丁立國(guó)

摘 要：航空攝影測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，航空測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，信息采集更加清晰、準(zhǔn)確。文章首先簡(jiǎn)要介紹了航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)的發(fā)展情況，并就傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)和數(shù)字化攝影技術(shù)進(jìn)行分析對(duì)比，討論了航空攝影面臨的困難，最后對(duì)我國(guó)航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量；數(shù)字模型；數(shù)碼相機(jī)

引言

科學(xué)技術(shù)為生產(chǎn)力發(fā)展和人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步提供了源源不絕的動(dòng)力。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的巨大發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)不斷前進(jìn)。在作為地理測(cè)繪的重要方式，航空攝影測(cè)量技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足的進(jìn)步。航空攝影測(cè)量技術(shù)是以航空器為載體，以攝影器材為工具，對(duì)地面進(jìn)行拍攝，并結(jié)合其他測(cè)繪技術(shù)、工具以實(shí)現(xiàn)地面地形圖的制取的作業(yè)方法。航空攝影測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和軍事國(guó)防領(lǐng)域。近些年，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，促使航空測(cè)量技術(shù)方式發(fā)生了顯著的改變。在傳統(tǒng)的野外測(cè)量方式之外，以內(nèi)業(yè)為主的數(shù)據(jù)采集技術(shù)方面也實(shí)現(xiàn)了新的突破。一批以信息技術(shù)為主導(dǎo)的高精尖航空攝像測(cè)量技術(shù)出現(xiàn)在人們眼前，其中表現(xiàn)較為突出的有星載SAR、航空攝影、陸地資源衛(wèi)星等。原有的傳統(tǒng)測(cè)量方式逐漸淪為新型航空攝影測(cè)量技術(shù)的輔助工具。

1 航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀概述

航空相機(jī)的問(wèn)世，帶動(dòng)航空攝影技術(shù)的發(fā)展。以DMC、UCD為代表的一系列先進(jìn)航空攝影設(shè)備先后出現(xiàn)在世人眼前，并在航空攝影方面發(fā)揮了巨大作用。特別是GPS技術(shù)、激光掃描和數(shù)碼掃描等先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)，更是使航空攝影測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。許多新型航空攝影技術(shù)得以在原有技術(shù)基礎(chǔ)上形成、發(fā)展起來(lái)。其中以GPS輔助技術(shù)和用CCD（高解像率）取代傳統(tǒng)的膠片模式，獲取地貌數(shù)字信息的數(shù)字航空攝影儀器更是將航空攝影測(cè)量技術(shù)帶入數(shù)字時(shí)代。航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)應(yīng)用廣泛，其在收集地形信息，積累地理數(shù)據(jù)方面有著極為突出的優(yōu)勢(shì)，在城市建設(shè)規(guī)劃、土地資源利用等方面用途廣泛。當(dāng)前，我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程日漸深入，面臨著許多問(wèn)題。加大航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)研究，改進(jìn)地形、地理信息收集技術(shù)，對(duì)于幫助解決城市建設(shè)中的相關(guān)問(wèn)題，提高城市建設(shè)規(guī)劃質(zhì)量水平有著極為重要的積極作用。

2 傳統(tǒng)航空相機(jī)技術(shù)分析

從DWP技術(shù)出現(xiàn)到現(xiàn)在，已經(jīng)有了十多年的發(fā)展時(shí)間。在這段時(shí)間里，我國(guó)航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)發(fā)展取得了顯著成效。在技術(shù)應(yīng)用方面，DWP技術(shù)獲得了大范圍的推廣使用，但作為技術(shù)基礎(chǔ)的航空測(cè)量理論和數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)展緩慢。傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量技術(shù)是利用光學(xué)相機(jī)對(duì)模擬的相片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這一方式在航空攝影測(cè)量進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代已然沒(méi)有得到改變，在數(shù)字掃描影像技術(shù)（即DWP技術(shù)）的時(shí)代，膠片相機(jī)仍然是攝影測(cè)量的主要工具。即使是航空攝影測(cè)量領(lǐng)域最為著名的RC30相機(jī)也是使用專(zhuān)業(yè)的掃描儀對(duì)航測(cè)的模擬相片進(jìn)行圖像掃描以獲得需要的數(shù)據(jù)。對(duì)于數(shù)字掃描影像技術(shù)來(lái)說(shuō)，作為掃描的對(duì)象，也是數(shù)據(jù)來(lái)源的膠片相片如果質(zhì)量不高或因?yàn)槟承┰虬l(fā)生畸變，就會(huì)導(dǎo)致掃描結(jié)果的失真或偏差。數(shù)字采集不僅不會(huì)將由于相片質(zhì)量所導(dǎo)致的信息偏差問(wèn)題修正，反而會(huì)因?yàn)閿?shù)字測(cè)量技術(shù)更加敏感、精細(xì)，反而會(huì)將這種偏差在一定程度上予以放大。為了妥善解決這個(gè)問(wèn)題，航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家或技術(shù)人員投入了大量的時(shí)間、精力和資源。

航空攝影測(cè)量作業(yè)主要使用航空相機(jī)作為采集工具，以傳統(tǒng)光學(xué)膠片相機(jī)為測(cè)量設(shè)備。通過(guò)這種方法拍攝出來(lái)的照片，具有成像方式統(tǒng)一、相片外形一致的特點(diǎn)。當(dāng)前的數(shù)字測(cè)量作業(yè)就是以該種方式拍攝的膠片相片為基礎(chǔ)，通過(guò)掃描進(jìn)行信息采集。從結(jié)構(gòu)上看，傳統(tǒng)的光學(xué)相機(jī)包括光學(xué)鏡頭、膠片和其他起著輔助作用的單元。航空測(cè)量相機(jī)中的經(jīng)典設(shè)備——RC30相機(jī)就屬于這一種，它自身帶有GPS導(dǎo)航、相機(jī)前移補(bǔ)償?shù)裙δ?。在現(xiàn)有的航空測(cè)量膠片相機(jī)產(chǎn)品中，RC30相機(jī)功能最為完善，技術(shù)水平最高。

3 數(shù)碼相機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

航科攝影測(cè)量數(shù)字化以數(shù)碼相機(jī)為主要工具。數(shù)碼相機(jī)是多種先進(jìn)技術(shù)的集成體，具有極高的拍攝質(zhì)量，設(shè)備本身的制造水平也很高，不光工藝復(fù)雜，而且精度要求也高。研制航空數(shù)碼相機(jī)必須滿足以下幾方面條件。

一是要具備先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)設(shè)備以及配套的管理體系，確保數(shù)碼相機(jī)質(zhì)量穩(wěn)定，可以滿足航拍要求。二是研制企業(yè)要對(duì)航拍作業(yè)細(xì)節(jié)有所掌握，使研制出來(lái)的產(chǎn)品更加適合航空測(cè)量。三是要盡可能地降低成本。航空攝影測(cè)量數(shù)字采集設(shè)備價(jià)格昂貴，是影響航空攝影測(cè)量數(shù)字化技術(shù)推廣的重要難點(diǎn)。

4 航空攝影測(cè)量面臨的困難

要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的航空攝影測(cè)量作業(yè)，不光要有高質(zhì)量的數(shù)碼相機(jī)，對(duì)于整個(gè)機(jī)組都有著極高的工作要求。完整的航空測(cè)量攝影作業(yè)環(huán)節(jié)眾多，程序復(fù)雜，要求機(jī)組人員必須具備較高的業(yè)務(wù)水平和良好的心理素質(zhì)。拍攝的開(kāi)始和結(jié)束都必須嚴(yán)格依照規(guī)范執(zhí)行，拍攝過(guò)程中飛機(jī)必須保持一定的飛行高度。這些都使得高質(zhì)量地完成航空攝影作業(yè)成為一件較為困難的任務(wù)?？上驳氖?，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上述問(wèn)題正在逐步予以解決。國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了自動(dòng)拍攝系統(tǒng)，利用先進(jìn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拍攝，從而使得拍攝作業(yè)難度下降，質(zhì)量提高。

5 我國(guó)航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)發(fā)展方向

航空攝影測(cè)量數(shù)字化采集技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)發(fā)展很快。傳統(tǒng)的膠片式相機(jī)已經(jīng)基本被數(shù)字航空攝影設(shè)備所取代。地面影像的拍攝質(zhì)量更高，可靠性和精度大幅提升。特別是POS系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)以來(lái)，航空攝影測(cè)量的速度急劇提高，工作周期大幅縮短。我國(guó)國(guó)土面積廣袤，地形種類(lèi)繁多?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，隨著我國(guó)城市化腳步的逐步加快，航空攝影測(cè)量數(shù)字化采集技術(shù)的需求會(huì)更為強(qiáng)烈，從而推動(dòng)其向著更加先進(jìn)、質(zhì)量更高、精度更高的方向持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)束語(yǔ)

全面、細(xì)致、豐富、準(zhǔn)確的地理、地形信息是開(kāi)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)的重要前提保障。航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)是收集地理信息的重要手段。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革和城鎮(zhèn)化建設(shè)的逐步加快，地理信息需求不斷加大，航空攝影測(cè)量數(shù)字采集技術(shù)勢(shì)必會(huì)迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間。航測(cè)技術(shù)研發(fā)企業(yè)要牢牢抓住這個(gè)有利契機(jī)，充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，加大研發(fā)投入，提高技術(shù)水平，推動(dòng)我國(guó)航空攝影測(cè)量技術(shù)向更高層次邁進(jìn)。

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