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什么是航空摄影侦察 利用航空（天）飞行器携带摄像机从空中对地面拍摄像片，通过分析判断像片来获得敌情和地形情报，叫航空摄影侦察。它是军事侦察的一种重要手段。 航空摄影侦察被广泛应用，是因为它现势性好，信息量大，真实感强。它能获得详细、真实、新颖的敌情和地形资料。据统计，在第一次世界大战期间，有90％的情报来自空中侦察。因此，航空摄影侦察为各国军队广泛采用。 航空摄影居高临下，视野开阔，可以查明敌人的兵力部署、阵地编成、火力配系、战术导弹位置、预备队的集结地域，以及作战区域的详细地形等。为了战略目的， 还可查明敌人的战略导弹、核武器的配置位置，海、空军基地，以及工业基地。交通枢纽等重要目标。还能检查我军隐蔽伪装和对敌轰炸效果等。采用特种航空摄影 侦察，能揭露敌伪装较严密的目标。如在彩色多光谱像片上，可以看到水深100米 的海底地形和潜艇活动的痕迹。 空中领航 俗话说，大海航行靠舵手。那么，在辽阔的天空飞行，靠什么领航呢？ 飞行人员在飞行中需要不断地测定飞机相对于地球表面的位置，确定飞机航向、速度和高度，保证在预定时刻到达预定目的地，这就是空中领航。空中领航通常有以下几方法： 一是地标领航。飞机在飞行中，飞行人员用目视观察的方法，将航空图与地面对照，来确定飞机位置和飞行方向及航高。这种方法简单可靠，但易受天气和地标等条件的限制。 二是推测领航，也称罗盘领航。这种方法利用磁罗盘等航行仪表推测飞机位置、飞行航向。它较少受天气、昼夜和地标等条件的限制。这是一种基本的领航方法。 三是无线电领航。这种方法利用无线电领航设备进行定向、定位、测距，能在昼夜、复杂气象或缺少地标的地区使用，但易受地面导航设备的限制，并易受电子干扰或天电干扰。 四是雷达领航。这种方法利用机载雷达显示的地标影像判定飞机位置、测量偏流、地速，能观测较大范围内的主要地标，不受气象条件的限制。 五是天文领航。这是根据日、月、星辰测定飞机位置和航向的领航方法。这种方法不需要地面设备，但受气象条件的限制。 航空摄影测量的产生及中国航空摄影测量的开始 & nbsp1858年的一天，法国首都巴黎的上空飘荡着一个巨大的气球。气球距地面80米。摄影师汤纳森在气球上用照像机拍下了世界上第一张空中像片。之 后，气球摄影盛行。1860年10月13日，美国的博兰克在“空中皇后”号气球上，从365米的高空拍下了波士顿商业区一部及邻近的港口的像片。这像片刊 登在大西洋月刊1863年7月号上，其标题是：波士顿，如同老鹰和野雁在天上的眼光来看，与一般市民站在屋顶和烟囱上看同一地方的景观非常不同。这是保存 下来的最早的空中像片。1903年莱特兄弟发明了飞机，但是当时并没有用来航空摄影，直到1909年，一位电影摄影师跟随莱特飞行，拍下了第一部以飞机为 平台的电影。这一年4月23日，莱特兄弟在意大利训练海军军官时，在机翼上安放照像机，拍下了世界第一张真正意义上的航空像片。第一次世界大战期间，为了 军事侦察，飞机上的摄影才受到重视，并获得了迅速发展，于是诞生了航空摄影测量。 中国的航空摄影测量始于1931年。这年8月，在购置航 摄飞机、航摄设备及培训人员的基础上，南京国民党政府参谋本部陆地测量总局正式建立航摄队。在以后的几年里，这个队主要测制了局部地区1：1万和1：2． 5万比例尺的军事要塞图，以及湘黔、成渝一带l：５万比例尺的地形图。 近景摄影测量 在轧钢 生产流水线上，为了提高生产效率和产品质量，安装量测摄影机，实时地量测被加工物体的大小和形状，引导设备对钢坯进行加工和处理。像这样在近距离（一般指 100米以内）拍摄目标图像，经过加工处理，确定其大小、形状和几何位置的技术，称为近景摄影测量。近景摄影测量包括近景摄影和图像处理两个过程。近景摄 影一般使用量测摄影机，它是框标、内方位元素已知并且物镜畸变小的专用仪器，有的还备有外部定向、同步摄影、连续摄影等设备。也可以使用非量测摄影机，如 电影摄影机、高速摄影机、全息摄影机、显微摄影机、数字摄影机、X光摄影机等。图像处理同通常的摄影测量类似，分为模拟法和解析法，可以获得平面图、立体 图、断面图、透视图、等值线图以及包括物点坐标在内的多种物理参数。 近景摄影测量在经济建设、国防建设和科学研究中有广泛的用途，特别适用于重要工程的变形和自动生产线的监测，弹体运动轨迹、炮口冲击波等不可接触物体的量测等。 数字影像 数字影像是以二维数组形式表示的影像。该数组由对连续变化的影像作等间隔抽样所产生的采样点组成。采样点一般是一个正方形（边长有12．5微米、25微 米、50微米…… ）或圆形的影像子块，这些采样点称为像元（或像素）。像素以其中心坐标和灰度值来表示。数值的最大和最小值区间代表其灰度的动态范围。 相邻像素中心的距离为采样间隔，通常采样间隔相等，采样间隔的大小取决于影像的地面分辨率的要求。数字影像对遥感信息的传输、 处理和存储带来很大方便， 扩展了遥感图像的应用范围。 实时摄影测量 实时摄影测量是指在极短的时间内，完成从数字图像 获取到取得所摄物体形状和位置信息全过程的测量技术。从摄影到目标位置获取，传统摄影测量是分步完成的，而实时摄影测量是一步完成的，其处理时间不大于 1／30秒。实时摄影测量技术最突出的优点是能迅速获取现场信息和识别物体。实时摄影测量系统还处于研究阶段，发展前景广阔，应用领域广泛。它可以用作智 能机器人的视觉系统，可以用在生产流水线上检验产品质量，可以用在战场上捕捉运动目标等。 平面像片上为什么能够摄取物体的三维（立体）图像 航空或航天遥感时，使用微波全息雷达、合成干涉仪雷达或相干激光雷达等，能够获得高分辨率的三维（立体）图像。三维图像即常说的全息图像。我们知道，普通 的照片是二维的，它所记录的只是光波的强度分布图像即振幅信息，而不包括相位信息。既记录振幅又记录相位的摄影称为“全息”摄影，那么在平面像片上是怎样 反映全息图像的呢？这里的关键是引入了一束相干的参考光。摄影时，借助参考光确定两束光波的相位差，把来自物体本身的光波记录下来，也把反射的人工施加的 参考光记录下来。于是在参考光的“衬托”下获得三维图像。在一般照明条件下从全息图上看不到物体的影像，用一定方向的激光束投射到全息图上，才能显现物体 的影像（实像或虚像）。 全息图像是60年代后由于激光的发明而出现的。全息摄影一般分为两步：一是全息记录，即用激光照射被摄物体，使物 体的反射光（或透射光）与另一束相干参考光发生干涉，用胶片或其它感光材料记录下两束光的干涉图，经光学处理即形成全息图。全息图记录了物体波前的全部信 息——振幅和相位。二是波前重现，即以原来的参考光照明全息图，由于衍射作用，可观察到一幅与原来物体的三维结构完全一样的影像。总之，参考光在全息图像 摄取和显现方面起到了主导作用。全息图像可用于遥感测量中的立体观察、图像识别、信息存储等。 解析空中三角测量 空中三角测量是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法。其主要目的是为缺少野外控制点的地 区测图提供绝对定向的控制点。空中三角测量一般分为两种：模拟空中三角测量即光学机械法空中三角测量；解析空中三角测量即俗称的电算加密。模拟空中三角测 量是在全能型立体测量仪器（如多倍仪）上进行的空中三角测量。它是在仪器上恢复与摄影时相似或相应的航线立体模型，根据测图需要选定加密点，并测定其高程 和平面位置。 解析空中三角测量是指用计算的方法，根据遥感像片上量测的像点坐标和少量地面控制点，采用较严密的数学公式，按最小二乘法原 理，用数字电子计算机解算待定点的平面坐标和高程。２０世纪40年代，随着电子计算机的发明和应用，解析空中三角测量首先在英国的军事测量局投入应用。 ２０世纪60年代以来，由于电子计算机技术和计算数学的发展，解析空中三角测量取得了长足的进步，形成了一套比较完善的测算方法。由于精度高,效果好，解 析空中三角测量被认为是测地定位的一种精密方法。解析空中三角测量目前常用的方法是区域网平差。区域网平差是指在由多条航线连接成的区域内进行控制点加 密，并对加密点的平面坐标和高程进行的整体平差。按照构网的方法和平差单元的划分，区域网平差的基本方法有：航线法、独立模型法和光束法。 数字摄影测量 在 当今信息时代，数字化已成为渗透到诸多领域的高技术的标志性技术。摄影测量领域当然也不例外。数字摄影测量是以数字影像为基础，通过计算机分析和处理，获 取数字图形和数字影像信息的摄影测量技术。具体地说，它是以立体数字影像为基础，由计算机进行影像处理和影像匹配，自动识别相应像点及坐标，运用解析摄影 测量的方法确定所摄物体的三维坐标，并输出数字高程模型和正射数字影像，或图解线划等高线图和带等高线的正射影像图等。 影像匹配又称影像 相关。影像相关是实现立体观察和量测自动化、测图自动化的关键技术。影像匹配是自动化立体观测时，确定构成立体像对的左右像片上影像相似程度的算法。它以 相关函数和相关系数来度量左右片上两个像点（一般为0.3平方毫米）是否为相应像点。当相关函数和相关系数为最大值时即为相应像点；反之，就不是。影像相 关的类型主要有三种：电子相关、光学相关和数字相关。电子相关和光学相关是直接利用像片进行影像处理，数字相关是利用数字影像进行影像处理。 DTM（数字地面模型） & nbspDTM（Digital Terrain Models）即数字地面模型，它是地形起伏的数字表达，它由对地形 表面取样所得到的一组点的x、y、Z坐标数据和一套对地面提供连续的描述的算法组成。简单地说，数字地面模型是按一定结构组织在一起的数据组，它代表着地 形特征的空间分布。DTM是建立地形数据库的基本数据，可以用来制作等高线图、坡度图、专题图等多种图解产品。  DTM的 测制过程大体是：首先，按一定的测量方法（野外直接测量、室内立体摄影测量等），在测区内测量一定数量的离散点的平面位置和高程，这些点称为控制点（数据 点或参考点）。接着，以控制点为网络框架，在其中内插大量的高程点，当然内播是由计算机根据一定的计算公式并依照某种规则图形（如方格网）求解的。控制点 和内插点的平面位置和高程数据的总和，即该测区的数字地面模型。它以数字的形式表示了该测区地貌形态的平面位置，即点的X、Y坐标表示平面位置，Z坐标表 示地面的特征。 数字地面模型的数据来源主要有两个方面：一是直接取自地形表面，二是间接取自地形表面的模拟模型。根据数据获取的方法不 同，数据来源可分为以下四种：（1）由现有地形图上采取。最简单的方法是在数字化台上手工跟踪等高线。现在常用的方法是使用扫描装置采取。（2）从摄影测 量立体模型上采取。大多数立体测图仪、解析测图仪的数字化系统都能从遥感像片上采取数据。自动化的摄影测量系统则采用自动影像相关器，沿着扫描断面产生高 密度的高程点。（3）野外实地测量。即在实地直接测量地面点的平面位置和高程。一般使用电子速测仪进行观测。（4）由遥感系统直接测得。如航空和航天飞行 器搭载雷达和激光测高仪获得的数据。 如何恢复或确定航摄像片与地面之间的几何关系 航空摄影 瞬间，由于飞行姿态不同，每张像片与地面之间的几何关系也是不同的。利用航空像片测制一定比例尺的地图，首先要恢复这种几何关系。对于单张像片来说，像点 的空间位置和它相应的地面点的关系可以用一些特定的参数建立起来，确定这些参数就能恢复相互的几何关系，这些参数称为像片的方位元素。其中，确定摄影物镜 （后节点）与像片关系位置的参数称为内方位元素，恢复内方位元素的目的在于恢复摄影光束；确定摄影中心与地面相互关系的参数称为外方位元素，外方位元素有 六个：其中三个是摄影中心在地面辅助坐标系中的坐标，是直线元素；另外三个是航摄像片（或摄像光束）在地面辅助坐标系中的姿态，是角元素。确定外方位元素 的目的在于恢复摄影像片与地面的几何关系。当这些元素都恢复后，航摄像片与地面之间的固定的几何关系也就恢复了。 对于由多张像片构成的立 体模型来说，恢复或确定其与地面的几何关系，一般分为两步：相对定向和绝对定向。相对定向是在仪器上恢复摄影瞬间构成像对的像片间的相对位置关系，即恢复 两个摄影光束的相对位置，使同名投影光线成对相交。相对定向后，就能够观察到立体了。两张像片构成的单独像对，只要转动左右两个光束，就能完成相对定向； 连续立体模型的相对走向则要保持左光束不动，依次旋转右光束即可。相对定向后，就建立了自由比例尺的、方位任意的立体模型。但是，我们建立立体模型的目的 是为了测绘与实地相似的地图，这就要求把模型按着确定的比例尺和实际方位放置到大地坐标系当中，这个过程就是绝对定向。经过相对定向和绝对定向后，就可以 在立体模型上测绘等高线了。
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