攝影測量與遙感立體顯示設備發展

2020-12-04 我們的太空

攝影測量與遙感測圖處理是利用攝影測量與遙感測圖軟體在三維立體觀測和量測設備的支撐下,通過對獲取的二維影像進行量測,測定被攝物體在三維空間的位置、形狀、大小乃至物體的運動的處理過程。三維立體觀測設備是攝影測量與遙感生產作業過程中的基礎、關鍵、核心設備,在顯示精度、色彩保真度、顯示信息完整度和人機工程學方面較常見的三維立體顯示設備具有更高的要求,其綜合性能的高低將直接決定最終測繪產品成果的優劣。

發展歷程

攝影測量與遙感立體顯示裝備隨著攝影測量與遙感技術理論的發展先後經歷了模擬、解析、全數字三個階段。

⑴ 模擬階段

模擬階段是攝影測量與遙感技術發展的初級階段,其主要特點是以光學投影或機械投影或光學-機械投影模擬攝影過程,從而交會被攝物體的空間位置。投影光線往往採用紅綠分色的形式實現左、右影像的分光,因此作業員需要佩戴紅綠眼睛(如圖 1所示)完成立體像對的觀測。

圖 1 紅綠眼鏡(左)及簡易立體鏡(右)

⑵ 解析階段

解析階段是攝影測量與遙感技術發展的中級階段,其主要特點是利用計算機所帶來的數字投影代替光學或機械投影。解析測圖儀器(如圖 2所示)在設計和結構上與模擬測圖儀器有很大差異,以光路的形式完成了左、右影像的分光,因此作業員不需要佩戴任何輔助設備即可完成立體像對的觀測。

圖 2 國產APS-P型解析測圖儀

⑶ 全數字階段

全數字階段是攝影測量與遙感技術發展的高級階段,其主要特點是其處理對象以數字影像為主,並以計算機完全替代了模擬、解析階段的各種攝影測量與遙感的專業儀器。全數字攝影測量與遙感設備以計算機的形式出現,導致立體顯示裝備出現了重大變化,出現了快門及偏振光方式的立體顯示裝備。

2004年前後,出現了以高場頻大尺寸陰極射線管(CRT)顯示器為基礎,通過增加特殊偏振光屏幕的方式組成了CRT立體顯示系統(如圖 3所示)。

圖 3 CRT顯示器與進口ZScreen 2000系列偏振光屏幕組成的立體顯示設備

2008年以後,隨著顯示技術的發展,CRT顯示器逐漸被液晶顯示器(LCD)所代替,因此基於CRT的輔助偏振光立體顯示設備由純LCD立體顯示器取代(如圖 4所示)。

圖 4 3DM-2022-B液晶立體顯示設備

立體顯示裝備選型要求

綜合攝影測量與遙感測圖處理應用需求和立體顯示設備的發展歷程,攝影測量與遙感所需的立體顯示設備的選型要求包括:

⑴ 立體顯示可量測

三維立體顯示裝備是攝影測量與遙感測圖系統的重要組成部分。其主要任務是將通過計算機獲得的航空、航天影像對以及各種三維信息以立體的形式展示給作業員。三維立體顯示裝備是作業員與三維世界交互,實現三維信息提取的重要窗口。因此,三維立體顯示必須具備可量測性。

⑵ 色彩還原度高,能顯示真彩色影像

良好的色彩還原能力,有助於作業員在立體狀態下進行各類地物、地貌要素的判繪、採集、編輯。

⑶ 支持動態顯示

作業員在數據採集和編輯過程中的人機互動行為本身是一個動態的過程,立體顯示設備必須具備實時、準確反映人機互動結果的能力。

⑷ 具有獨立自主的智慧財產權

三維立體顯示裝備是一種尖端顯示設備,市場小,產品少,廠家以國外高科技公司為主。但是,國外廠家的售後服務和產品支持往往存在語言障礙,難以及時發揮作用;產品設計依據西方人體工程學,不適合中國人的具體情況。國內具有獨立自主智慧財產權的三維立體顯示裝備廠家,可以根據用戶的要求實現產品的定製,同時提供完善的售後服務和產品支持,有利於作業單位測圖處理活動的持續進行。

來源:我們的太空

作者: 李綱

編輯:王豔梅

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