Реферат на тему Современные цифровые аэрофотокамеры

Содержание:

Введение. 3

1. Цифровые
аэрофотокамеры: понятие и классификация. 4

2. Современные
цифровые аэрофотокамеры.. 8

3. Особенности
формирования кадра в цифровых аэрофотокамерах. 14

Заключение. 17

Список использованной литературы.. 18

Введение:

В настоящее время
аэрофотосъемочное производство полностью перешло на использование цифровых
аэрофотосистем, тем самым вытеснив из практики использование аналоговые
(пленочные) аэрофотоаппараты и переходные, так называемые гибридные фотосистемы.
Переориентация на цифровые съемочные методы в аэрофотосъемке наметилась в конце
90-х годов прошлого века, когда вместо кассетной части классических
аэрофотоаппаратов стали устанавливать устройства с матричными
светочувствительными приемниками (так называемые «задники»), в задачу которых
входило преобразование изображения в фокальной плоскости объектива в цифровую форму
и запись его на дисковые накопители для сохранения материалов съемки в полете.

В настоящее время
ведущие мировые производители съемочной аппаратуры различного назначения
(фотоаппараты, лазерные сканеры, тахеометры, спутниковое оборудование и т.д.)
предлагают широкий спектр цифровой съемочной аппаратуры, воздушного и наземного
мобильного базирований предназначенной для получения фотографической информации
о местности.

Переход на
цифровые методы аэрофотографирования обусловлен целым рядом существенных
преимуществ цифровой аэрофотосъемки перед аналоговой и, что особенно важно,
переходом полностью на цифровые методы процессов фотограмметрической обработки
материалов аэрофотосъемки. В этот период все процессы автоматизированного
дешифрирования также ориентируются на цифровые технологии обработки материалов
аэро- и космической съемки.

Очевидные
преимущества цифровой аэрофотосъемки привели не только к разработкам ведущих
мировых производителей геодезического приборостроения в области создания
большеформатных фотоприёмников на базе матричных и линейных приборов зарядовой
связи (ПЗС), но и других научно-технических решений в направлении практически
полной и комплексной автоматизации аэрофотосъемочного процесса.

При исследовании
современной аэрофототопографии, самое серьезное внимание приходится уделять
именно аэрофотоаппарату, его функциональности, логике практического
использования, фотографическому и фотограмметрическому качеству и, конечно же,
стоимости.

Аэрофототопография
изучает все важнейшие технологические процессы, связанные с производством
топографической продукции от установки фотоаппарата на борт летательного
аппарата до производства кондиционной топографической карты.

Наиболее
актуальными в настоящее время являются проблемы, связанным с началом активного
использования цифровых аэрофотоаппаратов и связанные с этим технологические, экономические
и психологические последствия. С другой стороны, невозможно говорить
исключительно об аэрофотоаппаратах обособленно от тех задач, которые с их
помощью решаются. Иначе, например, никак не объяснить столь сильное различие в
их стоимости — от нескольких десятков тысяч до 2 млн. долларов. Это и
обуславливает актуальность данной
работы.

Цель работы – теоретически рассмотреть современные
цифровые аэрофотокамеры.

Задачи:

— изучить понятие и классификацию цифровых
аэрофотокамер;

— рассмотреть
современные
цифровые аэрофотокамеры;

— проанализировать
особенности формирования
кадра в цифровых аэрофотокамерах.

Заключение:

Появление нового
поколения цифровых аэрофотокамер является следствием новых технологий, которые
стали доступны для цифровой обработки изображений. Похоже, что происходит
"сдвиг парадигмы" в фотограмметрических операциях из-за наличия
множества перекрывающихся изображений, которые приводят к высокой точности и
более надежному извлечению информации с большей эффективностью. Кроме того, с
получением многоспектральных изображений автоматическое извлечение тематической
информации из изображений, необходимых для цифрового картографирования и сбора
данных ГИС, должно стать более легко достижимым. Следующим шагом в
автоматизации фотограмметрии может стать разработка процедур вычисления
ортофотоснимков в режиме реального времени во время полета. Это требует
значительных разработок программного обеспечения и вычислительной мощности, но
для этого, безусловно, есть шаги.

Современное
цифровое оборудование позволяет осуществлять съемку в автоматическом режиме по
ранее запланированному маршруту. Беспилотный мультикоптер или самолет
координируется при помощи GPS/ГЛОНАСС приемников, взлетает и садится в заданных
точках. Длительность полета даже крупных мультикоптеров может достигать 27 мин
и более. За один пролет самолет может отснять около 400 га, мультикоптер до 40
гектар, в зависимости от требуемой детальности.

Специальные
программные комплексы, обрабатывая полученный материал, автоматически
определяют совпадающие точки на снимках и составляют модель отснятой местности.
Это может быть ортофотоплан в системе координат WGS-84, МСК или любой другой, а
также ЦМР.

Обработав эти
данные, можно получать топографические планы, мониторинговые карты развития тех
или иных процессов в динамике, проводить проверку этапов строительства объектов
дистанционно.

Использование
беспилотных аппаратов одно из наиболее перспективных направлений развития
аэрофотосъемки, позволяющее оперативно получать качественный материал, который
можно использовать во многих инженерных отраслях. Долгое время
аэрофотосъемка при помощи самолетов была самым распространенным способом
получения фотографий с воздуха. Первые удачнее опыты были проведены еще на
рубеже XIX и XX веков. Наибольшее применение аэрофотосъемка имела тогда в
области картографии — аэротопографическая съёмка.

Фотосъемка с
самолетов и по сей день имеет большое значение, но ее роль становится все
меньше и меньше. На данный момент актуальность аэрофотосъемки с самолетов
остается в тех областях, где необходимо получить охват большой площади за
минимальное время. Да и в этих задачах все чаще и чаще применяются снимки из
космоса. Менее масштабные задачи решаются при помощи вертолетов, парапланов и,
все чаще, с беспилотных летательных аппаратов – мультикоптеров и самолетов.

Современные
датчики могут быть точно откалиброваны, привязка к местности может быть
выполнена только с помощью GNSS/IMU, в то время как современные компьютеры и
программное обеспечение могут быстро выполнять сложные вычисления, необходимые
для извлечения координат реального мира из изображений, что позволяет полностью
автоматизировать настройку блоков пакетов и генерировать ортоизображения и DEMS
из наклонных изображений.

Хотя
аэрофотосъемка еще не завершена, в будущем, несомненно, будут улучшены качество
и возможности цифровых аэрофотокамер, а также снижены затраты. Это приведет к
их большему признанию пользователями и снижению использования пленочных
изображений. Сроки этих изменений трудно оценить, но можно ожидать, что в
следующем десятилетии произойдет быстрый переход к цифровым аэрофотоснимкам с
гораздо большей пропускной способностью и большей экономией при производстве
картографических продуктов.

Фрагмент текста работы:

1. Цифровые
аэрофотокамеры: понятие и классификация Цифровые
аэрофотокамеры-это откалиброванные приборы, которые снимают изображения с
воздушных транспортных средств, таких как самолеты и вертолеты. Аэрофотокамеры,
как правило, характеризуются очень высоким разрешением камеры и непревзойденным
качеством благодаря процессу непрерывного тестирования и калибровки. Цифровые
изображения используются для широкого спектра приложений, таких как создание
ортофото, картография и создание карт. Область применения включает археологию,
горнодобывающую промышленность и экологические исследования, а также разведку,
оборону и борьбу со стихийными бедствиями. Множество продуктов может быть
получено на основе цифровых изображений, некоторыми примерами являются модели
высот, цифровые модели рельефа и поверхности (DTM и DSM) или модели городов. С
помощью программного обеспечения для фотограмметрии также можно создавать
облака точек с помощью цифровых изображений.

С целью проведения
различных аэрографических работ используются цифровые аэрофотокамеры. Их
использование производится вместе с лазерным сканером, что позволяет получить
максимально точное изображение объекта.

Аэрофотокамера
используется для произведения съемки с высоты. Очень часто ей приходится
работать в режиме полета. При нахождении воздушного аппарата в полете
производится установка координат траектории с помощью различных встроенных в
него устройств. В этом случае в качестве дальномера используют воздушную
сканирующую систему. С ее помощью производится определение угла и дистанции до
земной поверхности.

Для более точной
оценки положения аэросъемочной аппаратуры в пространстве используются базовые
станции, которые вносят поправки. В результате проведения измерений на экране
появляется большое количество точек в виде облака. Координаты каждой точки при
этом определяются максимально точно. Благодаря использованию аэрофотокамеры
можно составить фотопланы, которые будут иметь достаточно большое расширение.

Аэрофотокамера
характеризуется большими форматами съемки и высокой ее скоростью. Данное
оборудование имеет амортизирующий механизм, что позволяет с легкостью
производить съемку в условиях полета. Съемка производится камерой
самостоятельно, что исключает не5обходимость в операторе. Программы проведения
фотосъемки задаются с помощью командного пульта. Также данная функция может
выполняться спутником для максимально качественного определения координат
съемки.

Аэрофотокамера –
это идеальный вариант для проведения съемки с высоты. Она производится из
материалов высокого качества, что гарантирует ей высокий уровень прочности и
износоустойчивости [5].

Системы цифровых
камер можно разделить на 3 категории: системы большого формата, среднего
формата и малого формата. Есть 3 продавца широкоформатные камеры, Leica ADS40,
Vexcel UltraCam и Intergraph DMC. Eсть разнообразие систем камер малого формата
на рынке, за немногими исключениями, они на основе компонентов, разработанных
для студийных камер, таких как коммерческие цифровые задники. С RMK D
Intergraph представил первую высокоточную мультиспектральную метрическую, система
камер среднего формата на рынке. RMK D — это система камер с половиной размером
с широкоформатную камеру, но с той же геометрической точностью и высоким радиометрическое
качество.

Для
крупномасштабного сбора 3D-данных с высоким разрешением RMK D обеспечит
превосходную планиметрическую и вертикальную точность при стандартных 60%
передних и 30% боковых перекрытиях. Высокое отношение базы к высоте 0,42 и 14
бит на пиксель делает RMK D идеальным

платформа для
сбора 3D-данных и сбора стереоскопических характеристик

В основном, все
имеющиеся сегодня (особенно широкоформатные) цифровые аэрофотоаппараты характеризуются
некоторым набором общих параметров, а именно: