng)像數據快(kuài)速獲取與處理(lǐ)系統。

　　３.１關鍵技術

　　３.１.１無人(rén)飛(fēi)行航線及攝影(yǐng)密度設計

　　根據成圖比例尺、相機幅面、航向和(hé)旁向重疊度及飛(fēi)行精度等因素。設計航線和(hé)攝影(yǐng)密度。

　　３.１.２數碼攝影(yǐng)技術

　　目前市場(chǎng)上能選用(yòng)的(de)小型專業級數字相機有限，而且數碼相機所攝影(yǐng)像具有幅度小、畸變大(dà)、沒有框标等特點。爲使獲取的(de)遙感影(yǐng)像能夠滿足大(dà)比例尺遙感和(hé)航空攝影(yǐng)測量的(de)精度要求，需要對(duì)相機進行精确的(de)檢校。

　　３.１.３遙感數據的(de)處理(lǐ)技術

　　應用(yòng)小型數碼航空攝影(yǐng)測量系統。多(duō)數是進行大(dà)比例尺的(de)航攝任務。一般飛(fēi)行高(gāo)度較低.影(yǐng)像數據多(duō)。需要對(duì)正射影(yǐng)像的(de)處理(lǐ)方法制定相應的(de)技術方案。

　　３.２系統集成的(de)技術難點

　　３.２.１飛(fēi)行器運動狀态(高(gāo)度、速度、航迹)的(de)導航控制規律的(de)設計。

　　３.２.２無限數據鏈路與命令集設計。

　　３.２.３正射影(yǐng)像的(de)獲取裝置研制。

　　３.２.４導航計算(suàn)機軟件研發。

　　３.２.５地面／飛(fēi)行器上的(de)測控裝置研制。

　　４.國内應用(yòng)成果簡介

　　４.1 2003年4月(yuè)至10月(yuè)應用(yòng)自主研究開發的(de)無人(rén)駕駛飛(fēi)行器控制技術。以飛(fēi)艇作爲飛(fēi)行平台。開發出UAVRS-F型無人(rén)駕駛飛(fēi)艇低空遙感系統并完成了(le)威海市區(qū)60餘平方公裏範圍内地面目标物(wù)四面傾斜影(yǐng)像的(de)拍(pāi)攝任務，獲取影(yǐng)像3萬餘張。使用(yòng)無人(rén)駕駛飛(fēi)2003年4月(yuè)至10月(yuè)應用(yòng)自主研究開發的(de)無人(rén)駕駛飛(fēi)行器控行器拍(pāi)攝如此大(dà)面積的(de)遙感影(yǐng)像在國内尚屬首次。

　　４.２ 2003年研制完成的(de)UAVRS―II型低空無人(rén)機遙感監測系統已通(tōng)過國土資源部組織的(de)部級驗收.解決了(le)無人(rén)機程控平行航線飛(fēi)行和(hé)程控姿态穩定的(de)難點.實現了(le)大(dà)比例尺航攝的(de)面積覆蓋.用(yòng)無人(rén)駕駛飛(fēi)行平台實現了(le)攝影(yǐng)構造三維模型影(yǐng)像。

　　總之，小型數碼航空攝影(yǐng)測量必将革新傳統的(de)大(dà)比例尺成圖方式，且特别适用(yòng)于小區(qū)域範圍的(de)地形圖測繪數碼航空攝影(yǐng)測量的(de)應用(yòng)研究已成爲當前航空遙感領域的(de)研究熱(rè)點和(hé)發展方向，新型航空數碼相機的(de)應用(yòng)必将爲航空攝影(yǐng)測量技術帶來(lái)一次變革。

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