航空攝影測量數字采集技術探析

丁立國

摘 要：航空攝影測量技術廣泛應用于我國國民經濟建設的各個方面。隨著信息技術的不斷發展，航空測量技術實現了數字化，信息采集更加清晰、準確。文章首先簡要介紹了航空攝影測量數字采集技術的發展情況，并就傳統航空攝影技術和數字化攝影技術進行分析對比，討論了航空攝影面臨的困難，最后對我國航空攝影測量數字采集技術未來發展進行了展望。

關鍵詞：航空攝影測量；數字模型；數碼相機

引言

科學技術為生產力發展和人類社會進步提供了源源不絕的動力。進入二十一世紀以來，我國科學技術實現了突飛猛進的巨大發展，推動社會各項事業不斷前進。在作為地理測繪的重要方式，航空攝影測量技術也實現了長足的進步。航空攝影測量技術是以航空器為載體，以攝影器材為工具，對地面進行拍攝，并結合其他測繪技術、工具以實現地面地形圖的制取的作業方法。航空攝影測量技術廣泛應用于工業、農業生產和軍事國防領域。近些年，計算機技術和信息技術的發展，促使航空測量技術方式發生了顯著的改變。在傳統的野外測量方式之外，以內業為主的數據采集技術方面也實現了新的突破。一批以信息技術為主導的高精尖航空攝像測量技術出現在人們眼前，其中表現較為突出的有星載SAR、航空攝影、陸地資源衛星等。原有的傳統測量方式逐漸淪為新型航空攝影測量技術的輔助工具。

1 航空攝影測量數字采集技術發展現狀概述

航空相機的問世，帶動航空攝影技術的發展。以DMC、UCD為代表的一系列先進航空攝影設備先后出現在世人眼前，并在航空攝影方面發揮了巨大作用。特別是GPS技術、激光掃描和數碼掃描等先進技術的出現，更是使航空攝影測量技術實現了質的飛躍。許多新型航空攝影技術得以在原有技術基礎上形成、發展起來。其中以GPS輔助技術和用CCD（高解像率）取代傳統的膠片模式，獲取地貌數字信息的數字航空攝影儀器更是將航空攝影測量技術帶入數字時代。航空攝影測量數字采集技術應用廣泛，其在收集地形信息，積累地理數據方面有著極為突出的優勢，在城市建設規劃、土地資源利用等方面用途廣泛。當前，我國城鎮化進程日漸深入，面臨著許多問題。加大航空攝影測量數字采集技術研究，改進地形、地理信息收集技術，對于幫助解決城市建設中的相關問題，提高城市建設規劃質量水平有著極為重要的積極作用。

2 傳統航空相機技術分析

從DWP技術出現到現在，已經有了十多年的發展時間。在這段時間里，我國航空攝影測量數字采集技術發展取得了顯著成效。在技術應用方面，DWP技術獲得了大范圍的推廣使用，但作為技術基礎的航空測量理論和數據處理技術進展緩慢。傳統的航空攝影測量技術是利用光學相機對模擬的相片進行數據采集，這一方式在航空攝影測量進入數字化時代已然沒有得到改變，在數字掃描影像技術（即DWP技術）的時代，膠片相機仍然是攝影測量的主要工具。即使是航空攝影測量領域最為著名的RC30相機也是使用專業的掃描儀對航測的模擬相片進行圖像掃描以獲得需要的數據。對于數字掃描影像技術來說，作為掃描的對象，也是數據來源的膠片相片如果質量不高或因為某些原因發生畸變，就會導致掃描結果的失真或偏差。數字采集不僅不會將由于相片質量所導致的信息偏差問題修正，反而會因為數字測量技術更加敏感、精細，反而會將這種偏差在一定程度上予以放大。為了妥善解決這個問題，航空攝影測量數字采集技術相關領域的專家或技術人員投入了大量的時間、精力和資源。

航空攝影測量作業主要使用航空相機作為采集工具，以傳統光學膠片相機為測量設備。通過這種方法拍攝出來的照片，具有成像方式統一、相片外形一致的特點。當前的數字測量作業就是以該種方式拍攝的膠片相片為基礎，通過掃描進行信息采集。從結構上看，傳統的光學相機包括光學鏡頭、膠片和其他起著輔助作用的單元。航空測量相機中的經典設備——RC30相機就屬于這一種，它自身帶有GPS導航、相機前移補償等功能。在現有的航空測量膠片相機產品中，RC30相機功能最為完善，技術水平最高。

3 數碼相機技術特點

航科攝影測量數字化以數碼相機為主要工具。數碼相機是多種先進技術的集成體，具有極高的拍攝質量，設備本身的制造水平也很高，不光工藝復雜，而且精度要求也高。研制航空數碼相機必須滿足以下幾方面條件。

一是要具備先進的生產工藝和技術設備以及配套的管理體系，確保數碼相機質量穩定，可以滿足航拍要求。二是研制企業要對航拍作業細節有所掌握，使研制出來的產品更加適合航空測量。三是要盡可能地降低成本。航空攝影測量數字采集設備價格昂貴，是影響航空攝影測量數字化技術推廣的重要難點。

4 航空攝影測量面臨的困難

要實現高質量的航空攝影測量作業，不光要有高質量的數碼相機，對于整個機組都有著極高的工作要求。完整的航空測量攝影作業環節眾多，程序復雜，要求機組人員必須具備較高的業務水平和良好的心理素質。拍攝的開始和結束都必須嚴格依照規范執行，拍攝過程中飛機必須保持一定的飛行高度。這些都使得高質量地完成航空攝影作業成為一件較為困難的任務。可喜的是，隨著科學技術的發展，上述問題正在逐步予以解決。國外已經出現了自動拍攝系統，利用先進設備實現自動拍攝，從而使得拍攝作業難度下降，質量提高。

5 我國航空攝影測量數字采集技術發展方向

航空攝影測量數字化采集技術的應用在我國發展很快。傳統的膠片式相機已經基本被數字航空攝影設備所取代。地面影像的拍攝質量更高，可靠性和精度大幅提升。特別是POS系統在國內出現以來，航空攝影測量的速度急劇提高，工作周期大幅縮短。我國國土面積廣袤，地形種類繁多。可以預見的是，隨著我國城市化腳步的逐步加快，航空攝影測量數字化采集技術的需求會更為強烈，從而推動其向著更加先進、質量更高、精度更高的方向持續發展。

6 結束語

全面、細致、豐富、準確的地理、地形信息是開展工農業生產、發展經濟、國防建設的重要前提保障。航空攝影測量數字采集技術是收集地理信息的重要手段。隨著我國經濟體制改革和城鎮化建設的逐步加快，地理信息需求不斷加大，航空攝影測量數字采集技術勢必會迎來更加廣闊的發展空間。航測技術研發企業要牢牢抓住這個有利契機，充分發揮自己的優勢和特長，加大研發投入，提高技術水平，推動我國航空攝影測量技術向更高層次邁進。

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