实现三维遥感有哪些设备

机载三维成像仪能够从空中同步获取地面目标的三维位置和遥感光谱信息，实现定位、定性数据的一体化获取。我们把三维位置和遥感光谱数据套合在一起的一体化遥感信息称为三维遥感信息。

机载三维成像仪由GPS接收机、姿态测量装置(即INS)、扫描激光测距仪、扫描成像仪四个主要部分构成。GPS能得到三维成像仪在空中的精确三维位置; 姿态测量装置能测出三维成像仪在空中的姿态参数; 扫描激光测距仪可以精确测定三维成像仪到地面点的距离。根据几何原理就可以计算激光点的三维位置。同时扫描成像仪同步获取地面的遥感图像,扫描成像仪和扫描激光测距仪在硬件上共用一套扫描光学系统而组成扫描激光测距- 成像组合传感器( AL-Hi ) ,从而保证地面的激光测距点和图像上的像元点严格匹配。系统原理如图。

机载三维成像仪的原理

在事后处理中,这些具有三维位置的激光像元点作为“控制点”来精确纠正所获得的遥感图像,从而快速提供地学编码影像(正射影像)。此外这些激光测距点也可以作为“种子点”来求出DTM。和常规的遥感器以及国外的机载激光系统相比,机载三维成像仪具有如下的特点：

1.  DEM和遥感图像的准确匹配并同步获取。在硬件上共用一套主光学系统,实现图像数据和激光测距数据的同步采集。

2.  高效率。获取的原始数据只要软件处理就可以生成DEM和地学编码图像等三维数据产品,无须地面控制,效率比常规技术提高数倍以上。

3.  视距测量原理的实现。应用GPS、IN S、SLR直接按几何原理测得地面的三维位置。

4.  既是位置测量系统,又是遥感系统。利用它可以得到地面的三维位置,又得到图像,可以生成DEM和地学编码图像。

机载三维成像仪和国外的机载激光扫描系统具有明显的区别,它以硬件方式同步获取三维位置和光谱数据,生成的数据产品也比国外系统多了地学编码图像,因此在数据处理中也和国外的机载激光扫描系统有所不同。

三维遥感地面采样数据示意图

在机载三维成像仪获取的数据中,激光测距数据和图像数据是在空间位置上严格同步获取的,但由于激光器的能量和重复频率有限,因此不能在获取每个像元图像时都进行激光测距,而是每隔固定数量的像元来获取一个激光测距值。根据飞行速度的不同,扫描的速率一般为每秒扫描20-40行。由于姿态测量装置采集姿态数据的反应速率等原因,一般也只是在每个扫描行图像的中间像元(称机下点)时才发送信号,以便姿态测量装置采集当时的姿态参数。GPS和姿态、激光测距数据的同步是与时间同步进行的, 即控制单元向GPS发送一个同步信号,并在原始数据中存储该同步信号的序列号, GPS接收到该同步信号后,存储该同步信号的精确时间(精确到100ns)和序列号。

机载三维成像仪在工作时,由扫描激光测距-成像组合传感器的中心控制单元控制各种数据的获取。电机旋转一周码盘的计数为2048,正好对应于扫描镜旋转一周,即获得一行扫描数据。每扫描一行图像就向姿态测量装置发出一个采样信号,并在其装置接收到这个信号后,立即采集当前的姿态参数，并通过接口发送给扫描激光测距- 成像组合传感器。广西善图科技有限公司