1.3 Фотограмметрические сканеры

Фотограмметрические сканеры, как и обычные сканеры, предназначены для преобразования аналоговых фотоснимков в цифровые изображения. В фотограмметрических сканерах в отличие от обычных с высокой (2-3 мкм.) точностью выполняется позиционирование элементов цифрового изображения, что обеспечивает высокую геометрическую точность цифрового изображения. Сканер состоит из снимкодержателя – 1, на который устанавливается снимок – 2. Снимкодержатель укреплен на каретках – 3, с помощью которых он может перемещаться по направлению осей х и у. Перемещение снимкодержателя осуществляется с помощью сервоприводов – 5, управляемых компьютером. Положение снимкодержателя фиксируется датчиками координат х и у - 6, которые связаны посредством интерфейсов с компьютером. Изображение участка снимка освещаемое источником света – 7, проектируется с помощью объектива – 8 на линейку - 9 или матрицу светоприемных элементов (обычно линейку или матрицу ПЗС). В некоторых сканерах используют несколько перекрывающихся между собой параллельных линеек ПЗС.

Сканирование снимка сканером с линейкой ПЗС производится следующим образом. Снимкодержатель со снимком перемещается с помощью сервопривода с постоянной скоростью вдоль оси у сканера. Изображение строки снимка формируется объективом в плоскости линейки ПЗС. Светоприемные элементы линейки ПЗС преобразуют световой поток в электрический сигналы, интенсивность которых зависят от интенсивности светового потока, попавшего на светоприемные элементы. Электрические сигналы преобразуются в цифровую форму. Таким образом формируется строка цифрового изображения полосы снимка ( рис.2). Строки цифрового изображения формируются через временные интервалы соответствующие перемещению линейки на расстояние равное проекции ширины линейки ПЗС на снимке -∆. После формирования цифрового изображения полосы снимкодержатель перемещается по оси х на величину проекции длины линейки на снимок - ∆*n (n – число элементов в линейке ПЗС) и повторяется процесс формирования цифрового изображения следующей полосы снимка. Из цифровых изображений полос формируется общее цифровое изображение снимка.

В сканерах с матрицей ПЗС общее цифровое изображение снимка формируется из цифровых изображений участков снимка формируемых матрицей ПЗС. Каждый участок цифрового изображения формируется при неподвижном снимкодержателе. Переход на смежный участок снимка производится перемещением снимкодержателя соответственно по осям х и у на величину проекции на снимке длины или ширины матрицы (рис. 3).

Качество цифрового изображения сформированного в результате сканирования определяется его геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) разрешением. Геометрическое разрешение определяется размером пикселей цифрового изображения, а радиометрическое – количеством отображаемых оттенков серого при формировании черно-белого изображения и интенсивности каждого из трех основных цветов цветного изображения. Радиометрическое разрешение определятся в битах. При разрешении в 8 бит различают 256 оттенков от 0 до 255. и цифровую форму.

В таблице 1 представлены основные характеристики некоторых сканеров.

Таблица 1

Основные характеристики некоторых фотограмметрических сканеров
Прибор Фирма	UltraScan 5000	PhotoScan PS2002 Z/I Imaging	DSW 500 LH System	Delta-Scan Geosystem
Тип сенсора	3 линейки (6000pix)	3 линейки (5632pix)	Матрица (1032x1536)	3 линейки (5300pix)
Формат (мм)	280x440	275x250	265x265	320x320
Размер пикселя (μk)	12	7	9	8
Геометрическая точность (μk)	2	2	2	3
Фотометрическое разрешение (bit)	16	10	10	12
Цвет (RGB)	да	да	нет	да
Диапазон плотности	3.5D	3.3D	2.5D	2.7D
Скорость сканирования (МБ/сек)	0.14	0.43	1.42	1.09