关于航空摄影介绍

[拼音]：hangkong sheying

[外文]：aerial photography

在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影机（简称航摄机）摄取地面景物像片的技术。

航空摄影始于19世纪50年代，当时从气球上用摄影机拍摄的城市照片，虽只有观赏价值，却开创了从空中观察地球的历史。1909年美国的莱特(W.Wright)第一次从飞机上对地面拍摄像片。此后，随着飞机和飞行技术，以及摄影机和感光材料等的飞速发展，航空摄影像片(简称航摄像片)的质量有了很大提高，用途日益广泛。它不仅大量用于地图测绘方面，而且在国民经济建设、军事和科学研究等许多领域中得到广泛应用。

方式

进行航空摄影要根据航摄像片的使用目的制定完善的航摄飞行计划，确定适当的航高、航向、航速、像片的重叠度，决定航空摄影方式和种类，选择航摄机和感光软片，以及最佳的摄影时间等。通常，按航摄机光轴同铅垂线方向的关系分为竖直航空摄影（光轴和铅垂线同向，偏离值一般不允许超过3°）和倾斜航空摄影。前者取得的像片近似为水平像片，多用于航空摄影测量或经济建设等方面；后者取得的像片的比例尺全片不一致，随着光轴偏离铅垂线方向愈远其比例尺愈小，多用于军事侦察。按照像片的覆盖面积，航空摄影又可分为单片航空摄影、航线航空摄影和区域航空摄影。单片航空摄影，即没有重叠部分的摄影，所摄的相邻像片之间没有共同的地面影像。航线航空摄影是在航线方向上相邻像片间具有一定重叠的摄影。区域航空摄影是在被拍摄区域内敷设多条航线，不仅同一航线的相邻像片之间，而且相邻航线的相邻像片之间都具有一定重叠的摄影。同一航线上像片之间的重叠叫做航向重叠；相邻航线间像片之间的重叠叫做旁向重叠。

为了航空遥感或其他特殊用途，航空摄影又发展了全景摄影（见航天摄影）、多谱段摄影等不同摄影方式。多谱段航空摄影是使用一种多镜头摄影机，镜头前插入不同的滤色镜，在同一瞬间对同一景物摄影，得到不同光谱段的影像。除此以外，还有侧视雷达成像系统。它是由微波收发机、天线和记录显示等组成。天线安装在飞机的两侧，由发射机发出同地面成一定倾角的微波脉冲，经地面反射后，由接收机接收，在显示器上显示出不同亮度的图像。侧视雷达成像系统具有全天候、全天时的摄影性能。

设备

主要是专用于航空摄影的飞机和航空摄影机。航空摄影飞机要求视野广阔，有适合仪器 *** 作的机舱空间，续航时间长，航速适中，稳定性良好。航摄机是构成地面景物光学摄像的设备。它的镜头具有很高的物镜分解力和很小的畸变，有较大的相对孔径档，有较短的曝光时间和曝光间隔。像机的内方位元素保持稳定，曝光时软片压平良好，并具有较大的软片存储量。为了适应不同需要，同一型号的航摄机往往配备几个不同焦距、不同视角、甚至不同像幅的镜头。它有控制系统，可以按一定的时间间隔进行连续摄影。有的航摄机还附有用来测定曝光瞬间摄影站离地面高度的测高仪，测定各摄影站之间航高差的空中测微高差仪，以及使航摄机光轴保持铅垂方向和记录其光轴偏离垂线角度的陀螺仪等。航摄机按照视角的大小又可分为常角、宽角和特宽角等几种，其相应的像场角约为60°、90°和120°。

摄影处理的设备有自动冲洗机、晾干机和印像机等。

感光材料及其处理

感光材料包括黑白片、彩色片和假彩色片。黑白片又包括全色片（图1）和全色红外片。所有软片都要求有感光度高、分解力高、灰雾度低、伸缩率小以及色调饱和等特性。由于对像片质量的要求较高，软片宽而长，因此软片的处理必须有专门的冲洗设备、高质量的化学药剂和特殊配方、以及高纯度的水和适当的药液温度等。

质量评定

航空摄影质量评定包括影像质量评定和飞行质量评定两个方面。

影像质量首先体现在影像的清晰度上。以摄影系统摄得两个相邻物体的影像，一个极亮、一个极暗，用测微密度计在垂直于影像边界的X方向，每隔一定距离测定其密度D，如果影像十分清晰，则以D和X为纵横坐标所表示的密度变化应构成如图2中的折线ACEB。但实际上，由于光学系统、感光材料以及冲洗技术等条件的影响，却成为曲线AB，两个影像的界线就不明显。曲线AB的平均坡度越陡，影像就越清晰，因此可用平均坡度来衡量影像的清晰度。其次，影像质量还体现在影像的分解力上。分解力是指影像内每一单位长度 （1毫米）内可以分清黑白线条对数目多少的能力。能分清的线对数越多，分解力越高。影像的分解力 (R)同光学系统的物镜分解力(RO)和感光材料乳剂的分解力(RE)有关，经验公式为：

。

评定影像质量的另一种方法是用调制传递函数(MTF)表示，即：

，

其中影像的调制度为：

，

测试板的调制度为：

，

式中Imax、Imin分别为分解力测试板白、黑线条的亮度；I′max、I′min分别为白、黑线条经摄影系统构像后的影像亮度；v 为测试板上线条的空间频率。不同的空间频率有不同的调制度，因此测试许多空间频率的调制度，就可以描绘出调制传递函数曲线。同一空间频率，调制传递函数愈高，影像质量愈好。此外，还可通过函数曲线得知同一光学系统对各个空间频率的调制函数值，比较不同光学系统对每一空间频率的摄影质量。图3中的A、B分别为两个光学系统的 MTF曲线。从图中可知摄取空间频率v高于100线对/毫米的物体时，光学系统B摄得的影像质量比光学系统A摄得的高；摄取空间频率低于该值的物体时则相反。

由于航空摄影受许多条件影响，而且像片上影像复杂，特别是测定MTF需要特殊的仪器，因此上述方法虽能较客观的反映影像质量，但直接用于评定航摄像片仍有困难，目前仅用于测定摄影系统和感光材料性能。实际工作中常以量测像片中影像的最大密度值、最小密度值和灰雾度的大小等几个指标来评定影像的质量。

飞行质量评定包括对像片比例尺、航向重叠度和旁向重叠度、像片倾斜角、航线弯曲度、旋偏角、图廓线外的像片保证等方面的评定。这些项目的评定方法在有关规范中均有规定。此外，飞行质量评定还要求像片压平程度良好，附属仪器记录资料完整准确。（见彩图）