关于航天摄影介绍

航天摄影的运载工具主要有气象卫星、侦察卫星、地球资源卫星(陆地卫星)、航天飞机和宇宙飞船，以及测图卫星等。

（1）气象卫星采用电视摄像机和红外扫描仪获取云图。

（2）侦察卫星采用多种摄影系统获取地面的图像资料和有关数据。其影像比例尺一般较大，分解力高，图像质量好，信息内容丰富，时间性强。这种卫星除用以探测地面情报外，还可用于摄影测量、制图和其他领域。

（3）美国地球资源卫星采用反束光导管摄像机(RBV)和多谱段扫描仪(MSS)获取地面图像资料，并用图像数字转换技术将图像信息变为无线电信号，从卫星发回地面;地面接收站接收后，再将无线电信号转换为图像或直接记录在高密度数字磁带上。其图像的水系、山脉、植被和线状地物等清晰易辨，地貌类型区分也较明显，适用于大面积资源考察和绘制各类专题图。在陆地卫星 4号内除装有多谱段扫描仪外，还载有新的专题测图传感器（TM），具有更好的辐射准确度和更高的空间分解力。

（4）美国“阿波罗”宇宙飞船测月摄影系统由测图摄影机、星空摄影机（拍摄星空像片，用以定向）、全景扫描仪和测高仪组成。它是更完善的航天摄影测图系统，用于对月球表面的定位和测图。

（5）美国1973年发射的“天空实验室”(SKYLAB)采用的是画幅摄影机、多谱段摄影和多谱段扫描仪。这是用航天摄影方法对地球进行测图的一次重要尝试（图1）。测图卫星应按航天摄影测量的技术要求进行设计。其特点是像片比例尺适中；有航向和旁向摄影重叠；有适当的基线航高比和良好的空间交会图形；像片有较高的地面分解力等。

分类

航天摄影有很多分类方法，按感光材料的光谱效应可分为全色、彩色、多谱段、全色红外和彩色红外摄影；按摄影机主光轴的指向可分为竖直、倾斜和交向摄影等；按传感器成像结构可分为画幅、全景扫描、线扫描和阵列式扫描摄影。此外，按图像的记录形式还可分为摄影胶片、模拟磁带和高密度数字磁带摄影等。其中常用的是按传感器成像结构分类的方法。

画幅摄影是在飞行中使物方空间的光线同时透过物镜的全视场，按中心投影原理在摄影机整个焦面上瞬时成像。它的特点是已知摄影机内方位元素，构像质量好，几何关系简单，便于量测和处理。

全景扫描摄影属于动态扫描摄影，它是借助于旋转棱镜或物镜自转，或回转光学棒等方式实现地面景物的全景扫描。全景摄影机的焦面快门的缝隙方向与飞行方向平行，扫描方向与飞行方向垂直。在飞行中对地面景物扫描时，使物方光线通过物镜后，再经过焦面缝隙，在与棱镜扫描同步而方向相反的连续运动的感光胶片上成像。这种全景像片在飞行方向上是中心投影，在扫描方向上是柱面投影。全景扫描摄影机原理及成像几何结构如图2a、图2b。图2b中S为物镜投影中心；f为全景摄影机主距；α 为半扫描角；β为像点偏角；S－oξη为全景像片的像坐标系；S－oxy为等效画幅像片的像坐标系。全景扫描的优点是覆盖面积大，分解力高，地面信息丰富，适于侦察和判读；缺点是有全景畸变，测量精度较低。

线扫描摄影的信息获取系统如图3。这种仪器的特点是在同一时间内能用多个波段探测目标。仪器上设有扫描反射镜，其扫描方向与飞行方向垂直，入射光经由反射镜和光学系统送到探测器件，转换成为电信号。其信息经粗加工和彩色合成后成图。

阵列扫描摄影是由电荷耦合器件以极高密度排列在一起，按线阵列（或面阵列）在光学系统的焦面上成像(图4)。这种阵列式扫描仪亦称固体扫描仪。由于电荷耦合器件的图像转移极快，所以完成每行的扫描时间极短，实际的影像位移极小，不需要进行像移补偿。阵列式扫描仪没有运动的光机部件，也不用电子束，所以可靠性和精度较好。线阵列扫描传感器将在近期发射的法国斯波特(SPOT)卫星和美国测图卫星(MAPSAT)内使用。

参数

为了进行航天摄影设计和资料处理，需要掌握的主要参数有：卫星高度、卫星轨道根数（见卫星大地测量学），运行速度和姿态角，摄影机焦距和像幅，摄影曝光间隔，摄影时间和瞬时视场角等。这些参数用于设计覆盖范围，计算图像比例尺和图像重叠度（见航空摄影），以及进行图像处理和变形改正。

航天摄影测量

利用航天摄影图像和有关数据，经过图像处理、像片量测、地形测绘、地物判读、解析计算等，以确定地面（或其他行星）点坐标和测图的工作。航天摄影测量系统一般由测量摄影机、星空摄影机、石英钟和测高仪等联合组成，以实现对星空和对地面同步摄影。航天摄影测量所用的主要资料和数据，除航天摄影所提供的外，还有星、地像片及其像点坐标量测值，地面控制点大地坐标和有关地面测量资料等。（见彩图）

利用一部分可见光谱段和红外光谱段摄影，获得的影像与原地色彩完全不同，多用于侦察摄影和地物判读">