Verfügbarkeit: Digitale Luftbildkamera

Digitale Luftbildkamera: Einführung und Grundlagen

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Heidelberg Wichmann 2005
Schlagworte:	Digitalkamera Luftbildkamera
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	IX, 342 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3879073910

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adam_text	Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung........................................................................................................1 1.1 Von der analogen zur digitalen Luftbildkamera.................................................1 1.2 Anwendungsbereiche digitaler Luftbildkameras in Photogrammetrie und Fernerkundung...........................................................................................7 1.3 Flugzeugkamera oder Satellitenkamera...........................................................12 1.4 Matrixkonzept oder Zeilenkonzept.................................................................. 19 1.5 Auswahl kommerzieller digitaler Luftbildkameras..........................................27 2 Grundlagen und Definitionen.......................................................................33 2.1 Einleitung.......................................................................................................33 2.2 Grundlegende Eigenschaften des Lichts..........................................................36 2.3 Fouriertransformation.....................................................................................44 2.4 Lineare Systeme.............................................................................................63 2.5 Signalabtastung..............................................................................................78 2.6 Radiometrische Auflösung und Rauschen.......................................................87 2.7 Farbe..............................................................................................................98 2.8 Zeitliche Auflösung und kinematische Eigenschaften.....................................105 2.9 Vergleich Film und CCD...............................................................................109 2.10 Sensororientierung.........................................................................................118 2.10.1 Georeferenzierung von Sensordaten...............................................................118 2.10.2 Grundlegendes zu GPS..................................................................................127 2.10.3 Grundlegendes zur Inertialnavigation.............................................................131 2.10.4 Verfahren zur InertiaUGPS-Integration ..........................................................139 3 Aufnahmeobjekt und Atmosphäre..............................................................141 3.1 Strahlungsangebot am Sensor........................................................................141 3.2 Rauschverhalten der Strahlung am Sensor......................................................144 3.3 Der Szenenkontrast am Sensor.......................................................................148 3.4 Bi-direktionale Reflektanzverteilungsfunktion BRDF.....................................150 4 Aufbau einer digitalen Luftbildkamera......................................................153 4.1 Einleitung......................................................................................................153 4.2 Optik und Mechanik......................................................................................161 4.2.1 Einfluss der Geometrie..................................................................................162 4.2.2 Der Einfluss der Wellennatur des Lichtes.......................................................163 4.2.3 Orts-Bandbreite Produkt................................................................................164 4.2.4 Hauptstrahlen................................................................................................165 4.2.5 Physikalisches Abbildungsmodell..................................................................165 4.2.6 Datentransferrate eines optischen Hochleistungssystems................................166 VIII Inhaltsverzeichnis 4.2.7 Kamerakonstante und „Pinhole^Modell ........................................................166 4.2.8 Pupilleneigenschaften....................................................................................167 4.2.9 Konstruktions- und Herstellungsaspekte.........................................................169 4.2.10 Zusammenfassung der geometrischen Eigenschaften einer Abbildung............170 4.2.11 Abbildungsfehler (Aberrationen) und Registriergenauigkeit...........................181 4.2.12 Radiometrische Eigenschaften.......................................................................184 4.2.13 Ideale optische Übertragungsfunktion............................................................186 4.2.14 Reale optische Übertragungsfunktion.............................................................188 4.2.15 Feldabhängigkeit der optischen Übertragungsfunktion...................................190 4.3 Filter.............................................................................................................193 4.3.1 Absorptionsfilter...........................................................................................195 4.3.2 Interferenzfilter.............................................................................................196 4.4 Optoelektronische Wandler............................................................................197 4.4.1 Funktionsprinzip...........................................................................................198 4.4.2 CCD-Architekturen.......................................................................................202 4.4.2.1 Zeilen............................................................................................................203 4.4.2.2 Matrizen........................................................................................................205 4.4.3 Eigenschaften und Kenngrößen......................................................................211 4.5 Fokalebenen-Modul.......................................................................................227 4.6 Sensornahe Elektronik...................................................................................230 4.6.1 CCD-Ansteuerung.........................................................................................230 4.6.2 Signalvorverarbeitung...................................................................................232 4.6.3 Analog-Digital-Wandlung.............................................................................235 4.7 Digitalrechner...............................................................................................239 4.7.1 Der Steuerrechner..........................................................................................239 4.7.1.1 Steuer- und Überwachungs-PC sowie Software..............................................240 4.7.1.2 Der Bilddatenkanal........................................................................................241 4.7.1.3 GPS/IMU-System..........................................................................................243 4.7.1.4 Power- und Umweltüberwachung..................................................................244 4.7.1.5 Verkabelung und Integration..........................................................................245 4.7.2 Datenkompression.........................................................................................245 4.7.2.1 Verlustfreie Datenkompression (Loss-less Data Compression) .......................246 4.7.2.2 Verlustbehaftete Datenkompression (Lossy Data Compression) .....................246 4.7.2.3 Normalisierung der Daten..............................................................................248 4.7.2.4 Realisierung der Kompression.......................................................................249 4.7.3 Datenspeicher/Datenspeicherung...................................................................249 4.8 Flugmanagementsystem.................................................................................251 4.8.1 Flugplanung..................................................................................................251 4.8.2 Flugauswertung.............................................................................................252 4.8.3 Flugdurchführung..........................................................................................252 4.9 Positions- und Lage-Messsystem...................................................................258 4.9.1 Inertial/GPS-System in der praktischen Anwendung......................................258 4.9.2 Integration von Inertial/GPS-Systemen mit abbildenden Kameras..................264 4.10 Montageplattform..........................................................................................269 4.10.1 Rigid mounting .............................................................................................269 Inhaltsverzeichnis IX 4.10.2 Frequenzspektrum in Flugzeugen und MTF...................................................269 4.10.3 Ungesteuerte Montageplattform.....................................................................278 4.10.4 Gesteuerte Montageplattform.........................................................................279 5 Kalibrierung................................................................................................281 5.1 Geometrische Kalibrierung............................................................................281 5.2 Bestimmung der Bildqualität.........................................................................287 5.3 Radiometrische Kalibrierung.........................................................................289 6 Datenprozessierung und Archivierung.......................................................293 7 Beispielsystem ADS40.................................................................................297 7.1 Einleitung......................................................................................................297 7.2 Der Kamerakopf- Konzept und Realisierung................................................298 7.3 Der Digitalrechner -Aufbau und Eigenschaften.............................................303 7.4 Die Sensorsteuerung......................................................................................305 7.5 Die Navigations-Software..............................................................................306 7.6 Das Positions- und Lage-Messsystem............................................................306 7.7 Die Montage-Plattform..................................................................................306 7.8 Die Kalibrierung............................................................................................307 7.9 Die Verifizierung der Kalibrierung................................................................308 7.10 Die Genauigkeit der Kartierung.....................................................................311 7.11 Die Höhengenauigkeit der ADS40.................................................................311 7.12 Stressfreie Stereobetrachtung dank der Zei len geometri e................................. 312 7.13 Die Datenprozessierung .................................................................................313 7.14 Bilderbeispiele, erflogen mit der ADS40........................................................315 Abkürzungsverzeichnis...............................................................................................325 Literatur- und Quellenverzeichnis..............................................................................327 Sachwörterverzeichnis.................................................................................................335
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