關于航空攝影測量發展現狀

【摘要】航空攝影測量為我們提供了另一種看世界的方式。隨著科學技術的不斷革新進步，航空攝影測量技術正在向更加智能化，更加快捷高效的方向發展。

【關鍵詞】航空攝影測量；發展歷程；現狀

一、前言

航空攝影測量指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片，結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業。航空攝影測量為我們提供了另一種看世界的方式。經過二十多年的發展，用航空攝影測量成果進行虛擬三維實景的模擬逐漸成為熱點。現代測繪及與之相關行業已經不能離開航空攝影測量了，因為應用航空攝影測量技術，將使他們的工作變得高效。隨著技術的革新進步，航空攝影測量技術正在向更加智能化，更加快捷高效的方向發展。

二、航空攝影測量的發展歷程

隨著一個又一個的標志性的事件的出現，航空攝影測量技術也一步一步不斷向前發展。1849年，法國人艾米·勞塞達特制定的攝影測量計劃，成為有目的有記錄的地面攝影測量的標志。剛開始出現的時候，航空攝影測量基本上處于“看畫繪圖”階段。這個階段，航空攝影測量沒有嚴格的數學基礎和較高的測量精度。如：1860年，James·Wallace·Black和Sam·King兩位教授乘氣球升空至630米，成功地拍攝了美國波士頓市的照片；而1909年，萊特則在意大利的森托塞爾上空用飛機進行了空中攝影。[1]

在上世紀三十年代，模擬攝影測量開始出現用機械或光學投影器來“模擬”攝影過程，這一時期航空攝影測量的主要標志是模擬測圖儀的使用。計算機技術及其相關技術的不斷發展，為航空攝影測量的發展注入新的動力，隨著，光學投影或機械投影被數字投影取代，模擬測圖儀被解析測圖儀取代，航空攝影測量進入了一個全新的發展階段。2000年ISPRS在阿姆斯特丹召開的第19屆學術大會期間，有近20個數字攝影測量工作站參加了商業展覽，它們代表了數字攝影測量及其實用系統的發展水平，也成為國外航空攝影測量數據處理的主流軟硬件，是推動航空攝影發展與應用的重要組成部分。

航空攝影測量系統主要是沿著航空攝影測量系統的采集端和航空攝影測量的數據后處理系統這兩條線發展的。航空攝影測量系統采用的航空相機成像方式和承像介質，在最初上百年的發展過程中，除了在相機的穩定性能、相機姿態控制、相機的像幅標準、像移補償等幾個方面進行了一次又一次的技術革新外，在其他的方面沒有發生大的變化。但是，航空攝影測量數據后處理系統發生了巨變的。伴隨著航空攝影測量后處理系統的變革，促使航空攝影測量出現了三個階段的變革。數字攝影測量工作站的出現，標志著航空攝影測量數據后處理方式進入到了一個新的階段。在可預見的將來，數字攝影測量工作站這一主流不會發生改變，數字處理工作站的工作方式和處理流程將在相當長一段時間成為航空攝影測量的主要方式，其技術發展突破將停留在技術細節的突破上。

隨著遙感技術的進步，特別是像分辨率為0.69m快鳥衛星影像和分辨率為0.83m的IKONOS影像等高分辨率的商業衛星影像的出現，對航空攝影提出了新的挑戰。通過各種高分辨率的衛星影像，我們能夠方便快捷的制作各種數字正射影像產品，并可以進行各種地圖產品的數據更新。高分辨率遙感影像具有不能進行高程制圖的缺陷，但是，LI-DAR（Light Detection And Ranging）技術的出現很好的彌補了高分辨率遙感影像的這一缺陷。因為LIDAR系統應用多光束返回采集高程，數據密度可達到常規攝影測量的3倍，可提供理想的數字高程模型DEM。根據高分辨率的衛星傳感器和LIDAR的技術特點，我們有理由認為要實現航空攝影的實時或準實時，突破口在革新航空相機承像介質和成像方式。即航空攝影測量系統的發展未來在航空攝影的采集端。而高分辨率的衛星傳感器和LIDAR的結合并不會導致航空攝影測量的終結。[2]

在2000年ISPRS阿姆斯特丹大會上，數字航空相機開始出現，數字航空相機的出現是航空攝影中又一項具有標志性的事件，2004年的伊斯坦布爾大會上數字相機成為一個焦點。數字航空相機的出現將可能在多個方面影響航空攝影的發展。數字航空攝影儀的應用將消除傳統航空攝影效率低、實時性差的缺點，并完全革新航空攝影流程。

數字航空攝影測量和基于并行運算或網格計算的新一代后處理設備的研究，將成為航空攝影測量系統的下一個發展階段。就是航空攝影測量的飛行控制、影像采集將為向數字化發展，從而實現實時或準實時航空攝影測量。

三、我國航空攝影測量發展現狀

攝影測量引入我國以來，國內在數字攝影測量領域的理論研究也取得了一定的發展進步。1978年，王之卓先生提出“全數字自動化測圖系統概念”。正是在該思想的指導下，北京四維遠見公司開發了JX4DPW，武漢適普公司開發了VirtuoZo，1998年，這兩套DPW都于通過了國家測繪局的鑒定。大部分的攝影測量數據后處理工作這兩套系統上集成。國內外數字攝影測量工作站的涌現，不僅極大地促進了攝影測量在各個方面的應用，而且極大地促進了攝影測量系統的發展。

但是，我們也必須要看到自己的不足，雖然我國在數字攝影測量工作站和其他航空攝影測量的理論研究的等方面取得了一定的進展，這并不能掩蓋在航空攝影儀的落后。我國在機載POS系統，光學成像鏡頭、CCD制作工藝和水平等方面與國外還有很大的差距，還有較長的路要走。由于沒有自己的數字航空攝影儀，這個航空攝影最前端的產品，攝影規范的制定、全自動/半自動數字攝影測量工作站、數字航空攝影等數字航空攝影的各個方面的應用都會受到極大限制。因此，研發具有自主知識產權的數字航空攝影儀成為我國航空攝影測量發展的一個重要課題。經過許多專家的長久以來不懈的科學研究，2007年由中國測繪科學研究院、北京四維遠見公司、首都師范大學等幾家單位聯合研制的國產數字航空攝影儀SWDC-4通過了國家測繪局組織的產品鑒定會，終于結束了我國沒有國產數字航空攝影儀的現狀。[3]

隨著航空攝影測量技術的更新與進步，生產作業時間大大縮短，其成果的應用也逐漸廣泛。航空攝影測量是獲取測繪地理信息數據的主要來源，政府和企業根據廣泛掌握攝影成果，能夠更好繁榮知道客觀、現勢的地理信息，再結合專業信息進行分析研究，能夠更好的把經濟建設、生態建設、資源開發、土地管理、環境保護、產業結構調整等有機結合起來，制定科學合理的發展策略。

充分利用高分辨率航空遙感數據，發揮遙感影像處理技術優勢，當發生滑坡、地震、泥石流等緊急地質災害時，航空攝影測量資料能夠實時反映災區狀況的數據，為政府及有關部門的搶災救災決策提供技術支持和決策依據。同時還可以針對土地利用、水資源、耕地與森林保護、道路交通等重要地理信息，實施定期監測與統計分析，以充分了解一個地區的地理環境狀態。

航空攝影測量不僅在災害調查與分析、資源普查、現代城市管理等方面發揮著非常重要的作用，也使得以往只能通過經驗判斷和估計的工程及研究有了量化的可能性。

四、結語

經過不斷的技術革新，航空攝影測量技術取得了很大的發展進步。航空攝影測量的應用也越來越廣泛，相信航空攝影測量技術將為人類帶來更多的便利。未來，航空攝影測量必將向更加智能化，更加快捷高效的方向發展。

參考文獻：

[1] 張祖勛，張劍清，張力.數字攝影測量發展的機遇與挑戰[J].武漢測繪科技大學學報，2000，25（1）：23-27.

[2] 張祖勛.數字攝影測量發展與展望[J].地理信息世界.2004，2 （3）：1-5.

[3] 劉先林.航空攝影科技發展成就與未來展望[J].航空攝影科技發展成就與未來展望.前沿科學.2007，3（3）：10-14.