关于航空影像中飞行地速对前向像移的影响研究

周园 刘元志

摘   要  本文在前向像移模型研究现状的基础上，以大量的生产实践为依托，通过相关参数的对比分析，详细研究了飞行地速对前向像点位移的影响，分析了先进的像移补偿技术对数字航空摄影的重要作用，通常无需考虑飞行地速和曝光时间等因素对前向像点位移的影响，保证影像质量的同时，提高了工作效率。

关键词   前向像移;飞行地速;像移补偿;航空摄影;曝光时间

中图分类号：P231                          文献标识码：A

Abstract： Based on the research status of the forward image point displacement model， and on the basis of a large number of production practice， through the contrastive analysis of the related parameters， the influence of the flight speed on the forward image point displacement was detailedly studied， and the important role of the advanced image motion compensation technology for digital aerial photography was analyzed， usually without considering the influence of flight speed and exposure time on the forward image point displacement， whitch would ensure the quality of the image， and at the same time， improving the working efficiency.

Key words： forward image point displacement; flight speed; image motion compensation; aerial photography; exposure tinm

1  引言

航空摄影过程中，航摄仪始终处于运动状态，当航摄仪在某一时间段内曝光时，被拍地物的影像与成像介质CCD之间会有相对运动，即像点位移[1]。像点位移导致影像质量的降低，影响事后对地面目标的判读，因此必须设法消除或减少像移[1]。航空摄影中产生像点位移的原因主要有飞行地速，飞机的俯仰、横滚和偏航等姿态变化，本文主要研究飞行地速带来的前向像移，当垂直摄影时在影响成像质量的各种像移中前向像移的影响极为重要。

像移补偿（IMC）是指在曝光过程中补偿被摄地物的像与感光面之间的相对运动的技术。像移补偿是提高影像质量的重要措施，是航空摄影研究的关键技术之一。不同的航摄仪所产生的像移大小和方向各不相同，补偿方法也不同。

对于前向像移补偿技术，已有学者先后进行了大量的探索。文献[2]中论证了前向像移在航空像移中的主导地位;文献[3]中在姿态角像移补偿的基础上根据速高比W/H得出前移像移补偿值;文献[4]中论证了航空测绘相机机械式前向像移补偿的可行性;文献[5]中提出了一种新的电荷转移像移模型，提高了像移模型精度;文献[6]中深入研究了基于TDI探测器的航空相机像移模型，优化了由扫描反射镜旋转运动完成的全景式航空相机前向像移补偿，对于推扫式航空相机，在考虑前向飞行和稳定平台补偿误差的条件下，给出了的差商像移模型。总的来说，目前已经有许多关于前向像移模型的研究成果，像移补偿技术越来越先进，航摄仪装备越来越精密，航摄影像质量越来越高。

现有的摄影测量规范中为了保证影像质量，要求不能因飞行地速的影响，在曝光瞬间造成大于1.5个像素的像点位移[7]，从而对飞行地速和曝光时间进行了约束。本文将根据实际情况深入分析飞行地速对前向像移的影响，先进的像移补偿技术使得在航摄中可以忽略飞行地速和曝光时间对前向像点位移的影响。

2  研究基础

综上所述，为保证航摄影像质量，满足数字航空摄影测量规范对像点位移的要求，需严格控制飞行地速和曝光时间，传统的航空摄影测量更应如此。目前，市场上大型航摄仪都配备有像移补偿装置，技术上越来越成熟，航摄对飞行地速没有太高的要求，既满足了影像质量，又提高了生产效率。

3实例数据分析

本实例中飞行地速为200 km/h，满足航摄仪允许最小曝光时间间隔对飞行地速的要求，因此在天气条件允许的情况下，利用具有像移补偿装置的航摄仪进行航空摄影任务，通常无需考慮飞行地速带来的影响。