【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 次拍攝中兩處拍攝點(diǎn)溫度相同，從而 Bdc1=Bdc2，而拍攝得到目標(biāo)物視圖 32 感光度與相機(jī)通光量的線性關(guān)系 9 見(jiàn)亮度 Bc1與 Bc2使用的相機(jī)參數(shù)不同，需要將 Bc Bc2換算成在同一相機(jī)參數(shù)下的灰度值，但這同時(shí)也改變了暗電流 Bdc Bdc2，就不符合三亮度比差法的要求： Bdc1= Bdc2。為符合三亮度比差法的要求，使得 Bdc1= Bdc2，在三個(gè)拍攝點(diǎn)拍攝物體的相機(jī)參數(shù)必須相同。 32 基于三亮度比差法公式的誤差分析 三亮度比差法公式： 23123221klklklkleeeeBBBB????????? 假設(shè)測(cè)量得到 B1的拍攝點(diǎn)與目標(biāo)物距離為 R，拍攝測(cè)量得到 B2的拍攝點(diǎn)與目標(biāo)距離為 2R，拍攝測(cè)量得到 B3 的拍攝點(diǎn)與目標(biāo)距離為 3R，則由三亮度比差法公式可轉(zhuǎn)化為： kReBB BB ???3221 （ 21） 若設(shè)上述參數(shù)為能見(jiàn)度 測(cè)量所需真值， V’為周圍環(huán)境有所影響的情況下測(cè)得的能見(jiàn)度值。在此，影響包括在不同拍攝地點(diǎn)拍攝時(shí)相機(jī)暗電流、目標(biāo)物反射光、漫射光與背景光幅值的不同，但不考慮目標(biāo)視線方向天光亮度的差異（在章節(jié)51 討論）、霧天拍攝、逆光測(cè)量（霧天拍攝 、 逆光測(cè)量的情況在章節(jié) 34 中討論 ） 以及空氣中散射體不均勻的影響（在章節(jié) 334 討論）。對(duì)于存在測(cè)量誤差的能見(jiàn)度值， 設(shè) B1’， B2’， B3’為 周圍環(huán)境有所影響的情況下分別在拍攝距離 R、2R、 3R 下測(cè)得的目標(biāo)視見(jiàn)亮度， 能見(jiàn)度相對(duì)誤差為 I， 可得： ? ? ? ?? ? ? ? 139。39。39。39。39。32213221 ???? ?????? BBInBBIn BBInBBInV VVI （ 22） 即： ????????????????????? ?32211322139。39。39。39。BBBBBBBB I （ 23） 若 B2’=B2， B3’=B3，設(shè) p 為測(cè)量 B1時(shí)允許的誤差，且 ? ? )/(39。 3211 BBBBp ??? 。另設(shè) s=V/R，在能見(jiàn)度相對(duì)誤差在 I 的情況下， p 與 s 的關(guān)系有： 10 )1(Iss eep ??? （ 24） 若 B1’=B1， B3’=B3，設(shè) q 為測(cè)量 B2時(shí)允許的誤差，且 ? ? )/(39。 3122 BBBBq ??? ，在能見(jiàn)度相對(duì)誤差在 I 的情況下， q 與 s 的關(guān)系有： ? ? 111119 1 1 ????? Iss eeq (25) 若 B1’=B1， B2’=B2，設(shè) r 為測(cè)量 B2時(shí)允許的誤差， ? ? )/(39。 2133 BBBBr ??? ，在能見(jiàn)度相對(duì)誤差在 I 的情況下， r 與 s 的關(guān)系有： sIs eer9 1 )1(9 1 ????? (26) 對(duì)于能見(jiàn)度相對(duì)誤差 I，舉 DLVT100(M)型透射式能見(jiàn)度儀 為例，其能見(jiàn)度相對(duì)誤差如表 31 所示： 能見(jiàn)度 測(cè)量誤差 101000m I177。2% 10002020m I177。 5% 20205000m I177。 10% 500010000m I177。 15% 表 31 DLVT100(M)型透射式能見(jiàn)度儀 的相對(duì)誤差 其他類型的能見(jiàn)度測(cè)量?jī)x器，諸如 Vaisala 公司的前向散射儀 FD12 測(cè)量誤差為 2%4%，機(jī)載激光雷達(dá)的測(cè)量誤差為 10%20%，相比而言，三亮度比差法的能見(jiàn)度相對(duì)誤差可以取在 177。 15%內(nèi)為宜。根據(jù)式（ 24）（ 25）（ 26），圖 3圖 32顯示了 | p |,| q |,| r |分別在 I=177。 10%和 I=177。 5%的情況下與 s 的關(guān)系，并可以得出以下結(jié)論： 11 圖 33 s與 p,q,r的函數(shù)關(guān)系（ I177。 10%） 圖 34 s與 p,q,r的函數(shù)關(guān)系（ I=177。 5%） 1. 目標(biāo)物視見(jiàn)亮度允許誤差的絕對(duì)值 | p |,| q |,| r |與能見(jiàn)度相對(duì)誤差的絕對(duì)值 | I |變化趨勢(shì)相同，從而在對(duì)能見(jiàn)度要求更嚴(yán)格的情況下目標(biāo)物視見(jiàn)亮度的允許誤差更小。 2. 相同能見(jiàn)度相對(duì)誤差范圍內(nèi)，目標(biāo)物視見(jiàn)亮度的允許誤差隨能見(jiàn)度與一倍拍攝距離的比值的變化趨勢(shì)相反。所以，在高能見(jiàn)度的情況下，對(duì)于測(cè)量環(huán)境的要求也就更嚴(yán)格。 3. 若在某時(shí)拍攝目標(biāo)物，能見(jiàn)度 V不變，為縮小 s 值，可以增加可變量 R。所以，在觀測(cè)場(chǎng)地以及環(huán)境允許的情況下，可以盡量延長(zhǎng)拍攝距離以擴(kuò)大能見(jiàn)度測(cè)量的允許誤差。 4. 若目標(biāo)物視見(jiàn)亮度的允許誤差 | p |,| q |,| r |一定， B1 B1’、 B2 B2’、 B3 B3’與在不同拍攝距離下拍攝得到的目標(biāo)物視見(jiàn)亮度差有關(guān)，且變化趨勢(shì)相同。為擴(kuò)大 B1 B1’、 B2 B2’、 B3 B3’的允許值，應(yīng)盡量增大 B1 – B2 ， B2 – B3， B1 – B3的值。依據(jù)式（ 18）、（ 19）、（ 20），若改變相機(jī)參數(shù)提高相機(jī)通光量， B1 – B2，B2 – B3， B1 – B3也相應(yīng)增大。所以，在 CCD 線性范圍內(nèi)，可以盡量增加相機(jī)通光量，以擴(kuò)大能見(jiàn)度測(cè)量的允許誤差。 5. 根據(jù)圖 31，圖 32，無(wú)論 s 取何值， p 值始終大于 r 與 q，且隨著 s 值的減小該趨勢(shì)越來(lái)越明顯。所以，在較低能見(jiàn)度的情況下，一倍拍攝距離下能見(jiàn)度測(cè)量的允許誤差比在兩倍、三倍處大，從而相對(duì)于在兩倍、三倍拍攝距離下拍攝，對(duì)拍攝環(huán)境的要求也就比較寬松。 12 33 周圍環(huán)境 331 目標(biāo)物反射光、漫射光和背景光 三亮度比差法的計(jì) 算是基于各拍攝點(diǎn)漫射光、目標(biāo)物反射光和背景光強(qiáng)度相同的假設(shè)。故各拍攝點(diǎn)周圍的環(huán)境、地形應(yīng)盡量相似，以保證漫射光強(qiáng)度相同；在不同拍攝點(diǎn)的拍攝時(shí)間間隔應(yīng)盡量短，從而日光強(qiáng)度變化不明顯，以保證三種光強(qiáng)在不同拍攝點(diǎn)變化幅度不大。若在日光底下或天光過(guò)強(qiáng)的環(huán)境下拍攝，過(guò)強(qiáng)的漫射光及漫射光的復(fù)雜性質(zhì)會(huì)導(dǎo)致相機(jī) CCD 飽和而亮度虧損 [14]，使測(cè)得值偏離真值，故應(yīng)在相機(jī)鏡口添加遮光罩；同時(shí)，為避免目標(biāo)物反射光的復(fù)雜性質(zhì)，目標(biāo)物的物理性質(zhì)應(yīng)盡量接近黑體。 332 目標(biāo)視線方向的天光亮度差異對(duì)視線仰角的要求 三亮度 比差法 的計(jì)算是基于在不同拍攝點(diǎn)測(cè)量時(shí)目標(biāo)視線方向的天光亮度 B0相同的假設(shè)，而在實(shí)際拍攝中由于地平線附近天空亮度大小在不同方位角、高度角存在相對(duì)梯度 [9]，B0 不可能完全相同 。 故 盡量在同一直線上拍攝目標(biāo)物， 這樣 能避免因方位角而不同而導(dǎo)致的 B0 不同， 而對(duì)于 視線仰角的影響， 只能 盡量減少在不同觀測(cè)點(diǎn)拍攝視線仰角的差值。 設(shè)視線仰角差為 a，當(dāng) a 小于 c（某定值）時(shí)，能見(jiàn)度相對(duì)誤差在可以接受的范圍，拍攝點(diǎn)與目標(biāo)物的相對(duì)高度差為 L，拍攝點(diǎn)與目標(biāo)物的距離分別為 R，2R， 3R。 a 的位置如圖 35 所示。 圖 35 目標(biāo)物與 拍 攝 點(diǎn)的視線仰角差示意圖 由圖 35 可知，視線仰角差 a1與 L、 R 的關(guān)系為： 12a r c t a na r c t a n aRLRL ?????????????? （ 27） 13 由于 tan a1tan c，有： c cRL t a n2 t a n81