航空数码摄影系统的应用与展望

    目前,我国国民经济飞速发展,国家基本建设日新月异,如何最快最准确地获取、更新基础数据一直是大家长期关注的问题。传统的测绘方式动用大量的人力、物力、财力,但获取数据的效率并不高。20世纪90年代以来,一系列的技术变革:数字化采集和编汇代替了手工绘图;GPS的使用简化了控制测量工作;简单、轻便的数字测图仪器淘汰了笨重昂贵的光学仪器等使数据获取工作的效率和质量得到了提高。但是这些手段已不能满足国家建设发展的需要。

    2002年10月初,世界上第一套装备有高分辨率彩色数码相机(4 096像素@4 096像素)、超光谱成形相机和激光扫描测高计的航空数码摄影系统问世。美国航空遥感协会激光雷达委员会主席Martin Flood先生高度评价这一成果,他认为这项技术的应用将对未来激光雷达数据的处理和GIS的应用产生划时代的影响。该系统配备着当今世界上最高分辨率的彩色数码相机(已进入商业领域)和超光谱成形相机,同时集惯性测量仪IMU和全球定位装置GPS于一身,当飞机机载该系统飞越地球表面时,能在获取图像及数码数据的同时,计算出传感器的精确位置和方向,给出数字高程图DEM。航测专业的传统工序将发生重大变化,光学航空摄影、胶卷相片的冲洗晒印、地面GPS数据人工测量、航片的扫瞄加密及立体测图将被取代和简化,获取数据的速率和精度大大提高,数据的应用范围更加广泛。

    本文针对航空数码摄影系统中数码相机和激光雷达系统的基本情况作一简要介绍,供大家参考。

    1 系统组成

    数码相机系统:

    ①高分辨率全数码彩色红外照相机。

    ②GPS定位装置。

    ③IMU惯性测量仪。

    激光雷达系统:

    ①脉冲式激光扫描测高仪。

    ②GPS定位装置。

    ③IMU惯性测量仪。

    ④高分辨率全数码彩色红外照相机。

    ⑤超光谱成形相机。

    2 技术参数

    航空数码照相机技术参数(以3S-1数码相机系统为例)。

    照相机指标:4 096像素@4 096像素(1 664万像素),8比特全色。

    快门速度:1/4 000 s-1/5 000 s。

    拍摄速度:4~20幅彩色照片/s。

    记录速度:每幅小于2.2 s。

    照相机视场50 mm镜头:固定45b。

    镜头校准:小于1个像素。

    照相机视场90 mm镜头:固定30b。

    镜头校准:小于0.5 RMSE全视场。