航空数码相机的种类与发展

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1、航空数码相机的种类及发展来源：中国测绘报 时间：2008-04-29 13:38【大中小】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年国际摄影测量及 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、

2、UCD、SWDC等。ADS40ADS40 (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个全色及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6.5um，全色波段线阵 为212000像素，RGB和NIR为12000像素，F0V视场角为46。图1

3、 ADS40航空相机DMCDMC (Digital Mapping Camera)是Z/1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及几何纠正的、拼接成的有效(Virtual)影像。DMC的像元尺寸为12um，焦距为120mm，视场角为 69.3 /42，影像尺寸为7680X13824,最大连拍速度为2秒/幅，波 段为黑白全色+多光谱。图2 DMC航空相机UCDUCD （UltraCAM-D）是Vexcel公司2003年推出的面阵航空相机。UCD相机

4、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OUCD的焦距（f） 为100mm，像元尺寸为9um,影像尺寸为11500X7500,波段为黑白全 色+多光谱，视场角为55/37。图3 UCD航空相机SWDCSWDC （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6.8um）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

5、 / 80mm，像元尺寸为 6.8um，影像尺寸为15KX10K/14KX11K，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2sy为 91 /59，航向视场角2sx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2006年12月使用蜜蜂-3C超轻型飞机进行 航摄试验，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，高程中误差几乎及影像重叠度成正 比，且高程精度只

6、及基高比有关，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

7、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。图4 SWDC航空相机随着计算机和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。（作 者：张建霞 刘先林）（刘先林，中国工程院院士）