【摘要】航空攝影測(cè)量為我們提供了另一種看世界的方式。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新進(jìn)步，航空攝影測(cè)量技術(shù)正在向更加智能化，更加快捷高效的方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】航空攝影測(cè)量；發(fā)展歷程；現(xiàn)狀

一、前言

航空攝影測(cè)量指的是在飛機(jī)上用航攝儀器對(duì)地面連續(xù)攝取像片，結(jié)合地面控制點(diǎn)測(cè)量、調(diào)繪和立體測(cè)繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)。航空攝影測(cè)量為我們提供了另一種看世界的方式。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，用航空攝影測(cè)量成果進(jìn)行虛擬三維實(shí)景的模擬逐漸成為熱點(diǎn)。現(xiàn)代測(cè)繪及與之相關(guān)行業(yè)已經(jīng)不能離開航空攝影測(cè)量了，因?yàn)閼?yīng)用航空攝影測(cè)量技術(shù)，將使他們的工作變得高效。隨著技術(shù)的革新進(jìn)步，航空攝影測(cè)量技術(shù)正在向更加智能化，更加快捷高效的方向發(fā)展。

二、航空攝影測(cè)量的發(fā)展歷程

隨著一個(gè)又一個(gè)的標(biāo)志性的事件的出現(xiàn)，航空攝影測(cè)量技術(shù)也一步一步不斷向前發(fā)展。1849年，法國(guó)人艾米·勞塞達(dá)特制定的攝影測(cè)量計(jì)劃，成為有目的有記錄的地面攝影測(cè)量的標(biāo)志。剛開始出現(xiàn)的時(shí)候，航空攝影測(cè)量基本上處于“看畫繪圖”階段。這個(gè)階段，航空攝影測(cè)量沒有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較高的測(cè)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(guó)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(jī)進(jìn)行了空中攝影。[1]

在上世紀(jì)三十年代，模擬攝影測(cè)量開始出現(xiàn)用機(jī)械或光學(xué)投影器來“模擬”攝影過程，這一時(shí)期航空攝影測(cè)量的主要標(biāo)志是模擬測(cè)圖儀的使用。計(jì)算機(jī)技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，為航空攝影測(cè)量的發(fā)展注入新的動(dòng)力，隨著，光學(xué)投影或機(jī)械投影被數(shù)字投影取代，模擬測(cè)圖儀被解析測(cè)圖儀取代，航空攝影測(cè)量進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。2000年ISPRS在阿姆斯特丹召開的第19屆學(xué)術(shù)大會(huì)期間，有近20個(gè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站參加了商業(yè)展覽，它們代表了數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量及其實(shí)用系統(tǒng)的發(fā)展水平，也成為國(guó)外航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理的主流軟硬件，是推動(dòng)航空攝影發(fā)展與應(yīng)用的重要組成部分。

航空攝影測(cè)量系統(tǒng)主要是沿著航空攝影測(cè)量系統(tǒng)的采集端和航空攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)這兩條線發(fā)展的。航空攝影測(cè)量系統(tǒng)采用的航空相機(jī)成像方式和承像介質(zhì)，在最初上百年的發(fā)展過程中，除了在相機(jī)的穩(wěn)定性能、相機(jī)姿態(tài)控制、相機(jī)的像幅標(biāo)準(zhǔn)、像移補(bǔ)償?shù)葞讉€(gè)方面進(jìn)行了一次又一次的技術(shù)革新外，在其他的方面沒有發(fā)生大的變化。但是，航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)發(fā)生了巨變的。伴隨著航空攝影測(cè)量后處理系統(tǒng)的變革，促使航空攝影測(cè)量出現(xiàn)了三個(gè)階段的變革。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn)，標(biāo)志著航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)后處理方式進(jìn)入到了一個(gè)新的階段。在可預(yù)見的將來，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站這一主流不會(huì)發(fā)生改變，數(shù)字處理工作站的工作方式和處理流程將在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間成為航空攝影測(cè)量的主要方式，其技術(shù)發(fā)展突破將停留在技術(shù)細(xì)節(jié)的突破上。

隨著遙感技術(shù)的進(jìn)步，特別是像分辨率為0.69m快鳥衛(wèi)星影像和分辨率為0.83m的IKONOS影像等高分辨率的商業(yè)衛(wèi)星影像的出現(xiàn)，對(duì)航空攝影提出了新的挑戰(zhàn)。通過各種高分辨率的衛(wèi)星影像，我們能夠方便快捷的制作各種數(shù)字正射影像產(chǎn)品，并可以進(jìn)行各種地圖產(chǎn)品的數(shù)據(jù)更新。高分辨率遙感影像具有不能進(jìn)行高程制圖的缺陷，但是，LI-DAR（Light Detection And Ranging）技術(shù)的出現(xiàn)很好的彌補(bǔ)了高分辨率遙感影像的這一缺陷。因?yàn)長(zhǎng)IDAR系統(tǒng)應(yīng)用多光束返回采集高程，數(shù)據(jù)密度可達(dá)到常規(guī)攝影測(cè)量的3倍，可提供理想的數(shù)字高程模型DEM。根據(jù)高分辨率的衛(wèi)星傳感器和LIDAR的技術(shù)特點(diǎn)，我們有理由認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)航空攝影的實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)，突破口在革新航空相機(jī)承像介質(zhì)和成像方式。即航空攝影測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展未來在航空攝影的采集端。而高分辨率的衛(wèi)星傳感器和LIDAR的結(jié)合并不會(huì)導(dǎo)致航空攝影測(cè)量的終結(jié)。[2]

在2000年ISPRS阿姆斯特丹大會(huì)上，數(shù)字航空相機(jī)開始出現(xiàn)，數(shù)字航空相機(jī)的出現(xiàn)是航空攝影中又一項(xiàng)具有標(biāo)志性的事件，2004年的伊斯坦布爾大會(huì)上數(shù)字相機(jī)成為一個(gè)焦點(diǎn)。數(shù)字航空相機(jī)的出現(xiàn)將可能在多個(gè)方面影響航空攝影的發(fā)展。數(shù)字航空攝影儀的應(yīng)用將消除傳統(tǒng)航空攝影效率低、實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)，并完全革新航空攝影流程。

數(shù)字航空攝影測(cè)量和基于并行運(yùn)算或網(wǎng)格計(jì)算的新一代后處理設(shè)備的研究，將成為航空攝影測(cè)量系統(tǒng)的下一個(gè)發(fā)展階段。就是航空攝影測(cè)量的飛行控制、影像采集將為向數(shù)字化發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)航空攝影測(cè)量。

三、我國(guó)航空攝影測(cè)量發(fā)展現(xiàn)狀

攝影測(cè)量引入我國(guó)以來，國(guó)內(nèi)在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量領(lǐng)域的理論研究也取得了一定的發(fā)展進(jìn)步。1978年，王之卓先生提出“全數(shù)字自動(dòng)化測(cè)圖系統(tǒng)概念”。正是在該思想的指導(dǎo)下，北京四維遠(yuǎn)見公司開發(fā)了JX4DPW，武漢適普公司開發(fā)了VirtuoZo，1998年，這兩套DPW都于通過了國(guó)家測(cè)繪局的鑒定。大部分的攝影測(cè)量數(shù)據(jù)后處理工作這兩套系統(tǒng)上集成。國(guó)內(nèi)外數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的涌現(xiàn)，不僅極大地促進(jìn)了攝影測(cè)量在各個(gè)方面的應(yīng)用，而且極大地促進(jìn)了攝影測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展。

但是，我們也必須要看到自己的不足，雖然我國(guó)在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站和其他航空攝影測(cè)量的理論研究的等方面取得了一定的進(jìn)展，這并不能掩蓋在航空攝影儀的落后。我國(guó)在機(jī)載POS系統(tǒng)，光學(xué)成像鏡頭、CCD制作工藝和水平等方面與國(guó)外還有很大的差距，還有較長(zhǎng)的路要走。由于沒有自己的數(shù)字航空攝影儀，這個(gè)航空攝影最前端的產(chǎn)品，攝影規(guī)范的制定、全自動(dòng)/半自動(dòng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站、數(shù)字航空攝影等數(shù)字航空攝影的各個(gè)方面的應(yīng)用都會(huì)受到極大限制。因此，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字航空攝影儀成為我國(guó)航空攝影測(cè)量發(fā)展的一個(gè)重要課題。經(jīng)過許多專家的長(zhǎng)久以來不懈的科學(xué)研究，2007年由中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院、北京四維遠(yuǎn)見公司、首都師范大學(xué)等幾家單位聯(lián)合研制的國(guó)產(chǎn)數(shù)字航空攝影儀SWDC-4通過了國(guó)家測(cè)繪局組織的產(chǎn)品鑒定會(huì)，終于結(jié)束了我國(guó)沒有國(guó)產(chǎn)數(shù)字航空攝影儀的現(xiàn)狀。[3]

隨著航空攝影測(cè)量技術(shù)的更新與進(jìn)步，生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間大大縮短，其成果的應(yīng)用也逐漸廣泛。航空攝影測(cè)量是獲取測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)的主要來源，政府和企業(yè)根據(jù)廣泛掌握攝影成果，能夠更好繁榮知道客觀、現(xiàn)勢(shì)的地理信息，再結(jié)合專業(yè)信息進(jìn)行分析研究，能夠更好的把經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生態(tài)建設(shè)、資源開發(fā)、土地管理、環(huán)境保護(hù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等有機(jī)結(jié)合起來，制定科學(xué)合理的發(fā)展策略。

充分利用高分辨率航空遙感數(shù)據(jù)，發(fā)揮遙感影像處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)，當(dāng)發(fā)生滑坡、地震、泥石流等緊急地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，航空攝影測(cè)量資料能夠?qū)崟r(shí)反映災(zāi)區(qū)狀況的數(shù)據(jù)，為政府及有關(guān)部門的搶災(zāi)救災(zāi)決策提供技術(shù)支持和決策依據(jù)。同時(shí)還可以針對(duì)土地利用、水資源、耕地與森林保護(hù)、道路交通等重要地理信息，實(shí)施定期監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析，以充分了解一個(gè)地區(qū)的地理環(huán)境狀態(tài)。

航空攝影測(cè)量不僅在災(zāi)害調(diào)查與分析、資源普查、現(xiàn)代城市管理等方面發(fā)揮著非常重要的作用，也使得以往只能通過經(jīng)驗(yàn)判斷和估計(jì)的工程及研究有了量化的可能性。

四、結(jié)語

經(jīng)過不斷的技術(shù)革新，航空攝影測(cè)量技術(shù)取得了很大的發(fā)展進(jìn)步。航空攝影測(cè)量的應(yīng)用也越來越廣泛，相信航空攝影測(cè)量技術(shù)將為人類帶來更多的便利。未來，航空攝影測(cè)量必將向更加智能化，更加快捷高效的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張祖勛，張劍清，張力.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，25（1）：23-27.

[2] 張祖勛.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量發(fā)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(fā)展成就與未來展望[J].航空攝影科技發(fā)展成就與未來展望.前沿科學(xué).2007，3（3）：10-14.