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所屬欄目:電子技術論文 發布日期:2011-02-05 19:17 熱度:
摘要:ADS40和DMC作為國內兩種比較常用的數碼航攝儀,二者的航攝性能和作業效率,一直為人們所關注和比較,本文結合多家航攝單位使用ADS40和DMC的實際作業情況,對這兩種航攝儀在成像原理,飛行效率,數據處理,外業像控,內業測圖等方面進行了綜合的比較。
關鍵詞:ADS40;DMC;飛行效率
0引言
ADS40(AirborneDigitalSensor)由瑞士Leica公司與德國宇航中心DLR聯合研制,2000年7月在阿姆斯特丹的第19屆國際攝影測量與遙感大會上首次推出。DMC(DigitalMappingCamera)是由德國蔡司(ZEISS)公司和美國Intergraph公司共同研制,綜合了ZEISS公司世界上最先進的光學技術和Intergraph公司在數字攝影測量軟件領域的領先技術。目前,這兩種航攝儀在國內數碼航攝領域各占一席之地,關于二者的性能比較一直都是業內的熱門話題,以下是作者結合多家航攝單位使用這兩種航攝儀的情況,進行綜合比較后得出的結論。
1ADS40與DMC航攝儀原理
1.1ADS40數碼航攝儀原理
ADS40航攝儀基于線陣CCD技術,是集成了GPS和慣性測量裝置(IMU)的新型攝影測量儀器,鏡頭采用中心垂直投影設計,焦平面的3個全色波段陣列構成了對地面的前視、下視、和后視成像格局,從三個不同方向獲取數字影像。藍、綠、紅和近紅外波段陣列安置在全色陣列之間,通過三色分色鏡記錄目標的多光譜信息。航空攝影時,傳感器采用推掃式成像原理,七個通道同時對地面連續采樣,同時獲取目標的多波段影像。
1.2DMC數碼航攝儀原理
DMC鏡頭系統由8個鏡頭組合而成。其中4個全色鏡頭,4個多光譜鏡頭(紅、綠、藍以及近紅外)。每個鏡頭單獨配有大面陣的CCD傳感器,在航攝飛行中,DMC數字航攝儀的8個鏡頭同步曝光,4個全色鏡頭及4個多光譜鏡頭獲得的數字影像有部分的重疊。影像的位置關系類似于蝶形,再利用影像上的同名點采用外擴法拼合成虛擬焦距為120mm的中心投影影像。多光譜傳感器獲取的影像通過與全色高分辨率影像融合生成真彩或彩紅外影像。
2ADS40與DMC的主要技術參數對比
DMC與ADS40相機參數表表1
3ADS40與DMC效率對比
3.1飛行效率
結合兩種航攝儀的參數以及國內多家航攝單位的使用情況,我們歸納出如下飛行效率對比分析表
在數字航攝中,地面分辨率取決于焦距與像元尺寸,旁向幅面寬度則取決于旁向像素數和地面分辨率,從上表可以看出,大比例尺航攝中,地面分辨率方面DMC航攝儀優于ADS40航攝儀;旁向幅面寬度方面,在1:500、1:1000、1:2000比例尺航攝中DMC航攝儀優于ADS40航攝儀;在1:5000比例尺航攝中ADS40航攝儀優于DMC航攝儀;在1:10000、1:50000中小比例尺航攝中,受航高限制,ADS40航攝儀效率低于DMC航攝儀。
另外,ADS40航攝的像片質量受曝光時間和飛行速度影響較大。當飛機以大于220km/h的速度低空飛行時,要獲取15cm以上分辨率影像就必須要有較為晴朗的天氣,這意味著在光照條件較差時,ADS40航攝就會受到很大限制。而DMC采用全電子數字相機FMC工作原理,其CCD面陣傳感器的電路能夠按時間延遲方式工作,更適合于較高的速高比(V/H),因而大大擴展了DMC低空和高速照相性能。綜上所述DMC航攝儀在飛行效率方面要優于ADS40航攝儀。
3.2數據后處理效率分析
作為數字航攝,ADS40與DMC都需要后期合成影像,經過同一測區實際對比分析,我們認為兩種航攝儀后期處理時間相差不多,效率相當。
3.3外業像控測量效率分析
由于ADS40采用線陣掃描方式成像,獲得無縫條帶影像,又集成有GPS/TMU,因此對外業像控點的要求有別于DMC框幅式相機,無需布設高程控制點,也無需按照基線間隔的概念布設平高控制點,只需滿足對攝區的整體控制即可,一般在攝區拐角及中心分別布設平高控制點,所需外業像控點個數相當于框輻式航攝儀的十分之一或幾十分之一。實踐證明ADS40航攝儀的外業像控測量效率會大大優于DMC航攝儀。但隨著科技的發展,DMC航攝儀如果與GPD/IMU集成使用,那么外業像控測量效率也會得到大幅提高。
3.4內業測圖效率分析
DMC數字航攝儀獲取的是單張相片,而采用ADS40數字航攝所獲取的是整條無縫影像,無需進行相片間的內定向,而且在生成DLG和DEM時無需進行航向接邊,這就大大節省了內業空三和測圖的工作量。但由于ADS40航攝儀旁向像幅小于DMC航攝儀,因此在相同區域航攝,飛行的航線條數相對要多一些。綜合對比,在內業測圖效率方面,采用ADS40數字航攝儀比DMC數字航攝儀在效率上有所提高。
4結束語
經過上述對ADS40和DMC航攝儀在幾方面的對比分析,我們可以看出這兩種航攝儀在實際工作中各有千秋,具體表現在:DMC航攝儀在飛行效率上優于ADS40航攝儀,而ADS40航攝儀在外業像控及內業處理上,效率要高于DMC航攝儀。需要注意的是ADS40是推掃式航攝儀,有別與傳統的框輻式航攝儀,因此需要引進專門的內業成圖處理設備,這樣必然會增加一部分投資。但隨著國內測繪科技的逐步發展,必然會出現能夠兼容ADS40推掃式成像的處理設備及測圖軟件。
文章標題:ADS40與DMC兩種航攝儀工作效率分析
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