光學相機檢視原始碼討論檢視歷史
光學相機是人們最熟悉、應用最早和歷史最長的一種遙感設備,今天仍是最常見的一種遙感儀器。它的工作波段在近紫光、可見光到近紅外(0.32um~1.3um)之間,[1]主要受限於光學會聚單元的透鏡組和感光膠片的光譜向應力。在透鏡組前面的帶通濾光片選擇能通過透鏡組令膠片曝光的波段。
分幅式多光譜相機
它是在普通相機的基礎上通過用不同波段的濾光片和感光膠片的組合形成的一種新的分幅式相機。相機拍片時光軸指向不變,利用啟動快門將視場內的景物聚焦在感光膠片上。分幅式多光譜相機具有多種組合類型。[2]
多相機型
實際上有幾部相機組合而成。每個相機都配有自己工作波段的濾光片和感光膠片。工作時所有鏡頭皆對準同一目標,由一個操控裝置控制同步地進行拍攝。拍到的是同一場景但不同窄波段的圖像,這對後面的處理、判讀很有用。這種相機信息量大,信息利用率高。更換鏡頭可獲得不同空間分辨力,適用不同應用目的。為了最終得到高質量的合成圖片,對各相機所拍照片重疊精度、快門同步精度、光學系統一致性等要求較高。另外,它體積大、結構複雜。
多鏡頭型
用一台相機配備兩個以上的鏡頭,每個鏡頭都配有自己工作波段的濾光片,底片盒保持不變,在幅面較大的同一膠片上同時記錄多個小畫幅,每個小畫幅分別對應不同光波段的圖像。此種相機各波段圖像幾何位置的配准較難,而且一種膠片難以適應多種波段的不同要求。在可見光波段內常備有幾十個濾光片,對不同任務可選用。
單鏡頭光束分離型
由光學鏡頭會聚的複式光束通過快門進入到分光或稜鏡色散裝置,通常分解成為紅、綠、藍、紅外等若干個波段的光束,分別在不同膠片上曝光成像。單鏡頭光束分離型光學相機如圖1-1所示,其特點是結構較簡單,用單鏡頭就能得到幾個光譜的圖像;因共用一個光學孔徑、一個快門,所以不同光譜圖像對準的精度高,沒有快門同步、光軸不平行等問題。多個膠片分別記錄不同波段圖像,信息量多,利用率高,對以後圖像的處理、組合有利。但由於入射光經多次分光,到達膠片上的光譜能量有損失,光強有所減弱。
其中,1為藍綠光、紅光、紅外光分色器;2為紅光、紅外光分色器;3為光闌和快門;4為藍光、綠光分色器;5為濾光片。
利用多光譜相機攝取的一組圖片,既可逐個分析研究景物圖像不同光譜特色,也可將不同光譜的照片相互組合成偽彩色或真彩色照片進行分析對比研究,能獲得更多的信息。分幅式相機最大特點是拍攝的照片幾何關係較為嚴格,常用做目標較準確的定位,另外空間分辨力高,圖像清晰、質量好,但實時性差,必須等回收後膠片沖洗出來才能看到。由於感光底片響應的波段有限,多光譜相機工作波段的延伸也受到限制,用濾光片分光的光譜間隔也不容易分得很窄,工作波段數也不多。採用固體成像器件代替感光膠片,就成為數碼相機,景物通過光學系統成像於光敏面上,每個光敏元感生出於景物像點的光強弱相對應的電信號。在驅動脈衝的作用下,經圖像處理電路處理,最後得到數字信號記錄物體的影像。數碼相機的空間分辨力不如膠片相機,但其信號可直接遠距離傳輸、實時性好。
全景相機
在物鏡的焦面上平行于飛行方向設置一條狹縫,地面景物在相機內滾筒上的弧形膠片上聚焦成像,物鏡在垂直於航線方向掃描,就得到一幅掃描成像的地面圖像。物鏡擺幅很大,可實現寬攝像覆蓋要求,能將航線兩邊的地平線內的影像都攝入底片。由於全景相機的像距保持不變,而物聚隨掃描角的增大而增大,因此和航線正下方的中心部位相比,就會出現兩邊比例尺會逐漸縮小的現象,整個影像產生全景畸變。另外在掃描的同時,飛機向前飛行,以及掃描擺動的非線性等因素,使影像的畸變更為複雜。由於全景相機的照片幾何關係不如分幅式相機嚴格,存在畸變,因此常用於軍事偵察、發現和識別目標,而不用於精確定位。
狹縫式相機
相機的光軸指向不變,物鏡在垂直于飛行方向設置一條狹縫。相機瞬間所獲取的影像,是與航線方向垂直且與縫隙等寬的一條線影像。當飛機向前飛行時,相機焦平面上的縫隙線影像連續變化,相機內的膠片以與地面在縫隙中的影像移動速度相同的速度不斷捲動和曝光,從而得到連續的航帶攝影照片。