航测成图与卫星影像测图的比较分析

张梦花

摘 要：在过去的测图技术中，都是一味的靠航测测图来测绘，随着科技的发展，高分辨率的卫星影像问世，给测图发展带来前景的同时，也给航测成图技术带来了发展的压力。航测成图与卫星成图的比较和结合发展能够给测图应用带来更广阔的前景。

关键词：航测；卫星影像；测图；比较

随着高分辨率遥感卫星的不断投入使用，技术发展越来越成熟，现在很多设备设置都具备了立体成像的能力，在测绘生产中得到了很好的应用。然而，航空摄影的发展是否遇到了低谷，仍是个需要求证的问题。文章从航空摄影和卫星测图的各自原理和特点以及发展的前景方面进行比较来分析两种测图的利弊。

1 航空摄影测量

航空摄影测量是指为了获得地面的信息和测绘地形图而使用航空飞行器拍摄关于地面的相片的技术。飞行器拍出的图片是航测最基本的资料，这些图片需要经过严格的航空摄影要求拍得。

1.1 航空摄影测量的原理

在以前的摄像成像技术中几何反转是图片成像的最重要的手段，而与以往的几何反转不同的是，以前的摄影中都是应用结构十分复杂的光学机械的精密仪器来转换的，而后来的几何反转使用的是数学解析的方法。单张相片的测图成像等摄影过程也是几何反转，这种中心投影的透视变化也属于几何反转。摄影过程中的几何反转原理如图1所示。

1.2 航空摄影测量的特点

测图精度的高准是航空测图的第一大优点。摄影比例尺指的是焦距和航高之比，我们都知道立体影像的基高比、影响分辨率以及影像上地物的实际可识辨率等都可能影响成图比例。也就是说航空测图的精度在摄影镜头分辨率一样的情况下就取决于航空高度，所以说航空摄影的分辨率由于其地域的优势，分辨率必然是高的。航空摄影的第二大特点就是它的灵活性。首先灵活性体现在航高和航线的选择上。航空摄影在适当的航高下拍摄适当比例的影像，一般都能够满足测图的要求。此外，航空摄影的测量可以自由选择天气、时间等外部因素从而避免水分、湿度等的影响。

1.3 航空摄影测量的发展

传统的航空摄影测量的旧模式、低效率等缺点正随着科技的不断进步和发展而在不断的改变，全球定位系统和激光扫描等技术的深入应用，也是科技的产物，也都相继应用在了航空摄影测量中。航空摄影技术也在迎接新的挑战，更有效、更经济、更精密等航空摄影技术的要求就使得航空数码相机得到了广泛的应用，从而也使拍摄的精度得到了进一步提高。

在航测摄影成图一体化的技术形成中，少不了全球定位系统和惯导技术的使用，这样一来，通过与设在地面上的全球定位系统接收机同步，从而利用相关设备获取更精准的航摄仪器的位置和相关参数等。

此外，激光测距和探测技术在航测成图中的应用，也是科技的一大进步。激光测距的工作是全天的，这样一来就避免了天气对航测成图的限制。所以这些技术的加入，不仅弥补了航测成图技术不受地域的限制，同时可以获得更加丰富和准确的信息。

2 卫星影像测图

在航空成图的基础上，通过大量的研究者的不断探索，卫星影像技术也在不断成熟。所谓卫星影像技术是指，利用卫星上安装的具有高分辨率的成像装置，对地球表面进行扫推成像的原理。

2.1 卫星影像测图的特点

遥感卫星的分辨率是相当高的，卫星影像测图不同于航空摄像的是，它采用的是线阵列的ccd传感器来扫描成像，它的扫面方式是推帚式。遥感卫星的ccd传感器在穿轨方式上是在一定角度下左右侧视获取不同轨道的立体像对，而在沿着轨道方向上是通过前视和后视获取相同轨道的立体像对。遥感卫星扫描影像是推帚式的，所以在它的每一条扫描线上都有一个投影中心。所以相对来说，卫星成像的几何关系比航空成图是要复杂很多的。

2.2 卫星影像测图的发展

卫星影像测图的优点主要表现在以下几个方面：卫星影像测图具有周期短、现势性好等优点与航测成图相比就显现的更加明显。使用卫片进行数字测图的方案有两种，其主要区别在于成图比例尺的不同，这两种方案分别是立体像对测图和正射影像测图。分辨率的不同就会使两种方案下的成像过程不同，成图的特点和应用范围也不同。还有很多类型和型号的卫星影像正在研究当中，如果有更多的卫星投入到使用当中，那么卫星影像测图技术将会飞速发展。我们知道，随着科技的进步，空间分辨率在不断的提高，那么立体成像的能力会越来越强，影像获取的价格反而会降低。与此同时，卫星影像测图技术的广泛使用会使这个技术得到更多人的认可，而不断进步的卫星测图也会为地理信息更新和地形绘制提供更加重要的更多的数据。

3 两种测图的比较

原理不同是航测成图和卫星影像的最根本的区别，这点在它们的实际应用中可以清楚的表现出来，包括各自的优点和缺陷，都能经过对比而表现出来。前面我们提到卫星影像测图和航测成图的优缺点，那么它们的区别可以归结成以下几个方面：（1）在覆盖范围方面，航测成图相对较小，而卫星影像测图相对较大；（2）在测图周期方面，航测成图的周期相对长一些而卫星测图相对短一些；（3）在更新速度方面，航测成图更新的慢而卫星影像测图的速度更新会快一些；（4）在分辨率的比较上，航测成图的分辨率是厘米级的，而卫星影像测图是分米级的；（5）在测图比例尺的比较中，显然航测成图用于大比例尺地形图中而卫星影像测图用于小比例尺地形图中；（6）在灵活性方面来说，卫星影像测图显然没有航测成图灵活性大。

由于航测的高程比较低，所以航测成图容易受大气和地形的影响。所以航测前对气候等的情况的调查是十分必要的工作。同时也暴露出航测的现势性差的特点，所以地形图的更新也会相对困难些。另外，由于航测的过程中航片数目多、航测覆盖小等因素，在拍摄的相片处理的过程中会比较复杂。所以，航测还有耗时大，耗人多，耗材大等缺陷。这些都可以用分辨率高的卫星测图来弥补，高分辨率的卫星影像测图不仅减少了航测的工作量，缩短了周期，同时较少的财力和人力的浪费也降低了成本。反之，航测测图比例尺大和测图灵活性大等，在卫星影像测图看来还是难以媲美的。影像空间分辨率是影像成图比例的主要因素，无论是卫星影像还是航测影像都需要由传感器的物镜镜头分辨率和摄影比例来决定其分辨率的大小。从这个方面来看，航空测图的影像分辨率显然要比卫星影像测图的分辨率高一些。而卫星影像测图的精度取决于遥感卫星参数是否具有高分辨率，这与卫星的轨道高度固定不变是息息相关的。就目前来说，卫星影像测图的分辨率只有达到分米的级别，这就从一定程度上限制了卫星影像测图的比例尺不能太大，只能停留在中、小比例尺的水平上。而且，卫星的影像成像的质量好坏也严重影响着卫星影像的分辨率。两种影像成图各有利弊，但是也可以互相弥补不足，只有将两者很好的结合和不断对新技术的更新探索，才能不断创造新的进步。

4 结束语

文章分析比较了航测成图和卫星影像测图的利弊和各自的前景，从比较中可以看出，如果卫星影像的分辨率足够高就可以代替航测成图技术来进行中、小比例尺的地形图测绘。对于大比例尺的地形图来说主要还是通过航测成图来完成。另外，无论是对于航测还是卫星影像都需进一步的研究和提高，只有两者结合起来并不断发展提高，才能在测图工作中提高效率，完成更高的目标。

参考文献

[1]王维娜.航测成图与卫星影像测图的比较分析[J].测绘科学，2009.08.

[2]张海涛，贾光军，虞欣.基于GeoEye-1卫星影像的立体测图技术研究[J].测绘通报，2010.12.