航空傳感器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應用淺析

■崔彥江

（新疆維吾爾自治區(qū)第一測繪院新疆昌吉831100）

航空傳感器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應用淺析

■崔彥江

（新疆維吾爾自治區(qū)第一測繪院新疆昌吉831100）

隨著社會科技、經(jīng)濟的發(fā)展,人們對空間信息的提取日益提高,從時勢性、數(shù)據(jù)精度、質(zhì)量等方面提出了越來越高的要求。

應用優(yōu)勢案例分析

1 航空傳感器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應用

（1）應用于西部測圖:由于我國幅員遼闊在西部無人區(qū)采用數(shù)字攝影測量技術(shù)將會在西部無人區(qū)測圖中發(fā)揮巨大的作用。

（2）應用于數(shù)字城市:目前我國各城市在發(fā)展、建設(shè)和管理中普遍存在的問題是城市空間信息陳舊或嚴重不足，采用航空傳感器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲取多波段影像，可以一次性獲取前視、下視和后視影像，為數(shù)字城市提供了充分的數(shù)據(jù)源。

（3）通過大量實踐結(jié)果證實:數(shù)字航攝儀在50km基站5個控制點條件下平面和高程精度均能達到1:50000和1:10000國家規(guī)范關(guān)于丘陵地測圖的精度要求。可以采用增加地面控制點、架設(shè)多基站、布設(shè)垂直構(gòu)架航線的辦法來提高空三平差的精度。

2 航空傳感器的數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢

（1）航空傳感器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在攝影測量工作站進行數(shù)據(jù)后處理時無內(nèi)定向過程。常規(guī)框幅式影像需要進行人工內(nèi)定向特別是正負航線時要建立兩個相機文件

相機的框標坐標和檢%A定主點坐標（PPA）需要變號較為復雜。

（2）ADS40相機影像是以每條航線為單位一條航線一幅影像傳統(tǒng)框幅式相機影像是以單張相片為單位。ADS40影像在一條航線范圍內(nèi)

航向不需要接邊提高了工作效率。

（3）ADS40空三在大面積測區(qū)平差時效率較高人工干預較少只需觀測有限幾個控制點其他均由影像匹配自動完成。但是ADS40成像機理的復雜性決定了數(shù)據(jù)后處理過程也較常規(guī)攝影測量復雜由于每條掃描行對應一組外方位元素一條航線有幾萬甚至十幾萬組外方位元素。因此選擇高精度的IMU/DGPS和空三平差模型對于ADS40而言是十分重要的。

3 航空傳感器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的案例分析

3.1 線陣推掃式傳感器在航空和航天攝影測量與遙感領(lǐng)域的使用

線陣推掃式傳感器目前已經(jīng)廣泛應用于當代航空和航天攝影測量與遙感領(lǐng)域,為攝影測量與遙感應用開辟了嶄新的途徑?；谏倏刂泣c的推掃式衛(wèi)星姿態(tài)外推研究成為新的研究方向,對較難獲得控制點區(qū)域的目標定位具有重要意義。針對單線陣推掃式傳感器影像多中心成像的特點,建立基于共線方程的傳感器模型。采用空間后方交會的方法求解各掃描行的定向參數(shù),當外推距離較遠時采用單控制點進行定向參數(shù)改正。實驗數(shù)據(jù)采取國內(nèi)某地區(qū)同一軌道上的連續(xù)6景SPOT影像進行目標定位。分析外推的實驗結(jié)果,當外推距離為240km時,誤差為1km左右,利用單控制點進行誤差補償后,糾正結(jié)果明顯優(yōu)于前者,達到了1km以下。但糾正結(jié)果仍不能讓人滿意,還有待進一步提高。

3.2 ads40推掃式數(shù)字航攝原理及應用

ADS40是當今最先進的攝影測量系統(tǒng)之一，它采用推掃式三線陣獲取影像可以提供多種類型的數(shù)字影像數(shù)據(jù)。由于配備I MU/DGPS系統(tǒng)在一定的基站范圍內(nèi)可以在無控制或少量控制點的情況下進行空三平差極大地減輕了攝影測量外業(yè)控制工作量縮短了生產(chǎn)周期，提高了作業(yè)效率。

ADS40攝影測量系統(tǒng)與常規(guī)攝影測量技術(shù)相比具有的明顯優(yōu)勢:

（1）ADS40航攝相機配備有IMU/DGPS系統(tǒng)在一定的基站范圍內(nèi)可以在無控制或少量控制點的情況下完成對地面目標的3維定位。

（2）ADS40相機配備有先進的導航管理系統(tǒng)（FGMS）和交互式圖形操作界面OI40可以在飛機起飛之前輸入有關(guān)技術(shù)參數(shù)航攝時可以對飛行情況進行實時監(jiān)控協(xié)調(diào)。從而提高了航攝質(zhì)量與效率大大減輕了攝影員的操作壓力。

（3）ADS40可航攝的天氣大大高于常規(guī)光學相機甚至可以在水平能見度小于DHI的云下進行大比例尺攝影。這對于在我國南方地區(qū)進行航空攝影而言無疑具有極為重%A要的現(xiàn)實意義。

（4）由于ADS40相機獲取的是數(shù)字影像當天攝影完畢影像可以立即下載供下工序使用。而常規(guī)航空攝影后處理所經(jīng)歷的周期太長膠片的儲藏#洗印均需要專門的設(shè)備配套設(shè)備價格昂貴并且需要配備專業(yè)處理膠片人員。相片洗印#掃描等中間環(huán)節(jié)難免會影響影像質(zhì)量。

（5）ADS40數(shù)字航攝相機由于是三線陣推掃式的所獲取的影像是以航線為單元的條帶影像常規(guī)框幅式相機例如RG30需要考慮航向重疊度重疊度的增加必然會耗費大量的膠片增加經(jīng)濟成本。

（6）ADS40相機可以同時獲取黑白、彩色和彩紅外3種形式的數(shù)字影像。

（7）ADS40的IMU內(nèi)置于相機內(nèi)每次航攝時不需要布設(shè)檢校場。常規(guī)航空攝影即使配備了IMU慣性測量單元但由于IMU不是內(nèi)置的每次航攝時都要進行人工安裝%A因此都要布設(shè)檢校場。

（8）ADS40數(shù)字航攝儀配備有POS系統(tǒng)可以在有大面積水庫、湖泊、沿海灘涂及沿江地區(qū)進行航空攝影但是傳統(tǒng)框幅式光學航空攝影獲取的影像在數(shù)據(jù)后處理過程中涉及相主點落水在這些地區(qū)進行攝影測量將面臨不少困難。

LiDAR（激光雷達）是主動式遙感新型傳感器,工作原理為:以一定方位角、高度及掃描頻率,向被測量地區(qū)主動發(fā)射一定脈沖頻率及波長范圍（屬近紅外波段）的激光脈沖,傳感器記錄了發(fā)射至接收的時間差以及脈沖返回的能量值,以及擊中目標的腳點的三維坐標值,從而確定地物的高度、結(jié)構(gòu)等屬性。

傳統(tǒng)的衛(wèi)星影像,SAR和攝影測量影像數(shù)據(jù)缺乏直接的三維信息、地物結(jié)構(gòu)的復雜性、地物之間的遮擋但能提供了大量豐富的光譜信息、紋理特征等語義信息。然而,二維影像等,使得僅利用遙感影像提取高精度地物信息也存在很大困難,因此將兩種數(shù)據(jù)相結(jié)合以獲取更多的信息,彌補各個單數(shù)據(jù)源的局限性具有重要意義。

[1]劉軍、張永生、范永弘ADS40機載數(shù)字傳感器的攝影測量處理與應用 [J].測繪學院學報.2002.

[2]劉鳳德.邱懿、劉先林.航攝機檢定主點坐標的使用問題 [J].遙感信息.2005.

[3]王任享 航空三線陣CCD影像測制城市數(shù)字正射影像 [J].測繪工程.2003.

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1000-405X（2016）-6-188-1