提到大幅面航測系統(tǒng)你會想到什么?

　　不便攜帶的龐大系統(tǒng)?動輒上千萬人民幣?

　　其實你可以有一個更優(yōu)的選擇——飛思280!它的圖像覆蓋寬度超過 20000 像素，整個系統(tǒng)不僅小巧輕便，方便攜帶，還能在嚴(yán)苛的條件下保證大比例尺航測的成圖精度，提升航拍效率。那么它是如何實現(xiàn)的?除此之外又有哪些其他的優(yōu)勢呢?下面我們就來一起看看吧。

　　系統(tǒng)構(gòu)成

　　首先我們來看一下整個系統(tǒng)的概況，硬件由6個部分構(gòu)成：

　　· IMU慣性測量單元

　　· PCS (POS control system)

　　· iX控制器

　　· DSM400陀螺座架

　　· CSM40減震座架

　　· 相機

　　控制單元位于整個系統(tǒng)的頂端。

　　圖像獲取和加工流程

　　我們可以使用iX Plan軟件進(jìn)行整個航線的規(guī)劃。

　　在圖像采集過程中，我們有專門用于飛行員和操作員導(dǎo)航的iX Flight軟件，以及在圖像拍攝時捕獲圖像并控制攝像機拍攝的iX Capture軟件。

　　圖像下載和后處理的過程中，iX Capture用于顯示曝光設(shè)定，光暗分布圖，GNSS/IMU 數(shù)據(jù)和幀數(shù)等關(guān)鍵信息 ，Capture One用來進(jìn)行顏色平衡調(diào)整和生成外部方向。這些數(shù)據(jù)也可以兼容到其他攝影測量軟件中。

　　相機介紹

　　整個系統(tǒng)核心的部分就是相機，而相機的核心部件是兩臺飛思工業(yè)1.5億像素相機，圖像傳感器是可以旋轉(zhuǎn)的，因此傳感器的長邊就可以沿著航線飛行。兩臺相機拍攝的圖像之間大概有10%的重疊區(qū)域，兩張圖像拼接在一起并進(jìn)行后期處理后，就能形成一張大畫幅圖像。

　　這種光學(xué)成像技術(shù)使獨立的相機單元增加了視野也因此提高了效率，同時，由于沿飛行線的視場增大以及基型參數(shù)增大，也能獲得更好的立體精度。關(guān)于相機有兩個不同的選擇，一是RGB系統(tǒng)，此外，還可以加裝附加配置，同時獲得RGB和近紅外(NIR)圖像，后者將利用第三個相機搭配50mm鏡頭拍攝四波段(R、G、B、NIR)圖像，輸出格式為JPEG或TIFF格式的顏色校正、無失真圖像。

　　技術(shù)參數(shù)

　　圖像分辨率為20150 x 14118像素，相比于如此小尺寸和輕重量系統(tǒng)，這是一個巨大的優(yōu)勢。整個四波段系統(tǒng)只有72磅重，是一個非常小的緊湊型系統(tǒng)，可選擇的平臺非常廣泛。當(dāng)然，除此之外，還有其他令人印象深刻的特點就是Phase One的快門，它擁有極高的捕獲率，接近每秒兩幀，快門速度達(dá)到了1/2000秒，可以以更快的飛行速度飛行，收集非常詳細(xì)的圖像細(xì)節(jié)。

　　1.5億像素的相機配備了3.76微米的CMOS傳感器和兩個90毫米鏡頭，如果需要4波段系統(tǒng)，可以加配第三個相機與50毫米鏡頭搭配將與空氣過濾器一起使用收集近波長。

　　在下圖右邊圖片的例子中，可以看到一個2.5厘米GSD的圖像。左邊的圖像是右邊圖像放大到百分之百的細(xì)節(jié)圖。大家可以看到在樓頂太陽能電池板上一些很好的細(xì)節(jié)，充分證明了280系統(tǒng)可以收集高GSD的圖像。

　　高捕獲率

　

　　該系統(tǒng)的高捕獲率是一個非常大的優(yōu)勢。2013年P(guān)hase One引入了模糊控制技術(shù)(BCT)，用于前向運動控制。對于圖像模糊，我們不使用軟件解決方案，而是我們現(xiàn)有的高速快門。它能很好的處理圖像模糊情況，如上圖的例子。 對比左邊兩幅圖像，有無模糊控制應(yīng)用，圖像細(xì)節(jié)存在很大差異。右邊拍攝的是一個正在朝著測量飛機相反方向飛行的小噴氣式飛機的圖像，無論是飛機機身，還是地面細(xì)節(jié)，都非常完美。

　　高動態(tài)范圍

　　很多項目中，都會面臨有挑戰(zhàn)性的低光或高光條件。如下圖，需要確保明亮的屋頂在黑暗的陰影區(qū)域保持清晰的細(xì)節(jié)。這也Phase One的另一大優(yōu)點———高動態(tài)范圍。它允許我們在收集數(shù)據(jù)的過程當(dāng)中，無論是陰影和高光的區(qū)域內(nèi)，都能夠展示很好的圖像細(xì)節(jié)，提高拍攝的效率和質(zhì)量。

　　飛思280的測試數(shù)據(jù)對比

　　為了方便1.5億像素相機(50毫米鏡頭)和2.8億像素相機(90毫米鏡頭)的對比，我們制定了一個飛行計劃：GSD 15cm，區(qū)域大約4200平方英里，平均海拔約5000英尺。

　　· 1.5億像素飛機平均飛行線高度約為12000英尺而280MP飛機平均飛行高度躍升至近17000英尺

　　· 1.5億像素的相機有91條航線，2.8億有63條

　　· 對比1.5億像素的曝光量，2.8億像素的相機系統(tǒng)總曝光量減少了一半，約為6000張

　　· 280MP里程數(shù)也從4721英里減少到3210英里

　　飛行航高&航測效率

　

　　航測生產(chǎn)率為7.5cm GSD時，iXM 150約為166平方公里/小時，而280MP則躍升至235平方公里/小時。對比市場上其他非Phase One品牌的同類產(chǎn)品，1.96億像素和2.35億像素系統(tǒng)，無論是航線數(shù)量還是飛行高度，280MP都具有非常明顯的優(yōu)勢。

　　總結(jié)

　　飛思280系統(tǒng)解決方案可以輕松處理大面積或大圖像攝影項目，也可以應(yīng)用于大規(guī)模的三維繪圖項目。重量小結(jié)構(gòu)緊湊的特點在飛機的選擇上，有了更大的靈活性，高快門速度和高圖像捕獲率更加讓280系統(tǒng)無可替代。