航空數字成圖相機系統簡介

第２６卷第４期

２００７年

７月ｊｕ１．２００７

航空數字成圖相機系統簡介

朱明　，薛重生

（１．中國地質大學，武漢４３００７４；２．**中凱礦業****。拉薩８５００００）

ｇｅｏ摘要：航空數字成圖相機系統是基於大麵陣ｃｃｄ的厘公尺級高解析度多光譜全數字對地遙感成像系統，兼備傳統航空攝影測ｏ

ｇ量與現代光電子多光譜數字遙感的技術特點，已廣泛應用於城市大比例尺測圖、高精度環境及地質災害監測中，在數字城市和重∞大工程勘測領域具有廣闊的應用前景。

ｓ關鍵詞：數字成圖相機；慣性測量器（ｉｍｕ）；數字測圖工作流程

ｃ中圖分類號：ｐ６２３．２文獻標識碼：ａ文章編號ｅａ

航空數字成圖相機系統

（ｇｐｓ）器件配置在相機內部，可以在沒有地面控制

簡稱ｄｍｃ）是美國公司研站或減少地面控制情況下完成ｄｍｃ相機的姿態控

制的厘公尺級高解析度多光譜全數字對地遙感成像系

制與各類測量記錄。ｉｍｕ／ｄｇｐｓ被稱為輔助航空統。

攝影測量技術系統，能實現直接獲取航攝儀**時ｙ

刻外方位元素資料，使航空攝影測量可大量減少或ｌ技術簡介

完全免除地面控制點，甚至無需空中三角測量即可ｍ

進行內業測圖作業，從而大大縮短作業週期、提高生ｏ

（１）ｃｃｄ框幅式面陣成像技術　ｄｍｃ基於面

產效率、降低遙感測圖成本。陀螺自穩裝置（ｔ—ａｓ）陣ｃｃｄ設計，具有類似於框幅式膠片成像相同的幾

用於補償和修正飛行中側滾、俯仰、偏航角度。通過何精度，其數字影象比膠片影像具有更好的成像品高工藝的陀螺、主動控制部件和被動式顫動阻尼來質，影象的地面解析度可達厘公尺級。其技術特點是保證相機光軸在航攝飛行中始終垂直地面，使影象在ｃｃｄ單元的二維焦平面上提供了幾百萬個高精

的幾何投影畸變量最小。ｉｍｕ提供了數學模型信度的框標，每乙個ｃｃｄ像元都可被認為是乙個獨立息，不再需要人工地面ｇｐｓ資料測量。此項技術允的框標，影象資料在ｚ、ｙ方向具有經典的中心投影

許在任何時刻及時地進行６個方位的軌道計算，也

關係，減少了像元幾何關係的複雜性，提高了工作效可通過相機位置計算感測器的一些引數值，如基於

率；ｄｍｃ可以將８塊獨立的ｃｃｄ面陣整合到一起

快門**時刻計算出速度即可求出相機的位置。利

構成乙個完整的成像系統，解決了面陣ｃｃｄ對成像用與ｇｐｓ同步得到的資料可以計算並提供公尺級的尺寸的限制；系統採用最新的ｉｅｅｅ一１３９４匯流排介面ｇｐｓ觀測位置。ｉｍｕ技術系統產生的相機位置與

和接**術。ｄｍｃ影象資料為標準

角度資料可以隨機生成乙個檔案，即ｃｐａ檔案。

的、開放式的資料格式，其資料產品能通用於目前流

ｃｐａ檔案與高程模型結合進行正射校正處理。

行的航空影像處理軟體。

（４）ｄｍｃ的機載數字處理系統　ｄｍｃ系統提

（２）電子自動像元補償（ｆｍｃ）技術　ｆｍｃ技術

供了乙個完整的數字影象獲取與資料處理系統及其可使ｃｃｄ面陣感測器的電路能根據景物亮度設定曝

技術解決方案，它包括相機，**儲存、飛行管理系

光時間，比機械方式的ｆｍｃ更適用於較高的速高比統和後處理硬體、軟體，是乙個完整的航空攝影資料（＾），提高了ｄｍｃ在低空和高速狀態下的成像性獲取系統；還包括所有的攝影測量工作流程，如自動

能。ｄｍｃ相機的**時間與飛行速度無關，其ｃｃｄ空中三角測量、平台與相機特徵引數採集、高程資料

像元的幾何關係與像元邊界條件也不受影響。

生成和正射處理資料生成等。

（３）慣性測量（ｉｍｕ）與數字ｇｐｓ技術系統

機載影象工作站系統的飛行設計管理軟體

ｄｍｃ系統中的慣性測量器（ｉｍｕ）和全球定位系統

（ｉｓｍｐ）可以完成乙個區域的航線設計工作，提供了

收稿日期編輯：楊勇

**專案：「中凱礦業**礦產資源研究**」專案

作者簡介：朱明（１９６５一），男，研究員，主要從事遙感與地理資訊工程研究。

地．質科

技１１２地質科技情報

後依據控制點進行影象的匹配編輯並處理後生成的

資料支援環境，在柵格地圖、向量地圖資料或數字正

射影像資料的支援下進行飛行航線設計。飛行後處理系統是基於圖形介面並在環境下進

ｄｏｍ資料；亦可基於基礎地理資訊和目標註記要

素進行圖例註記編輯，生成典型的城市大比例尺正

行操作，採用最新的ｃａｄ和ｇｉｓ相結合的技術，其目標是為整個生產系統快速提供全部飛行資料。使用者使用乙個基本的管理工具，如攝影測量專案管理軟體，系統就會自動生成飛行航線，預期的中心點座標、

射影像地圖。

（３）城市全要素遙感測圖工作流程（ｄｌｇ流程）ｄｉｇ流程是在ｄｅｍ、ｄｏｍ流程的基礎上進行

的，是基於影象處理軟體和ｇｉｓ平台、按照城市大比例尺地圖的作業規範進行資料採集和地理資訊編輯處理的標準技術過程。其關鍵技術是：地理座標處理與影象定向、目標準確定位、目標邊界圈繪與屬

**名、相機名和其他資訊，確保飛行後影象資料處

理流程直接使用這些資料而不必手工輸入。後處理系統可以快速評價航攝資料質量並將影象資料進行無縫的整合。乙個地區的航攝影象資料可以快速地記錄在機載系統的通用儲存介質ｍｄｒ行動硬碟上供客戶進行資料應用。

後處理系統可對ｍｄｒ移動

性註記資料編輯、地形地貌特徵資訊拾取、地面高程

資料獲取與編輯等。ｄｌｇ流程具有速度快、週期

短、效率高、成本低、質量高等優勢。但它並不能解決城市測圖的全部問題，。

（４）城市專題編輯流程（ｄｔｍ流程）ｄｔｍ流

硬碟中的原始ｒａｗ影象資料進行輻射校正處理，輻射校正的作用是補償溫度、光圈和其他輻射因素對影象帶來的影響，經過輻射校正後的影象資料儲存到ｒａｉｄ盤上。幾何校正處理可以消除鏡頭畸變和傾斜變形，並通過鑲嵌模組進行完整的**鑲嵌。ｄｍｃ系統允許操作者對影象的輻射環境進行調整處理，達到最佳的動態光譜適配範圍。

ｄｍｃ系統的１２　ｂｉｔ的輻射值解析度意味著具有１０２４個灰階。因此細部層次和陰影部分可以得到更好的表現。

程分為桿路資料採集、管網節點資料採集、道路邊線資料採集、附屬設施資訊編輯與資料採集等。

３　ｄｍｃ存在問題與應用前景

理論上，ｄｍｃ成像過程不是中心投影幾何關

２　ｄｍｃ數字製圖工作流程

（１）高程資料工作流程（ｄｅｍ流程）它是基於

系，與傳統航攝相機相比像幅面較小，並有一定的不確定性，在實際生產中也沒有太多經驗可借鑑。但其應用卻大大促進了現代航空遙感技術在全數字中心式攝影與空間定位技術整合領域的快速發展，也加快了數字城市戰略工程的程序。ｄｍｃ的應用將會改變城市地圖測製的技術現狀和城市空間資訊更新管理的技術模式。

由於其技術的先進性和影象資料在城市數字工程中的有效性，它不僅可以取代城市現場測圖的技術模式，而且可以提供更為詳盡的

「空三」、ｉｍｕ、ｇｐｓ機載資料的預處理技術獲取具有測量控制、高程控制和地理糾正的基準影象資料。通過對地理要素的空間解析分析處理，可以獲取地

理物件的位置資訊和高程資料，為製作ｄｅｍ資料

提供基礎資訊。

（２）正射影像處理流程（ｄｏｍ流程）ｄｏｍ流

程是在ｉｍｕ／ｄｇｐｓ系統獲取控制點座標資料，然城市空間結構資訊和資料。

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