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《北京测绘》2019,(12)
近年来,摄影测量技术发展迅猛,特别是低空航空摄影平台的出现,很好地弥补了传统卫星遥感、常规航空摄影测量在时效性、灵活性方面的不足。借助低空摄影的光学优势能够获取传统航空摄影和卫星遥感无法比拟的高分辨率影像,可以实现航空摄影测量大比例尺成图的目标。符合低空航空摄影的成像系统,发展较为滞后。现有很多低空航摄影测量平台普遍搭载单个普通数码相机进行航空摄影,存在航空摄影数据采集效率低、有效数据量小、数据处理难度高以及成图精度不高等问题;再有,传统的航空摄影测量相机及国内外成熟的组合宽幅航空相机系统又缺乏进行低空航空摄影测量应用的客观基础。研究适合于低空航空摄影的成像系统对于低空航测应用发展非常关键,是解决低空航测现存问题的一个有效途径。低空航测成像系统目前最主要的问题是数据的获取效率和精度,根本原因在于相机像幅以及视场角大小的问题。解决这一问题的根本途径是研究适合于低空航空摄影的宽幅面、宽视场角相机系统。对于数字相机而言,像幅受材料以及制造工艺限制,视场角受光学镜头的光学性能限制,很难有所突破。但是数字相机影像的可拼接性提供了另外一种可能途径,即多传感器组合成像,利用多个小像幅相机构造拼接成一个近似单中心投影的宽幅面航空相机,从而提高影像像幅和视场角,达到宽幅面大视场成像的目的。本文主要研究工作如下:(1)研究了低空航空摄影的光学理论基础。系统分析了低空航空摄影光学条件,结合光度学理论详细论述了低空航空摄影光度学优势,以及单镜头成像系统低空宽视场成像的劣势,阐述了利用组合成像技术来实现低空宽角成像的必要性和可行性。系统总结了当前摄影成像相机系统的发展现状,归纳了现有组合成像系统的特点和优势,分析了利用组合成像技术来提高影像像幅和视场角数学原理。在对比分析现有组合相机几何构造、成像单元数量、拼接模型的基础上,确定了利用五个数码相机采用组合成像技术来构造组合宽角低空航测相机的研究目标。(2)研究了基于地面三维检校场的低空组合宽角相机的静态误差高精度检校方法。理论推导了低空组合宽角相机的几何成像数学模型,定义了相机之间以及虚拟影像空间坐标系统,建立了各个独立光学结构(子相机)之间,及其与虚拟影像之间的严格几何数学模型。理论分析了组合宽角相机几何成像数学模型误差,将其归纳为地面静态误差和飞行动态误差两个部分。并研究了利用地面三维检校场来实现其静态误差的几何标定。静态误差几何标定主要包括单相机几何畸变误差的高精度标定和组合相机联合空间关系标定两个内容,详细论述了其算法原理和实现过程,最后通过实验结果分析了其精度和可靠性。(3)研究了基于影像全部像元参加的低空组合宽角相机飞行动态误差自检校模型求解与全局优化方法。自检校的目的是对相机飞行过程中由于系统和环境变化等因素导致的动态误差进行补偿。首先,理论推导了本文采用的自检校联合平差数学模型,该模型顾及了飞行过程中可能导致的相机系统间的空间位置和姿态的微小变化,将这种微小变化的检测转换为重叠区影像的视差值。其次,论述了利用重叠区匹配同名点求解自检校模型参数的基本原理和方法,并结合本文组合宽角相机特点,设计了一种影像快速匹配策略,进而实现自检校模型求解;在此基础上,通过对影像匹配性能的分析,以及基于特征点匹配来求解自检校联合平差模型存在的局部最优问题,提出了一种影像重叠区全部像元参加的几何匹配方法来实现对自检校模型求解的全局优化算法,对算法思想和原理以及求解过程进行了详细论述。最后通过对比实验分析了自检校模型求解的精度,验证了算法的有效性。(4)研究了宽角相机与稳定平台的集成。分析了稳定成像对于低空航空摄影成像质量和数据处理精度的影响,指出稳定成像对于组合宽角低空航测相机的重要意义。首先,理论分析了低空飞行平台的不稳定对于低空航空影像光学和几何性能的影响,以及飞行平台不稳定导致的影像质量下降、数据处理难度增大、处理精度降低等问题;其次,介绍了一种适用于无人飞艇等飞行器的三轴稳定平台结构及其控制原理,并通过对比试验来分析稳定成像对于低空航测精度的影响,指出了低空稳定成像对于低空组合宽角相机系统数据获取和处理的重要意义。(5)通过具体的航空摄影工程实例阐述了利用低空组合宽角相机进行航空摄影作业的数据处理实际流程,并分析了不同类型地形数据自检校拼接的精度分布,展示了其相关数据产品成果情况,结合影像空三处理结果分析了其精度。实验结果反映了组合宽角低空航测相机的作业能力。 相似文献
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分辨率是表示摄影成像系统和评价影像质量的重要指标,准确把握成像系统的分辨率在轨变化情况,关系到遥感影像的合理有效利用。本文采用地面铺设辐射状靶标的方法,利用天绘一号卫星获取的靶标影像,对搭载的CCD相机分辨率进行在轨检测,计算了成像系统沿轨和垂轨方向的分辨率,简要分析了检测结果的合理性。 相似文献
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与卫星影像相比,摄像机影像数据具有更高的时间和空间分辨率。互联网共享的摄像头视频提供了丰富的夜间灯光信息,但数据的获取难度较大。针对实时视频数据设计特定爬虫程序进行数据获取,再基于获取的视频进行数据挖掘。通过分析日本东京某实验区的影像,发现城市夜间灯光表现复杂且存在一定的随机性,但是整夜的夜间灯光随着时间呈现明显减弱的趋势,并且部分区域呈现出先增加后减少等更为复杂的变化规律,此外不同建筑物侧面灯光趋势也存在差异。 相似文献
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影像匀色方法是决定拼接后影像能否进一步用于遥感定量化应用的重要环节之一。本文针对我国高分辨率对地观测系统的首发星——GF-1卫星宽覆盖WFV传感器4相机拼接成像特点,提出了一种基于交叉辐射定标的影像间匀色方法。该方法首先利用传统的交叉定标方法获取某一台WFV相机在轨绝对辐射定标系数,然后采用统计分析和仿真模拟方法建立了相邻相机影像间DN值、表观辐亮度的相关模型,在完成相机间绝对辐射性能传递的同时,实现了影像间匀色处理。试验结果表明利用本文获取的交叉辐射定标系数能够有效地消除相邻相机影像重叠区域辐射不一致性的问题,实现WFV影像间匀色。该匀色方法可为其他类似卫星传感器影像间匀色提供参考依据。 相似文献
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提出了利用VirtuoZo系统并结合UCD相机的特点在立体环境下快速制作正射影像的方法。在研究区范围内,首先,利用无人机搭载UCD相机进行影像的获取,然后将获取的影像利用UCD相机参数和控制点参数等信息进行影像的粗纠正,接着在VirtuoZo系统中进行精纠正等处理,之后进行DEM的生成,最后可快速地进行DOM的制作。通过试验表明,该方法可快速获取精度较高的正射影像。 相似文献
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扩展共线方程结合车载组合全景相机影像区域网平差 总被引：1，自引：1，他引：0
利用扩展共线方程实现组合相机单片影像的空中三角测量,通过该方法来提高全景影像的定位精度。由于组合全景相机中各子相机刚性固定,相机间的相对位姿参数可以精确标定,因此利用扩展共线方程模型,可以将组合全景相机的构像单元从单个子相机影像扩展为整个组合相机获取的多张影像。与已有的球模型方法,包括球理想模型和球严密模型方法相比,本文所用的扩展共线方程方法使用各子相机影像像点作为观测值,避免了球模型方法中由各子相机摄影中心不重合导致的球模型投影误差和摄站内重叠区域融合误差。试验结果表明:与球模型方法相比,本文方法无需模型投影和摄站内重叠区域融合等繁琐的处理过程,避免了由其引起的精度损失,保证了空三网稳定性的同时提高了定位精度。 相似文献
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Still video cameras are easy to handle, portable, digital image acquisition devices for close range photogrammetry. They allow fast object recording without being connected to a computer. As an example of the new camera type, the high resolution Kodak DCS200 is presented in this paper, combined with the DPA digital photogrammetric station used for image measurement and object reconstruction. The performance of this three dimensional measurement system is illustrated by calibration results as well as applications to high precision dimensional inspection in industry. 相似文献
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随着星载面阵CMOS探测器的广泛使用,使得获取超时相数据成为可能,这为新型对地遥感工作模式带来新的发展机遇。本文不再局限于采用单一技术解决单一技术指标的传统解决问题的方式,系统性地提出一种面向星载面阵CMOS相机的新型成像方式,利用面阵CMOS相机连续快速曝光在极短的时间内获取同一观测区域的超时相序列数据,通过图像重建的方式,实现一揽子的图像质量提升,即同时实现虚拟数字时间延迟积分TDI（Time Delay Integration）、调制传输函数MTF（Modulation Transfer Function）补偿和空间分辨率GSD（Ground Sampling Distance）提升。这种新型成像方式的优点是,可以改善星载光学相机是探测器受限系统的窘境,进而在不改变光学系统的情况下,通过求解一个病态方程,实现对地遥感图像空间分辨率与成像质量的综合提升。基于实验室的靶标仿真实验数据、基于低轨光学遥感卫星OVS-1A、吉林一号视频03卫星和高分四号卫星的真实数据实验结果表明,无论是信噪比,图像清晰度还是空间分辨率都有明显提升。这种新型成像方式已被中国后续某地球同步轨道光学成像卫星所采用,可以预见的是,这种成像方式不仅可以使得在轨卫星发布更高分辨率与更好图像质量的产品,盘活在轨卫星的探测资源;在实现同样空间分辨率与图像质量的前提下,可以有效降低光学相机载荷的体积与重量,进而可以有效降低未来光学卫星的研制成本。 相似文献
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Albert K. Chong 《The Photogrammetric Record》2004,19(108):296-310
Generally, a low-cost image-based motion study system consists of a set of two or more video imaging cameras and a set of object space control targets. The control targets are required to provide for the computation of exterior parameters of the video frames of objects in motion. Subsequently, the computed exterior orientation parameters are used to compute the position of the motion targets. In general, the accuracy of the motion data is dependent largely on the accuracy of the 3D coordinates of the control targets, the computed camera and lens parameters and the frame rate of the camera. Obviously, it is difficult to improve the frame rate of a low-cost camera; however, the other factors may be optimised analytically. Optimising the accuracy of the control targets is a straightforward process and is discussed briefly in the paper. Optimising the computed camera and lens parameters was the main focus of the research. Consequently, the paper provides the detail of the developed optimising technique. The results show that an optimal principal distance and other lens parameters can be determined by analysing the error of a set of highly accurate object distances. The evaluation shows that the accuracy of the video motion study system can be improved by as much as six times or a reduction of scaling error from 1·06 to 1·01. 相似文献
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João Fernando C. da Silva Paulo de Oliveira Camargo Rodrigo B. A. Gallis 《The Photogrammetric Record》2003,18(101):5-26
This paper presents the prototype of a low-cost terrestrial mobile mapping system (MMS) composed of a van, two digital video cameras, two GPS receivers, a notebook computer, and a sound frame synchronisation system. The imaging sensors are mounted as a stereo video camera on top of the vehicle together with the GPS antennae. The GPS receivers and the notebook computer are configured to record data referred to the vehicle position at a planned time interval. This position is subsequently transferred to the road images. This set of equipment and methods provide the opportunity to merge distinct techniques to make topographic maps and also to build georeferenced road image databases. Both vector maps and raster image databases, when integrated appropriately, can give spatial researchers and engineers a new technique whose application may realise better planning and analysis related to the road environment. The experimental results proved that the MMS developed at the São Paulo State University is an effective approach to inspecting road pavements, to map road marks and traffic signs, electric power poles, telephone booths, drain pipes, and many other applications important to people's safety and welfare. A small number of road images have already been captured by the prototype as a consequence of its application in distinct projects. An efficient organisation of those images and the prompt access to them justify the need for building a georeferenced image database. By expanding it, both at the hardware and software levels, it is possible for engineers to analyse the entire road environment on their office computers. 相似文献
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Metric Exploitation of still Video Imagery 总被引：1，自引：0，他引：1
The development of still video CCD cameras with digital image storage has made feasible the concept of offline, single sensor vision metrology. This paper reports on practical evaluations of such a system for dimensional inspection of aircraft tooling and for structural monitoring for large scale engineering. A further application of still video technology for low altitude aerial mapping is also reported. In each case a Kodak DCS200 camera has been employed for the photography in order to take advantage of the relatively high sensor resolution and adequate on-board image storage capacity. Aspects of the measurement operations, which yielded object space accuracies to 1:80 000 in the industrial measurement projects, are discussed and the results analysed. 相似文献
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"高分一号"配置了4台16m分辨率多光谱宽幅(WFV)相机,组合观测幅宽达到800km。为了将其应用于定量遥感,需要对其进行精确的辐射定标。目前针对高分一号卫星有两种交叉定标方法,都在传统方法的基础上进行了改进。一种是基于影像的交叉定标方法(image-based),另一种是基于辐射传输模型和二向反射分布函数的交叉定标方法(RTM-BRDF)。本文采用这两种方法对高分一号(GF-1)的4个相机进行辐射定标,并对这两种方法进行了对比分析,发现对于WFV2和WFV3这两个近似星下点成像相机,image-based方法可以得到精度较高的辐射定标系数,而对于WFV1和WFV4这两个非星下点成像相机来说,RTM-BRDF方法得到的定标系数精度较高。因此,最终将两种方法结合给出GF-1 4个相机最终的定标系数。 相似文献
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A Single-Pixel Imaging System for Remote Sensing by Two-Step Iterative Curvelet Thresholding 总被引：2，自引：0，他引：2
《Geoscience and Remote Sensing Letters, IEEE》2009,6(4):676-680
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This paper describes a six-camera multispectral digital video imaging system designed for natural resource assessment and shows its potential as a research tool. It has five visible to near-infrared light sensitive cameras, one near-infrared to mid-infrared light sensitive camera, a monitor, a computer with a multichannel digitizing board, a keyboard, a power distributor, an amplifier, and a mouse. Each camera is fitted with a narrowband interference filter, allowing the system to obtain imagery in the blue (447 – 455 nm), green (555 – 565 nm), red (625 – 635 nm), red edge (704 – 716 nm), near-infrared (814–826 nm), and mid-infrared (1631 – 1676 nm) regions of the electromagnetic spectrum. Analogue video acquired by this system is converted to digital format. Radiometric resolution of the imagery is 8-bit (pixel values range 0 – 255). Images obtained by the system can be evaluated individually and/or in combination with each other to assess natural resources. 相似文献
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PANHeping ZHANGChunsen 《地球空间信息科学学报》2003,6(2):48-54
This paper describes the structure,geometric model and geo-metric calibration of Photogrammetron I-the first type of photogrammetron which is designed to be a coherent stereo photogrammetric system in which two cameras are mounted on a physical base but driven by an intelligent agent architecture.The system calibration is divided into two parts:the in-lab calibration determines the fixed parameters in advance of system operation,and the insitu calibration keeps tracking the free parameters in real-time during the system operation.In a video surveillance set-up, prepared control points are tracked in stereo image sequences,so that the free parameters of the system can be continuously updated through iterative bundle adjustment and kalman filtering. 相似文献