ADS系列數字航攝儀分(fēn)析及其在航空攝影(yǐng)測量中的(de)應用(yòng)

發布日期：2018-05-30 00:00 浏覽量：12513

　　1、ADS系列數字航攝儀概述

　　ADS系列數字航攝儀應用(yòng)的(de)是線陣列推掃式攝影(yǐng)方式，應用(yòng)高(gāo)精度慣性導航定向系統IMU及全球定位系統GPS構成的(de)POS系統進行數字影(yǐng)像獲取。在航天攝影(yǐng)中應用(yòng)ADS系列數字航攝儀，不需要經過沖洗、掃描及打号等工序，可(kě)以直接爲數字攝影(yǐng)測量提供高(gāo)分(fēn)辨率全色及紅外數字影(yǐng)像。

　　1.1航空攝影(yǐng)儀種類

　　航空攝影(yǐng)指的(de)是在飛(fēi)機、直升機、氣球等航空器中安裝航空攝影(yǐng)儀，從空中對(duì)地面進行攝影(yǐng)操作。航空攝影(yǐng)的(de)主要目的(de)是獲得(de)某一範圍内航空影(yǐng)像。當前，多(duō)将航空攝影(yǐng)儀分(fēn)爲膠片航攝儀與數字航攝儀。其中膠片航攝儀即框幅式攝影(yǐng)機，一般其膠片爲23×23cm，主要型号分(fēn)爲RMK、RC航攝儀。這(zhè)種航攝儀所獲取的(de)資料均保存于航攝底片中，通(tōng)過沖洗、掃描等工序後方可(kě)獲得(de)數字影(yǐng)像，其時(shí)間及人(rén)力成本較高(gāo)。數字航攝儀主要包括應用(yòng)線陣CCD的(de)推掃式航攝儀與應用(yòng)面陣CCD框幅式航攝儀。

　　在2000年7月(yuè)，徕卡公司推出建立于線陣CCD掃描機載數字航攝儀ADS40，在2008年徕卡公式推出了(le)ADS系統産品ADS80。ADS航攝儀應用(yòng)的(de)三線陣CCD像幅寬均設計爲12000象元，其象元值爲6.5um，其排列形式爲：下(xià)視0°，後視14°，前視27°。在ADS40系列産品中的(de)SH40及SH51，在鏡頭焦中安置了(le)8波段CCD陣列作爲探測器，在ADS80型号産品SH81型号中設置有11條CCD陣列探測器。

　　1.2ADS系列數字航攝儀工作原理(lǐ)特點

　　在ADS系列數字航攝儀中，應用(yòng)的(de)是集成POS系統，POS系統則是由高(gāo)精度慣性導航定向系統IMU及全球定位系統GPS共同構成。ADS成像原理(lǐ)爲線陣列推掃式成像，集成POS系統具備強大(dà)功能，可(kě)以爲掃描陣提供外方位元素初值，實現了(le)影(yǐng)像外方位元素的(de)直接獲取；ADS能夠同一時(shí)間獲取同一地面中下(xià)視、後視及前視高(gāo)分(fēn)辨率影(yǐng)像條，綜合提高(gāo)了(le)影(yǐng)像可(kě)靠性。

　　ADS通(tōng)過這(zhè)種工作方式，一次飛(fēi)行便可(kě)以獲得(de)豐富的(de)影(yǐng)像信息。不需要經過掃描工序，便可(kě)以直接提供數字影(yǐng)像。ADS影(yǐng)像在飛(fēi)行過場(chǎng)中可(kě)以對(duì)影(yǐng)像日期、拍(pāi)攝時(shí)間、相機型号等進行同步記錄，且具備著(zhe)高(gāo)分(fēn)辨、多(duō)波段及高(gāo)重疊等優勢。

　　數字航攝儀核心元件之一爲光(guāng)敏成像元件，在ADS系列數字航攝儀中應用(yòng)的(de)是CCD光(guāng)敏元件。CCD排列方式分(fēn)爲平面陣列及線陣陣列兩種形式。ADS成像技術則多(duō)采取多(duō)線陣CCD方式直接獲取數字影(yǐng)像。

　　2、ADS系列數字航攝儀在航空攝影(yǐng)測量中的(de)應用(yòng)操作

　　在應用(yòng)ADS系列數字航攝儀進行航空攝影(yǐng)測量操作時(shí)，應做(zuò)好準備工作，并設置詳細的(de)航空攝影(yǐng)方案。其操作應用(yòng)主要包括以下(xià)幾點：

　　（1）航攝前地面控制點布設與架設航攝GPS地面基站

　　在航空攝影(yǐng)中應用(yòng)ADS系列數字航攝儀，爲保證POS系統定位精準，在攝影(yǐng)測量之前應在測區(qū)附近建立GPS基準站，一般基準站數量應超過2個(gè)，并在基準站上架設GPS信号接收機。

　　（2）飛(fēi)行區(qū)域數據準備工作

　　針對(duì)飛(fēi)行區(qū)域，應收集該區(qū)域資料信息并進行資料處理(lǐ)，如所收集資料并非數據格式，則應進行掃描轉進行資料栅格化(huà)并載入系統。地圖數據載入一般應輸入三個(gè)或三個(gè)以上定向點，如輸入經緯度等。

　　（3）航線設計

　　應用(yòng)ADS系列數字航攝儀進行航空攝影(yǐng)測量操作之前，爲降低飛(fēi)行成本并實現飛(fēi)行質量，應根據具體攝影(yǐng)範圍進行有效GPS地面預控制，通(tōng)過地面預控制獲取測量區(qū)域外圍拐點經緯度等數據，合理(lǐ)設計飛(fēi)行航線。

　　（4）通(tōng)過Orima軟件進行ADS影(yǐng)像數據處理(lǐ)

　　ADS系列數字航攝儀在航空攝影(yǐng)測量中所獲得(de)的(de)影(yǐng)像數據主要分(fēn)爲L0級、L1級與L2級。其中L0級屬于航攝儀飛(fēi)行過程中通(tōng)過導航數據直接進行地理(lǐ)定位所獲得(de)的(de)影(yǐng)像，受飛(fēi)機運行及相機姿态變化(huà)等因素影(yǐng)響，L0級影(yǐng)像數據中存在著(zhe)影(yǐng)像變形，爲消除影(yǐng)像變形，應用(yòng)Orima軟件進行影(yǐng)像數據處理(lǐ)，應用(yòng)Orima軟件通(tōng)過平差計算(suàn)獲得(de)定向參數，消除影(yǐng)像變形問題，生成正射影(yǐng)像，對(duì)多(duō)光(guāng)譜波段影(yǐng)像進行彩色合成，最終形成L2級彩色正射影(yǐng)像。

　　3、ADS系列數字航攝儀在航空攝影(yǐng)測量中應用(yòng)的(de)優勢及不足思考

　　在航空攝影(yǐng)測量中，應用(yòng)ADS系列數字航攝儀，存在著(zhe)一定優勢及不足。因ADS系列數字航攝儀其成像方式較爲特殊，容易出現影(yǐng)像帶失真現象，綜合POS系統進行數據重組處理(lǐ)，其時(shí)間花費較長(cháng)，但其自動化(huà)程度較高(gāo)；ADS系列數字航攝儀掃描速度較慢(màn)，對(duì)航速及航高(gāo)産生了(le)一定限制；應用(yòng)ADS系列數字航攝儀進行航空攝影(yǐng)測量，其工作效率較高(gāo)，突破了(le)數據獲取關鍵技術，推動了(le)航空攝影(yǐng)測量領域的(de)變革。

　　4、結語

　　ADS系列數字航攝儀可(kě)以不經過掃描便可(kě)以直接爲遙感圖像處理(lǐ)系統及數字攝影(yǐng)測量提供全色、近紅外數字影(yǐng)像。在本文中，對(duì)ADS系列數字航攝儀類别及工作原理(lǐ)特點進行了(le)研究與分(fēn)析，重點對(duì)ADS系列數字航攝儀在航空攝影(yǐng)測量中的(de)應用(yòng)操作及其優缺點進行了(le)思考。ADS系列數字航攝儀突破了(le)數據獲取關鍵技術，推動著(zhe)攝影(yǐng)測量的(de)重大(dà)變革。