航空摄影测量数字采集技术探析

丁立国

摘 要：航空摄影测量技术广泛应用于我国国民经济建设的各个方面。随着信息技术的不断发展，航空测量技术实现了数字化，信息采集更加清晰、准确。文章首先简要介绍了航空摄影测量数字采集技术的发展情况，并就传统航空摄影技术和数字化摄影技术进行分析对比，讨论了航空摄影面临的困难，最后对我国航空摄影测量数字采集技术未来发展进行了展望。

关键词：航空摄影测量；数字模型；数码相机

引言

科学技术为生产力发展和人类社会进步提供了源源不绝的动力。进入二十一世纪以来，我国科学技术实现了突飞猛进的巨大发展，推动社会各项事业不断前进。在作为地理测绘的重要方式，航空摄影测量技术也实现了长足的进步。航空摄影测量技术是以航空器为载体，以摄影器材为工具，对地面进行拍摄，并结合其他测绘技术、工具以实现地面地形图的制取的作业方法。航空摄影测量技术广泛应用于工业、农业生产和军事国防领域。近些年，计算机技术和信息技术的发展，促使航空测量技术方式发生了显著的改变。在传统的野外测量方式之外，以内业为主的数据采集技术方面也实现了新的突破。一批以信息技术为主导的高精尖航空摄像测量技术出现在人们眼前，其中表现较为突出的有星载SAR、航空摄影、陆地资源卫星等。原有的传统测量方式逐渐沦为新型航空摄影测量技术的辅助工具。

1 航空摄影测量数字采集技术发展现状概述

航空相机的问世，带动航空摄影技术的发展。以DMC、UCD为代表的一系列先进航空摄影设备先后出现在世人眼前，并在航空摄影方面发挥了巨大作用。特别是GPS技术、激光扫描和数码扫描等先进技术的出现，更是使航空摄影测量技术实现了质的飞跃。许多新型航空摄影技术得以在原有技术基础上形成、发展起来。其中以GPS辅助技术和用CCD（高解像率）取代传统的胶片模式，获取地貌数字信息的数字航空摄影仪器更是将航空摄影测量技术带入数字时代。航空摄影测量数字采集技术应用广泛，其在收集地形信息，积累地理数据方面有着极为突出的优势，在城市建设规划、土地资源利用等方面用途广泛。当前，我国城镇化进程日渐深入，面临着许多问题。加大航空摄影测量数字采集技术研究，改进地形、地理信息收集技术，对于帮助解决城市建设中的相关问题，提高城市建设规划质量水平有着极为重要的积极作用。

2 传统航空相机技术分析

从DWP技术出现到现在，已经有了十多年的发展时间。在这段时间里，我国航空摄影测量数字采集技术发展取得了显著成效。在技术应用方面，DWP技术获得了大范围的推广使用，但作为技术基础的航空测量理论和数据处理技术进展缓慢。传统的航空摄影测量技术是利用光学相机对模拟的相片进行数据采集，这一方式在航空摄影测量进入数字化时代已然没有得到改变，在数字扫描影像技术（即DWP技术）的时代，胶片相机仍然是摄影测量的主要工具。即使是航空摄影测量领域最为著名的RC30相机也是使用专业的扫描仪对航测的模拟相片进行图像扫描以获得需要的数据。对于数字扫描影像技术来说，作为扫描的对象，也是数据来源的胶片相片如果质量不高或因为某些原因发生畸变，就会导致扫描结果的失真或偏差。数字采集不仅不会将由于相片质量所导致的信息偏差问题修正，反而会因为数字测量技术更加敏感、精细，反而会将这种偏差在一定程度上予以放大。为了妥善解决这个问题，航空摄影测量数字采集技术相关领域的专家或技术人员投入了大量的时间、精力和资源。

航空摄影测量作业主要使用航空相机作为采集工具，以传统光学胶片相机为测量设备。通过这种方法拍摄出来的照片，具有成像方式统一、相片外形一致的特点。当前的数字测量作业就是以该种方式拍摄的胶片相片为基础，通过扫描进行信息采集。从结构上看，传统的光学相机包括光学镜头、胶片和其他起着辅助作用的单元。航空测量相机中的经典设备——RC30相机就属于这一种，它自身带有GPS导航、相机前移补偿等功能。在现有的航空测量胶片相机产品中，RC30相机功能最为完善，技术水平最高。

3 数码相机技术特点

航科摄影测量数字化以数码相机为主要工具。数码相机是多种先进技术的集成体，具有极高的拍摄质量，设备本身的制造水平也很高，不光工艺复杂，而且精度要求也高。研制航空数码相机必须满足以下几方面条件。

一是要具备先进的生产工艺和技术设备以及配套的管理体系，确保数码相机质量稳定，可以满足航拍要求。二是研制企业要对航拍作业细节有所掌握，使研制出来的产品更加适合航空测量。三是要尽可能地降低成本。航空摄影测量数字采集设备价格昂贵，是影响航空摄影测量数字化技术推广的重要难点。

4 航空摄影测量面临的困难

要实现高质量的航空摄影测量作业，不光要有高质量的数码相机，对于整个机组都有着极高的工作要求。完整的航空测量摄影作业环节众多，程序复杂，要求机组人员必须具备较高的业务水平和良好的心理素质。拍摄的开始和结束都必须严格依照规范执行，拍摄过程中飞机必须保持一定的飞行高度。这些都使得高质量地完成航空摄影作业成为一件较为困难的任务。可喜的是，随着科学技术的发展，上述问题正在逐步予以解决。国外已经出现了自动拍摄系统，利用先进设备实现自动拍摄，从而使得拍摄作业难度下降，质量提高。

5 我国航空摄影测量数字采集技术发展方向

航空摄影测量数字化采集技术的应用在我国发展很快。传统的胶片式相机已经基本被数字航空摄影设备所取代。地面影像的拍摄质量更高，可靠性和精度大幅提升。特别是POS系统在国内出现以来，航空摄影测量的速度急剧提高，工作周期大幅缩短。我国国土面积广袤，地形种类繁多。可以预见的是，随着我国城市化脚步的逐步加快，航空摄影测量数字化采集技术的需求会更为强烈，从而推动其向着更加先进、质量更高、精度更高的方向持续发展。

6 结束语

全面、细致、丰富、准确的地理、地形信息是开展工农业生产、发展经济、国防建设的重要前提保障。航空摄影测量数字采集技术是收集地理信息的重要手段。随着我国经济体制改革和城镇化建设的逐步加快，地理信息需求不断加大，航空摄影测量数字采集技术势必会迎来更加广阔的发展空间。航测技术研发企业要牢牢抓住这个有利契机，充分发挥自己的优势和特长，加大研发投入，提高技术水平，推动我国航空摄影测量技术向更高层次迈进。

参考文献

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