常见框幅式数字航摄仪航摄效率浅析

罗军荣

摘  要：随着科技的进步和社会需求的进一步加大，数字航摄仪的硬件技术和其配套软件系统也正快速发展进步，计算机技术以及传感器技术的不断进步，航空遥感技术得到了不断发展。近年来、GPS技术、惯导技术等技术不断成熟，与航空摄影紧密结合，产生了多种航空摄影新的技术，基本上呈现出幅面越来越大、效率越来越高、影像质量越来越好、操作越来越简洁及产品越来越丰富等趋势。该文结合中煤航测遥感集团有限公司承担的航空摄影项目，对国内常见的UltraCam Eagle与DMCⅢ数字航摄仪在航摄效率、数据处理，应用等方面进行分析对比。

关键词：数字航摄仪  DMCⅢ  UltraCam Eagle  航摄效率

中图分类号：P231                             文獻标识码：A文章编号：1672-3791（2020）10（c）-0032-03

Abstract： With the progress of science and technology and the further increase of social demand， the hardware technology and supporting software system of digital aerial camera are also developing rapidly. With the continuous progress of computer technology and sensor technology， aerial remote sensing technology has been continuously developed. In recent years， GPS technology， inertial navigation technology and other technologies continue to mature， closely combined with aerial photography， produced a variety of new aerial photography technology， basically showing the trend of larger and larger format， higher efficiency， better image quality， more simple operation and more abundant products. Based on the aerial photography project undertaken by China Coal Aviation Remote Sensing Group Co.， Ltd.， this paper analyzes and compares the common domestic ultracam eagle and DMC Ⅲ digital aerial camera in the aspects of aerial photography efficiency， data processing and application.

Key Words： Digital aerial camera; DMC Ⅲ; Ultracam eagle; Aerial photography efficiency

数字航摄仪是在传统胶片航摄仪的基础上发展产生的。随着测绘技术、信息技术、计算机技术以及传感器技术的发展革新，数码航摄仪在软件、硬件部分都有较大的提高，像幅越来越大，集成度、自动化程度、系统稳定性越来越高，等等;又鉴于社会建设在地理信息方面的需求越来越大，需要在航摄仪的原理基础上整合各种新技术，制作出能够直接获取数字化影像的数字航摄仪。航空摄影是数字摄影测量的基础，为保证后期成图质量，在航摄过程中须严格按照规范要求飞行。航摄仪的效率决定着项目工期、生产成本等诸多因素，选择一款合适的航摄仪去执行项目可以达到事半功倍的效果。

1  全数字航摄仪简介

数字航摄仪是搭载在飞行器平台上对地面目标物进行摄影，获得数字化影像的仪器设备。

1.1 UltraCamEagle全数字航摄仪简介

美国微软公司生产的超大幅面数码航摄相机UltraCamEagle（见图1），该相机将传感器单元、存储单元、控制单元、惯性测量单元等所有组件高度集成为一体，可自有更换两种不同焦距的镜头系统，为数码航空摄影相机树立了新的行业标准。相机具有高分辨率、高几何精度和成像性能，能连续摄影并高速转移和存储大量数字航摄影像，平面、高程精度以及地面分辨率均能满足测绘要求，同时具有全电子FMC（像移补偿）装置，保证影像的清晰度。

UltraCamEagle采用一个模块化设计理念，缩小传感器镜筒尺寸，减轻了设备重量，便于设备运输及安装。带有曲线特性的虑镜和静音板相机电子，进一步促成革命性的空中摄影测量技术。嵌入整合的成套组件是UltraNav，一个包括最先进的全球导航卫星系统惯性技术、航摄员显示器和飞行规划软件的飞行管理和地理参考系统。

1.2 DMCⅢ全数字航摄仪简介

瑞士徕卡公司生产的DMCⅢ数码航摄仪（见图2），是目前莱卡公司相幅最大的一款航摄仪，该相机具有小畸变、大光圈、高分辨率、集成度高，同时具有全电子FMC（像移补偿）装置，保证影像的清晰度。

搭配的HxMap是徕卡航空传感器通用数据处理平台，可适用于徕卡公司的多款航摄仪数据后处理。HxMap平台可提供数据预处理、质量检查、影像调色、自动点匹配、空中三角测量、激光检校、激光数据配准以及数字产品输出等功能，为摄影测量提供了完整的数据处理工作流程。

2  航摄仪主要参数

航摄仪主要参数见表1。

3  航摄仪效率分析

3.1 相对行高

3.2 航摄主要效率计算

（1）航线间隔：D=GSD×旁向像素×（1-旁向重叠度）。

（2）基线长：B=GSD×航向像素×（1-航向重叠度）。

（3）单像片覆盖的地面面积=航向像素×旁向像素×GSD2。

（4） 單像对地面覆盖面积。

S=航向像素×（1-旁向重叠度）×旁向像素×（1-航向重叠度）×GSD2。

在航向重叠度65%，旁向重叠度35%的情况下，根据以上公式计算采用UltraCam Eagle航摄仪和DMCⅢ航摄仪进行不同地面分辨率航摄的基本参数。

3.3 航摄仪效率情况对比

UltraCam Eagle与DMCⅢ航摄仪飞行效率见表2。

4  航摄飞行平器

根据表2分析：当地面分辨率相同时，（其中f1=80mm，f2=210mm）。

（1）相对行高UltraCam Eagle（f1）

（2）航线间隔UltraCam Eagle

（3）基线长UltraCam Eagle

（4）单像片覆盖的地面面积UltraCam Eagle

（5）单像对地面覆盖面积UltraCam Eagle

因此，在地面分辨率相同的情况下，DMCⅢ航摄仪飞行效率优于UltraCam Eagle。

5  结语

在执行项目过程中，我们要充分发挥2台航摄仪各自优势，结合测区具体情况选择合适的航摄仪。

执行大比例尺航摄项目时，运12、赛斯纳208、PC6等飞机的飞行高度能够满足国内大部分区域航摄任务，采用DMCⅢ航摄仪效率会更高。

执行小比例尺航摄项目时，首先要考虑航摄飞机飞行高度，主要采用奖状或空中国王飞机，由于此类飞机飞行费用高，且国内飞机数量较少，因此采用UltraCam Eagle航摄仪性价比更高。

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