鸟瞰历史的瞬间

杜春江　韩　飞

世界范围的航空摄影

19世纪末，当照相机出现后，人们曾经尝试使用气球、信鸽、火箭进行航空摄影。到了20世纪初，随着飞机的出现，人们迅速改用飞机进行航空摄影，并在资源调查、空间探测、军事侦察等许多领域得到广泛应用。我国从1930年开始进行航空摄影，至今已有70多年的历史。新中国成立后，航空摄影得到了快速发展。运用航空摄影制图，可以脱离地面，利用高空平台来测绘地图，从根本上改变了传统形成的地形图测绘生产过程，成为测制地形图等地理信息产品的主要手段。

航空摄影不同于使用普通相机或摄像机在空中的新闻摄影摄像，它是将专用的照相机安装在飞机上对地面进行摄影并获取地面影像的过程。其原理是：使用飞机从空中对地面进行垂直拍摄，每张照片之间有60％左右的航向重叠，航线之间有30％左右的旁向重叠，然后在地面布控制点，反算拍摄瞬间航摄仪的空间位置和姿态，再计算所拍摄地面点的位置。

由于标准不同，航空摄影有几种分类方法：按航摄比例尺划分为大比例尺和中小比例尺；按使用设备可分为光学航空摄影和数码航空摄影；按使用的光谱段可分为黑白航空摄影、彩色航空摄影和彩色红外航空摄影；按飞行区域的不同可分为面积航空摄影和线状航空摄影；按照后期测图方式不同可分为传统航空摄影、GPS空三航空摄影、无地面控制航空摄影等。

现代航空摄影的特点

目前，世界上的专业航空摄影一般都是使用固定翼飞机，而直升机主要是用于新闻类的摄影摄像。其原因，一般使用的专业航空摄影仪重量近200千克，而且操纵时要求垂直向下、固定航线、固定地点拍摄，拍摄时航摄仪要处于水平位置，直升机很难保证这些技术要求。而一般的轻型或超轻型飞机就可以担当此任。

航空摄影照片由于是垂直往下拍摄，与平时常见的照片不同。并且影像存在照片边缘有放射状的中心投影变形，这些变形经过纠正后可生成DOM(数字正射影像图)。由于照片之间有重叠，可以得到高程信息，生成DEM(数字高成模型)，叠加纹理信息后可以生成三维立体影像图。通过航测外业测量、调绘和航测内业数据处理，得到DLG(数字线划图)。在世界范围内，对地震、洪水等灾区进行航空摄影以获得第一手资料具有重要意义。由于空中拍摄位置精度高、直观、准确，对灾后规划重建也极为有用。

从汶川地震救灾及灾后重建可以看出航空摄影的主要优势有：拍摄的资料可直接；中洗出照片供抢险救灾使用，可以对灾情进行科学全面评估；灾后重建、规划要使用大量的高分辨率航摄资料，航空摄影每张照片可覆盖64平方千米，不但可以满足需求，而且效率和精度都极高。

但人们不禁要问，如果使用航天技术是不是比航空更有优势?在世界范围，目前最高空间分辨率的美国间谍卫星“锁眼”，其地面分辨率可达到0.1米。2000年，美国采用合成孔径雷达干涉测量技术的SRTM计划，使用航天飞机，两个天线间隔印米，在200千米高空一次性获取了全球的DEM(数字高程模型)数据。汶川地震也使用了微波遥感卫星，其优点是可穿透云层，快速获取影像。但它们都有明显的缺陷，由于航天获取的数据是干涉图像，解译判读困难，数据处理工作量很大，因此效率和速度相对较低。

航空摄影效力于危急时刻

“5·12”特大地震发生后，国家有关部门基于航摄可以在最短的时间内了解整个灾区情况，特别是山区发生的滑坡，泥石流，堰塞湖等次生灾害，急需专业航空摄影队伍加入救援工作。在紧急时刻，中国飞行试验研究院在地震发生的当晚便向国务院应急办和四川省抢险指挥部主动请缨，并荣幸地承担了地震灾区的航摄任务。公司在领受任务后，立即组成机组于5月14日晚8时30分到达成都太平寺机场，并连夜进行了航线设计及飞行数据的准备，成为最早赶到四川地震灾区的空中力量之一。

他们承担起了对地震中心汶川、茂县、北川、绵阳、成都、绵竹、广元等地约17807平方千米面积进行1/8000～1/30000比例尺航空摄影，以及甘肃陇南灾区包括天水以南整个甘肃南部地区，航摄范围达5万多平方千米。他们在最快时间就拍摄到了主震区映秀、漩口、茂县、理县、汶川等地区220平方千米的彩色照片，并被立即送往国家抢险指挥部，对于堰塞湖抢险、避免洪水危及下游群众发挥了重要作用。

本次地震救灾中的航摄任务主要是：将在空中拍摄的震区信息直接冲洗成照片供抢险救灾使用，并对灾情进行评估，确认受灾面积、滑坡、堰塞湖的位置等。同时，航拍还为灾后重建提供高分辨率的航摄资料。航拍飞机拍摄的1/35000比例尺照片每张可覆盖64平方千米，剔除重叠部分后实际每张的覆盖面积约25平方千米，这么大面积的资料能够在半分钟内就可得到，这是本次地震抢险中获取高精度地形图和影像资料最有效、最快速的方式。

执行本次地震航空摄影任务，不但技术要求高，而且机组人员还要克服诸多困难。灾情发生后，有100多架飞机在成都附近集结，空域十分紧张，飞行密度大。同时，空中高度层调配不开，飞行的高度与预先设计不同，不得不临时调整设计，对摄影者提出了严峻挑战。另一方面，天气情况很难把握，机组每天都是早晨6点半到机场待命，经常一等就是近10个小时。四川西部山区气象条件非常复杂，经常能见度很差。尤其是汶川附近山区地形复杂，崇山峻岭，地形起伏较大，高度差在几千米，西边有终年积雪的大雪山，西南16千米就有一座5300多米的高山，而紧邻汶川几十千米的成都平原海拔高度只有500多米，如此复杂的地形给飞行带来了很大难度。其他机组在甘肃陇南及陕西汉中地区地处秦岭山脉南麓，森林茂密，能够适合航摄的天气也很少。

执行任务使用的飞机是赛斯纳208，属于非密封舱飞机，摄影人员要在6000米高空缺氧状态下工作，因此对机组人员的身体提出了考验。中飞通用航空公司所派机组之所以能出色完成任务，除了大家的拼搏精神外，主要是选派了经验非常丰富的机组人员，他们平均飞行时间都在1500小时以上，其中摄影员马有照航摄飞行小时超过3000小时，执行任务的飞行员、中飞公司总经理宋庆国、机长郝立功等飞行经历都超过4000小时，仅在西藏高原飞行就超过了800小时。

抢拍珠峰之巅的圣火

2008年4月28日～5月8日，中国飞行试验研究院、中飞通用航空公司与中央电视台合作，对北京奥运会火炬登顶珠峰活动进行了4个架次/16个小时的航拍。在珠峰周围20千米的范围内，群峰林立，山峦叠嶂，仅海拔7000米以上的高峰就有40多座。比较著名的有南面3千米处的洛子峰(海拔8516米，是世界第四高峰)和海拔7589米的卓穷峰，东南面是马卡鲁峰(海拔8463米，是世界第五高峰)，北面3千米是章子峰(海拔7543米)，西面是努子峰(海拔7855米)和普莫里峰(海拔7145米)。分清这些山峰对航拍非常重要，因为飞机靠近任何一座山峰，都会有“一山更比一山高”的错觉，即感觉其它山峰都比这座山峰高，从而

增加了准确认定珠峰的难度。

2008年4月30日，中飞通用航空公司的航拍飞机在9200米高度，以600千米/小时的速度围绕珠峰盘旋飞行了两个多小时，不但详细勘测了奥运圣火登顶路线，而且对海拔5000米到8844米的珠峰地区进行了反复拍摄。飞行中，飞机距珠峰最近不到500米。在这个距离，更可以感受到“第三女神”的美丽。5月8日正式航拍当天，由于珠峰峰顶被一团浓云遮住，飞机从600米开始不断向珠峰靠近，当飞机与山壁的距离只有100米时，央视拍摄人员惊呼：“太近了!”此刻，飞机的高度已下降到8500米，山峰和这团蘑菇状的云，都压在飞机的上方……当天，航拍飞机拍摄到了祥云火炬在珠峰点燃的时刻，祥云笼罩珠峰的景色，向世人展示了一副壮美的画面!按照西藏当地的说法，这片云的出现预示着吉祥。

此次，从事航拍的机组全体人员克服了高原缺氧、环境恶劣、情况复杂等诸多不利情况，圆满的完成了这一艰巨任务，不但证明自己的实力，其多次作业对珠峰的拍摄已经成为世界上有史以来对该地区最为立体、详细的空中记录，多次飞行的实践，也打破了珠峰难以靠近的神话，对周边进行观察的画面也成为相关指挥机构的重要的决策依据信息。

2008年8月，中飞通用航空公司又承担了黑龙江省大兴安岭地区I：5万航空摄影及物探测量任务。该项任务是黑龙江省历史上最大的物探项目，也是国土资源部与地方政府近年来联合投资的最大省部合作项目，因此受到了国家和地方政府的极大重视。

这次探矿任务的范围是黑龙江省成矿潜力最大的北纬49度以北地区，航摄覆盖了大兴安岭全区和黑河市大部分地区，面积近11万平方千米。传统的地质勘探，一般要利用磁力仪等人工设备进行地表扫描，扫描到信号异常的具体成矿地段，再将取样通过化学分析，确定矿区位置，耗费时间长。而执行本次任务的运-12飞机不但要对测矿区进行全方位的航摄，而且飞机上还装载了国际先进的航空磁力仪和放射仪，能对不同矿产的磁力和放射性进行快速扫描分析，使寻找靶区工作变得高速、细致。该项计划用两年半的时间完成原来普通地面调查20年才能做完的工作任务。执行任务的飞机仅用1500多小时，就发现了10处以上的找矿远景区和5处以上的勘查靶区。

在我国，航空摄影的发展前景非常看好。我国西部面积占国土面积的2/3，仅青藏高原就占到国土面积的27％。同时，西部地区资源丰富，但交通极不发达。在西部大开发的背景下，利用通用飞机进行地质、地貌及资源调查，作用将越发明显。多年来，中飞通用航空公司曾多次应国土资源部地矿局的要求，历时214天，先后完成了青藏中西部地区120万平方千米的航摄(测)任务，发现了多种重要的矿产资源。

2008年，中国各种大事频繁发生，航空摄影也开始受到人们的高度关注。在灾区的天空，航空摄影不仅是对灾区信息的搜集，而且，当航摄飞机在第一时间飞抵灾区时，带给灾区人民的是一种莫大的安慰和无限的希望。2008，是一个新的起点，中国的航空摄影技术必将得到新的发展。

责任编辑：京勉