航空遙感設(shè)備（航空遙感設(shè)備）

發(fā)展背景

改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)取得了長足發(fā)展。高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展使中國正處在快速的現(xiàn)代化、城市化的進(jìn)程當(dāng)中，大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，快速增長的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及伴隨而來的對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，使得對(duì)高分辨率低空遙感影像，大比例尺地形圖，高精度DEM等數(shù)據(jù)的需求量很大，因此，在今后很長一段時(shí)間，國內(nèi)航空遙感領(lǐng)域的需求相當(dāng)旺盛，航空遙感數(shù)據(jù)的生產(chǎn)將會(huì)長期處于供不應(yīng)求的狀況。

傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量的方法因其制作流程復(fù)雜，需要大量的外業(yè)和內(nèi)業(yè)工作量，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)高精度地理空間數(shù)據(jù)的需要，這就迫切要求我們尋找更為快捷高效的航測(cè)制圖手段。首都師范大學(xué)三維空間信息獲取與應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室因應(yīng)航空遙感領(lǐng)域發(fā)展的需要，先后研發(fā)和引進(jìn)了無人飛艇低空遙感系統(tǒng)和機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，并對(duì)原有系統(tǒng)做了大量的改進(jìn)研究，通過大量的飛行試驗(yàn)，獲取了包括數(shù)字航拍影像，高分辨率線陣高光譜影像，機(jī)載三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)等在內(nèi)的大量地理空間數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了一整套數(shù)據(jù)處理流程，制作出了DOM、DEM、DTM等數(shù)字產(chǎn)品，取得了大量的科研成果，在采用新型手段獲取高精度地理空間數(shù)據(jù)方面做了大量有益的嘗試。

代表產(chǎn)品

機(jī)載激光雷達(dá)ALS50

用激光作為遙感設(shè)備可追溯到40多年以前，但機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)直到最近20年才取得重大進(jìn)展。AIS50是Leica Geosystems公司生產(chǎn)的機(jī)載激光掃描集成系統(tǒng)，內(nèi)置高分辨率量測(cè)級(jí)數(shù)碼相機(jī)，具有自動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)志功能，在飛行過程中可同時(shí)記錄激光的距離信息、GPS定位信息、慣性定向信息、最多4次回波記錄信息。

ALS50的工作原理是將激光脈沖測(cè)距儀放置在飛行器上，通過記錄激光脈沖從發(fā)射到經(jīng)地而目標(biāo)物反射后的時(shí)間延遲，然后再乘以光速，來確定發(fā)射點(diǎn)到地而反射點(diǎn)的斜距。與此同時(shí)慣性測(cè)量系統(tǒng)((IMU)測(cè)定飛行器在空

間的姿態(tài)參數(shù)(側(cè)滾角、仰俯角和航向角)，GPS提供飛行器精確的位置信息。在后處理過程中，聯(lián)合IMU確定的姿態(tài)信息、GPS測(cè)定的飛機(jī)航跡信息以及激光脈沖測(cè)定的傾斜距離，可求出每個(gè)激光焦點(diǎn)精確的三維空間直角坐標(biāo)。通過掃描，就可獲得具有一定帶寬的大量地而點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

ALS50數(shù)據(jù)最主要的作用是提取DEM.利用ALS50系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)高作業(yè)，根據(jù)不同的航高，其平而精度可以達(dá)到0. 15~1 m，高程可達(dá)到10 cm以內(nèi)，地而分辨率甚至可達(dá)到厘米級(jí)，能為測(cè)繪工程、數(shù)字地圖和UIS應(yīng)用提供

精確的空間坐標(biāo)信息和三維模型。ALS50數(shù)據(jù)另一個(gè)作用就是可以對(duì)地物進(jìn)行分類。ALS50可記錄4個(gè)脈沖回波，因而不但能區(qū)分森林頂部的樹冠和森林下而的地而，還可區(qū)分森林間的構(gòu)造和地而到樹冠間的狀況。

航空攝影數(shù)碼相機(jī)ADS80

ADS80采用線陣CCD推掃式數(shù)字成像技術(shù)，集成了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS )和高精度慣性測(cè)量系統(tǒng)(IMU)，其成果可以直接用于測(cè)繪生產(chǎn)作業(yè)，和其他數(shù)碼相機(jī)相比，最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是能夠最大限度地減少了外業(yè)控制測(cè)量工作，提高了攝影測(cè)量的工作效率和成果質(zhì)量。此外，ADS80采用CCD傳感器設(shè)計(jì)的專業(yè)鏡頭，并采用層疊光束分離技術(shù)和干涉濾光技術(shù)，具有更好的光譜分離能力，保證了多光譜影像具有更準(zhǔn)確的光譜信息，更好地滿足了影像分類的要求。ADS80一次飛行就可同時(shí)獲取100%重疊的3個(gè)全色波段、2個(gè)彩色波段、2個(gè)紅外波段的相同分辨率的立體影像。

ADS80高分辨率航空遙感影像的分辨率達(dá)到0.05~0. 2 m左右，能監(jiān)測(cè)出地而 左右的變化，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，可以應(yīng)用于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理以及大型工程選址、房地產(chǎn)管理和水利等許多領(lǐng)域。

機(jī)載成像光譜儀ALSA+

高光譜遙感是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種具有重大突破性的遙感技術(shù)，與僅紀(jì)錄幾個(gè)相對(duì)較寬波段的多光譜遙感相比，它是在電磁波譜的可見光、近紅外區(qū)域，獲取許多波段非常窄且光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)技術(shù)。由于高光譜成像系統(tǒng)獲得的連續(xù)波段寬度一般在10 nm以內(nèi)，因此高光譜影像數(shù)據(jù)能以足夠的光譜分辨率識(shí)別那些具有診斷性光譜特征的地標(biāo)物質(zhì)。多光譜遙感技術(shù)是無法探測(cè)到這些信息的，因?yàn)樗鼈兊牟ǘ螌挾纫话阍趲资畟€(gè)納米，且在光譜上不連續(xù)。高光譜為遙感信息的定量化分析與應(yīng)用提供了一種有效的手段，己在地質(zhì)、生態(tài)、水文和海洋等領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用。

ALSA+是由芬蘭Specim公司制造的推掃系統(tǒng)，包括一個(gè)高光譜掃描頭、一臺(tái)微型GPS/INS傳感器和一臺(tái)PC數(shù)據(jù)獲取單元。它是一臺(tái)航空成像光譜儀，是既能對(duì)地而目標(biāo)成像又可以測(cè)量目標(biāo)光譜特性的光學(xué)探測(cè)器。AISA+機(jī)載高光譜成像儀獲取數(shù)據(jù)的光譜范圍為400~970 nm之間，最小波長間隔為2. 3nm。一次最多可獲取244個(gè)波段的影像數(shù)據(jù)。一方面可以獲取影像信息；另一方而又可以獲取地物的光譜信息。傳感器的視場(chǎng)角為39. 70，飛行1000 m處獲得數(shù)據(jù)的地而分辨率為1. 41m，空間分辨率比較高。但每次掃描空間象元數(shù)只有512個(gè)，飛行獲取數(shù)據(jù)幅寬較窄。

機(jī)載雙譜掃描儀ABS

航空遙感設(shè)備

航空遙感設(shè)備

ABS機(jī)載雙譜掃描儀是由美國AgonST公司制造，具有紫外、熱紅外兩個(gè)通道的航空遙感設(shè)備。其中紫外通道波長0.32~ 0.38 (UV)、熱紅外通道波長8. 5一12. 5 。紫外通道只能是在白天并且具有良好的能見度情況下使用。熱紅外通道所探測(cè)到的是地而目標(biāo)的熱輻射能量，并與地而溫度、強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，其地理信息相對(duì)較弱，可在白天或黑夜無人造光源的條件下實(shí)施，是一種全天候的遙感，其局限性是空間分辨率低、易受環(huán)境影響。