[科普中國]-航攝像片

簡介

航攝像片是約在20km以下，運(yùn)用飛機(jī)或氣球上的航空攝影機(jī)，對(duì)地面進(jìn)行光學(xué)攝影所獲得的像片。它是用感光片直接記錄地物反射的電磁波信息，經(jīng)過暗室處理得到的。航空像片是進(jìn)行環(huán)境研究以及其他資源研究的重要資料。航空像片包括黑白航空像片、彩色航空像片或彩色紅外航空像片，都是以不同的色調(diào)或色彩以及由它們組合成的形態(tài)特征來反映地物反射的電磁波信息2。

航攝像片與地形圖的差別航攝像片是地面的中心投影，地形圖則是地面在水平面上的垂直投影。所謂中心投影就是空間任一點(diǎn)（物點(diǎn)）與固定點(diǎn)（投影中心）聯(lián)成一直線，被一平面（投影面）所截，則此直線與投影面的交點(diǎn)（像點(diǎn)）叫做該空間點(diǎn)的中心投影。

航攝像片特征及技術(shù)要求航攝像片的幅面大小，稱作像幅。根據(jù)所采用的航空攝影相機(jī)的不同，可獲得不同像幅的航空像片，如18cm×18cm、23cm×23cm和30cm×30cm的像幅。為了便于使用，在航空像片的邊緣部分，通常曬印有各種攝影參數(shù)和注記符號(hào)。航空像片是屬于中心投影攝影成像的。由于像片上有傾斜誤差和投影誤差的存在，所以像片上各部位的比例尺是不一致的。通常所說的像片比例尺，系指平均比例尺而言。在攝影機(jī)焦距固定的情況下，航空像片的比例尺主要取決于航高，相對(duì)航高愈大，航空像片的比例尺就愈小3。

航空像片的攝影技術(shù)要求有：像片的傾斜角應(yīng)小于3°，對(duì)預(yù)定航高的偏差不應(yīng)大于5%，在一條航線上最大最小航高之差不應(yīng)超過50m;航向重疊應(yīng)為60%～53%，旁向重疊應(yīng)達(dá)到30%～18%，不得少于15%，航線的飛行直度和底片的壓平度，均有具體要求。航空像片的質(zhì)量評(píng)定，要求影像清晰，灰度適中，反差正常，曝光時(shí)間和顯影時(shí)間要準(zhǔn)確，像片中央和邊緣的色調(diào)要均勻，濾色片的選擇要合適，云影、陰影、損傷擦痕等不致影響觀察和使用3。

航攝像片重疊度航攝像片重疊度簡稱“像片重疊度”。相鄰航攝像片上具有同一地區(qū)影像部分的大小。相鄰像片之間有一定重疊，可保持航攝像片的連續(xù)性，滿足立體觀察、測量和制圖的需要。同一航線上兩相鄰像片間的重疊稱“航向重疊”，標(biāo)準(zhǔn)值為60%，最小不小于53%;相鄰航線之間的相鄰像片重疊叫“旁向重疊”，標(biāo)準(zhǔn)值為30%，最小不小于15%；同一地物影像在相鄰三張像片上都出現(xiàn)的部分稱為“三度重疊”。像片重疊度過大，像片消耗較大，也會(huì)增加航攝工作量；重疊度過小，可能會(huì)因過分利用像片邊緣作業(yè)而降低解譯和成圖精度4。

航攝像片使用面積航攝像片的使用面積，即像片中投影差，傾斜誤差都很小的中央部分。由于航空像片為中心投影，普遍存在有投影差和傾斜誤差，而且像片中越近邊緣部分其誤差越大。因此，在工作中往往只選擇像片中投影差和傾斜誤差比較小的中央部分做工作。航空像片的使用面積一般是由與其周圍相鄰像片的旁向重疊與航線重疊的中線(或距中線不超過1厘米的線)所圍成的中央部分5。

航攝像片判讀航攝像片判讀亦稱“航空像片解譯”。根據(jù)地物的光譜特性、幾何形狀和成像規(guī)律，判釋出與像片影像相應(yīng)的地質(zhì)體、地物類別特征和某些要素的工作。是航空地質(zhì)學(xué)的主要研究方法之一。將影像與地物的光譜特征以及典型樣片對(duì)照，配合地面調(diào)查結(jié)果建立各種地質(zhì)體或地物的影像解譯標(biāo)志，利用肉眼立體觀察或使用專門判讀儀進(jìn)行判讀。判讀結(jié)果在像片上解譯和繪出各種地質(zhì)界線、地質(zhì)構(gòu)造，區(qū)分出不同的地層和巖性，最終編制出各種專業(yè)地質(zhì)圖件。在較大比例尺的航攝像片上，可判釋出相應(yīng)地區(qū)的地震震害、地震形變帶、火山以及新沉積物變形等6。

航空像片的判讀效果，一方面決定于航空像片的質(zhì)量，另一方面也決定于判讀人員的專業(yè)水平和判讀經(jīng)驗(yàn)。一般來說，專業(yè)知識(shí)豐富，判讀經(jīng)驗(yàn)多，判讀效果就會(huì)好。進(jìn)行判讀時(shí)，首先是根據(jù)判讀標(biāo)志觀察像片上地物的影像特征，然后判斷地物的性質(zhì)。

根據(jù)判讀對(duì)象的不同情況，判讀時(shí)可采用以下方法：

直接判定法：對(duì)于像片上影像特征比較明顯的地物，通過直接觀察即可判定地物的性質(zhì)；

對(duì)比分析法：這種方法是將像片上待判的影像，與已有的標(biāo)準(zhǔn)航空像片進(jìn)行比較，以判定該地物的性質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)航空像片是預(yù)先選定的典型樣片，像片上地物的性質(zhì)是已知的；

邏輯推理法：利用各種現(xiàn)象間的關(guān)系，按照邏輯推理進(jìn)行判讀。如像片上有一條道路垂直通過河流的對(duì)岸，則河上應(yīng)有橋，若河面上無橋，則說明此處水較淺，流速較小，易于徒涉。利用判讀標(biāo)志直接從像片上判定地物，大部分是地面的可見物體。對(duì)地理工作者來說，不僅要了解地面?zhèn)€體地物特征，而且更需要了解地區(qū)的綜合特點(diǎn)，以及它們的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，邏輯推理方法在專業(yè)判讀時(shí)應(yīng)用的比較廣泛。因此，應(yīng)該注意運(yùn)用地理專業(yè)知識(shí)，細(xì)致觀察各種地物的相互關(guān)系，用綜合的觀點(diǎn)分析個(gè)體的特征，同時(shí)將個(gè)體特征進(jìn)行綜合分析7。

航攝像片判讀舉例：如河流在像片上顯示為不同寬度的帶狀，河流的影像色調(diào)由白到黑，極不一致。色調(diào)的深淺是由河流的深淺、河水的混濁程度以及攝影時(shí)的光照條件決定的。一般來說，在全色片上河流的水深則影像的色調(diào)深，反之則淺?；鞚岬暮铀疄榫鶆虻幕疑?，河底的沙灘突出水面則出現(xiàn)白色。如果攝影時(shí)水面反射光線恰好射入鏡頭，則整段河流呈現(xiàn)白色。居民區(qū)按其特征可分為鄉(xiāng)村、集鎮(zhèn)和城市三大類。鄉(xiāng)村的房屋建筑比較分散，同時(shí)和農(nóng)田聯(lián)系起來，集鎮(zhèn)的房屋建筑比較集中，街道比較整齊，一般來說都分布在公路、鐵路沿線，常常也是公路或鐵路的車站所在地。城市的特點(diǎn)是居住區(qū)和街道比較整齊，常有林蔭大道、公園、廣場、大型建筑物等。在城市的周圍則有工廠等建筑物7。

航攝像片立體觀察航攝像片立體觀察是用連續(xù)拍攝的航空像片觀察立體模型的方法。人眼用單眼觀察物體只能得到形狀、大小二維空間視覺，而不能分辨遠(yuǎn)近。只有雙眼觀察才能獲得三維空間立體感。這是因?yàn)殡p眼觀察同一物體時(shí)，物體光線通過眼球前方之晶狀體在視網(wǎng)膜上構(gòu)成實(shí)像。兩眼的視線與該物點(diǎn)交會(huì)成一交向角，此角度隨物體離眼球之距離增大而減小。兩物體有遠(yuǎn)近，則交向角有大小。反映在兩眼視網(wǎng)膜上構(gòu)像位置不同，就有生理視差，生理視差是雙眼能夠分辨物體遠(yuǎn)近的根本原因。航空攝影時(shí)，像對(duì)為兩攝影站對(duì)同一地物攝影而得出兩張具有視差的像片，這與雙眼觀察該物體時(shí)情況相似，如果將雙眼代替攝影機(jī)鏡頭，并設(shè)法使左右兩眼分別觀看左右像片，使各像點(diǎn)視線構(gòu)成的光束與攝影時(shí)光束相應(yīng)，方位一致，便可得到地物的立體感覺8。

航攝像片應(yīng)用資源調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測所用的大多是航空攝影像片，是根據(jù)航空攝影的底片曬印成的紙質(zhì)像片。20世紀(jì)初出現(xiàn)航空攝影后，航空像片首先被用于軍事偵察目的，隨后開始用于測制地形圖。航空像片的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。航空攝影相機(jī)不斷得到改進(jìn)，航空像片質(zhì)量有很大提高。

航空像片是通過影像的大小、形狀和色調(diào)反映地表形態(tài)和地物信息的。航空像片的影像客觀而詳實(shí)地反映地面上的地理要素。所以在農(nóng)林牧漁業(yè)、地理、地質(zhì)、海洋、水文、氣象、環(huán)境科學(xué)、資源調(diào)查、國土整治、考古、旅游和軍事等方面均被廣泛應(yīng)用。航空像片除被直接用于信息判讀分析外，還用于制作像片鑲嵌圖、像片略圖、像片平面圖和航空影像地圖等產(chǎn)品3。