航空摄影测量公司

湖北航空摄影测量公司讲解航空摄影测量相机的发展

航空摄影测量相机因装载平台的不同，可以分为航天测绘相机和航空摄影测绘相机。航天测绘相机主要是装载在利用各种太空飞行器作为平台的遥感系统上，以人造卫星为主，包括载人飞船、航天飞机、太空站和各种行星探测器；航空测绘相机主要是装载在飞行于大气层内的各类飞机、飞艇、气球等作为遥感平台的遥感系统上。随着遥感成像技术和计算机技术的高速发展，航天航空测绘相机也经历着从回收型向传输型、从模拟向数字化的转变。
航空摄影航天测绘相机按图像传输方式的不同，可以分为回收型和传输型两类。回收型航天画幅式相机主要优点是图像几何关系严密，影像分辨率高，图像畸变小，测图容易；缺点是传感器在空间工作寿命太短，难以获取目标区覆盖的理想像片。欧洲空间局（ESA）空间实验室上使用的MC(RMK)相机和Atlas计划中使用的相机以及美国大幅面相机（LFC）都是画幅式相机，地面分辨率分别为20米、5米和15米。欧洲空间局RMKA30/23型相机曾在美国哥伦比亚号航天飞机的第九次飞行时装载，从250公里高度拍摄了比例尺为1：80万的黑白片和彩色红外像片，所摄像片能够测绘3500幅1：10万或1.4万幅1：5万比例尺地形图。像幅大小为23厘米×46厘米的LFC相机装载在美国航天飞机上，在1984年10月的飞行中，9天共获得2140张像片。在放大后的影像图上，机场、港口码头，甚至船舶都清晰可见。1987年我国首次发射的返回型大幅面框幅式相机的摄影测量也获得成功。
传输型航天测绘相机主要是以线阵CCD为感光元件的固态传感器，主要可分为单线阵、双线阵、三线阵数字相机，这些类型相机在国内外航天领域已经得到应用。单线阵数字相机中具代表性的是法国的SPOT 1-4系列卫星。1986年2月22日，具有立体观测功能的法国SPOT卫星搭载线阵CCD传感器，获取地面10米分辨率的全色波段影像，为中小比例尺地形图测绘提供了新的数据源，为摄影测量提供了新的研究内容。另外，高分辨率遥感卫星例如美国的Ikonos、Quickbird和OrbView卫星，以色列的EROS-B卫星以及韩国的Kompsat卫星等，均采用单线阵相机作前、后或左、右摇摆来获取立体影像。采用双线阵数字相机典型的如SPOT-5卫星，提高了立体影像获取效率，可沿轨实时获取立体影像，地面分辨率为5米，地面覆盖宽度达到120公里，其测图的相对平面精度为10至15米，高程精度10米。在三线阵相机方面，具有代表性的有效载荷或卫星主要包括：德国在航天飞机、空间站和火星探测中采用的MOMS系列三线阵测绘相机。1993年德国发射的MOMS－2卫星搭载三线阵CCD相机,从理论上解决了摄站外方位元素的重构问题，大大提高了线阵扫描摄影测量的精度。日本为绘制1:2.5万比例尺地图，研制并发射了先进陆地观测卫星（ALOS），该卫星配备了目前世界上公开报道的的三线阵CCD立体测绘相机（PRISM），可以实现全球无控制测图。
多年来，在我国航空摄影生产中，使用的胶片型系列航空摄影测量相机主要是由国外引进的，主要产品类型有RC型摄影仪、RMK型航摄仪、以及 AΦA型测图航摄仪等。它的特点是满足精度要求，气象保障条件要求严格，成图获取周期较长。
在2000年ISPRS阿姆斯特丹大会上，航空数字相机开始出现；到2004年的ISPRS伊斯坦布尔大会上，航空数字相机已成为受人关注的热点领域。在航空数字相机方面比较有代表性的三线阵相机是徕卡公司的ADS 40。它是在成像面安置前视、下视和后视三个CCD线阵，在摄影时构成三条航带实现摄影测量。由于技术的原因，目前生产像幅为23厘米×23厘米的大幅面的面阵CCD相机还有困难。国外正在大力发展利用拼接技术将中规模CCD拼接出满足应用的大规模面阵CCD。近年来，国际上出现了采取软硬件结合的方法研制大规模面阵CCD航空摄影相机，代表性相机包括德、美联合研制的DMC以及奥地利Vexcel公司推出的大面阵相机系统Ultra Cam D。其中DMC 全色波段是由4台分辨率为4K×4K面阵的CCD相机组成，像元大小为12um；Ultra Cam D 是由8个镜头组成，其中4个镜头沿航线方向线性排列，为全色通道；4个镜头分布在四角，为多光谱通道。
我国很重视航空数字相机的研发工作，现已取得很大突破，研制出一些具有国际先进水平的产品，甚至在某些方面优于国外同类产品。
研制大面阵航空数字相机是未来发展的重要方向。它的优点很多，一是环境适应能力强。数字相机的感光度高、光源适应性强，能在不同气象条件甚至能实现云层下航空摄影，降低了对摄影天气条件的要求，可以大大缩短摄影周期。二是效率高，实时性强。用胶片相机拍摄的图像要进行数字化处理，须经过拍照、冲洗、扫描三个步骤，获取周期相对较长；而用数字相机摄影则无需胶卷，无需暗室，无需扫描仪，拍摄的图像可以实现实时传输，并直接输入到计算机中处理，大大提高了工作效率。三是测绘应用处理简便快捷。面阵相机在资料应用处理方面与当前测绘生产体系兼容，现有装备完全能够满足面阵相机资料处理的要求。四是性能价格比高。使用数字面阵相机能够比使用胶片相机节省50%至75%的成本，而获取的数字影像辐射精度和几何精度都将大大提高