ADS40与DMC两种航摄仪工作效率分析

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　摘要：ADS40和DMC作为国内两种比较常用的数码航摄仪，二者的航摄性能和作业效率，一直为人们所关注和比较，本文结合多家航摄单位使用ADS40和DMC的实际作业情况，对这两种航摄仪在成像原理，飞行效率，数据处理，外业像控，内业测图等方面进行了综合的比较。
　　关键词：ADS40；DMC；飞行效率
　　
　　0引言
　　ADS40(AirborneDigitalSensor)由瑞士Leica公司与德国宇航中心DLR联合研制，2000年7月在阿姆斯特丹的第19届国际摄影测量与遥感大会上首次推出。DMC（DigitalMappingCamera）是由德国蔡司（ZEISS）公司和美国Intergraph公司共同研制，综合了ZEISS公司世界上最先进的光学技术和Intergraph公司在数字摄影测量软件领域的领先技术。目前，这两种航摄仪在国内数码航摄领域各占一席之地，关于二者的性能比较一直都是业内的热门话题，以下是作者结合多家航摄单位使用这两种航摄仪的情况，进行综合比较后得出的结论。
　　1ADS40与DMC航摄仪原理
　　1.1ADS40数码航摄仪原理
　　ADS40航摄仪基于线阵CCD技术，是集成了GPS和惯性测量装置（IMU）的新型摄影测量仪器，镜头采用中心垂直投影设计，焦平面的3个全色波段阵列构成了对地面的前视、下视、和后视成像格局，从三个不同方向获取数字影像。蓝、绿、红和近红外波段阵列安置在全色阵列之间，通过三色分色镜记录目标的多光谱信息。航空摄影时，传感器采用推扫式成像原理，七个通道同时对地面连续采样，同时获取目标的多波段影像。
　　1.2DMC数码航摄仪原理
　　DMC镜头系统由8个镜头组合而成。其中4个全色镜头，4个多光谱镜头（红、绿、蓝以及近红外）。每个镜头单独配有大面阵的CCD传感器，在航摄飞行中，DMC数字航摄仪的8个镜头同步曝光，4个全色镜头及4个多光谱镜头获得的数字影像有部分的重叠。影像的位置关系类似于蝶形，再利用影像上的同名点采用外扩法拼合成虚拟焦距为120mm的中心投影影像。多光谱传感器获取的影像通过与全色高分辨率影像融合生成真彩或彩红外影像。
　　2ADS40与DMC的主要技术参数对比
　　DMC与ADS40相机参数表表1

　　3ADS40与DMC效率对比
　　3.1飞行效率
　　结合两种航摄仪的参数以及国内多家航摄单位的使用情况，我们归纳出如下飞行效率对比分析表

　　在数字航摄中，地面分辨率取决于焦距与像元尺寸，旁向幅面宽度则取决于旁向像素数和地面分辨率，从上表可以看出，大比例尺航摄中，地面分辨率方面DMC航摄仪优于ADS40航摄仪；旁向幅面宽度方面，在1：500、1：1000、1：2000比例尺航摄中DMC航摄仪优于ADS40航摄仪；在1：5000比例尺航摄中ADS40航摄仪优于DMC航摄仪；在1：10000、1：50000中小比例尺航摄中，受航高限制，ADS40航摄仪效率低于DMC航摄仪。
　　另外，ADS40航摄的像片质量受曝光时间和飞行速度影响较大。当飞机以大于220km/h的速度低空飞行时，要获取15cm以上分辨率影像就必须要有较为晴朗的天气，这意味着在光照条件较差时，ADS40航摄就会受到很大限制。而DMC采用全电子数字相机FMC工作原理，其CCD面阵传感器的电路能够按时间延迟方式工作，更适合于较高的速高比（V/H），因而大大扩展了DMC低空和高速照相性能。综上所述DMC航摄仪在飞行效率方面要优于ADS40航摄仪。
　　3.2数据后处理效率分析
　　作为数字航摄，ADS40与DMC都需要后期合成影像，经过同一测区实际对比分析，我们认为两种航摄仪后期处理时间相差不多，效率相当。
　　3.3外业像控测量效率分析
　　由于ADS40采用线阵扫描方式成像，获得无缝条带影像，又集成有GPS/TMU，因此对外业像控点的要求有别于DMC框幅式相机，无需布设高程控制点，也无需按照基线间隔的概念布设平高控制点，只需满足对摄区的整体控制即可，一般在摄区拐角及中心分别布设平高控制点，所需外业像控点个数相当于框辐式航摄仪的十分之一或几十分之一。实践证明ADS40航摄仪的外业像控测量效率会大大优于DMC航摄仪。但随着科技的发展，DMC航摄仪如果与GPD/IMU集成使用，那么外业像控测量效率也会得到大幅提高。
　　3.4内业测图效率分析
　　DMC数字航摄仪获取的是单张相片，而采用ADS40数字航摄所获取的是整条无缝影像，无需进行相片间的内定向，而且在生成DLG和DEM时无需进行航向接边，这就大大节省了内业空三和测图的工作量。但由于ADS40航摄仪旁向像幅小于DMC航摄仪，因此在相同区域航摄，飞行的航线条数相对要多一些。综合对比，在内业测图效率方面，采用ADS40数字航摄仪比DMC数字航摄仪在效率上有所提高。
　　4结束语
　　经过上述对ADS40和DMC航摄仪在几方面的对比分析，我们可以看出这两种航摄仪在实际工作中各有千秋，具体表现在：DMC航摄仪在飞行效率上优于ADS40航摄仪，而ADS40航摄仪在外业像控及内业处理上，效率要高于DMC航摄仪。需要注意的是ADS40是推扫式航摄仪，有别与传统的框辐式航摄仪，因此需要引进专门的内业成图处理设备，这样必然会增加一部分投资。但随着国内测绘科技的逐步发展，必然会出现能够兼容ADS40推扫式成像的处理设备及测图软件。