摘要：随着我国信息化科学技术的迅速发展，测绘学科也跟着不断进步与发展，航空摄影测量领域向着信息化发展，给我国城市规划、国土测量等各个方面带来了新的测量技术革命。本文主要研究GPS、机载激光扫描技术、机载侧视雷达技术、低空遥感系统以及定位定姿态系统五种先进技术在航空摄影领域的应用。
关键词：航空摄影；GPS；机载激光扫描；机载侧视雷达；低空遥感系统；定位定姿态系统
1、GPS在空中摄影中的应用
GPS测量技术在航空摄影测量中，一方面可以利用来开展航空摄影飞行的导航，另一方面可以利用来开展空三加密的应用。
对于航空摄影飞行的导航应用，GPS保证航空摄影的飞机在航拍的过程中按照航空摄影的设计路线飞行。只有按照计划开展航摄外业工作，航摄获取的航片才能满足航摄对应的行高、航摄比例尺基本要求，最终航片的旁向重叠度以及航向重叠度才能满足后续航摄数据处理的要求。
对于空三加密的应用，GPS首先可以提供地面的控制测量工作，例如地面控制点的GPS外业静态控制测量工作，获取足够数量的地面控制点坐标，从而满足摄影测量内业加密的要求。除此之外，航摄飞机上安装GPS，伴随着飞机的飞行，每个航摄照片获取的瞬间，对应一个具体GPS动态坐标，此坐标即可确定该航片航摄仪物镜中心的坐标，解决外方位元素中的三个线元素，此方法有助于大大减少在航片解算中地面控制点的个数。
2、机载激光扫描技术的应用
机载激光扫描技术，它是利用航摄飞机作为载体，将机载激光扫描仪安装挂载于飞机上，当飞机飞过某片区域，扫描仪即可获得飞机飞过区域下方地面的激光点云数据。
该技术方法与传统摄影测量利用航测相机通过航摄理论解算地面点坐标的理论方法相比较，它克服了相机对天气光线等客观条件的依赖。传统的航摄相机，只有光线充足的白天，才能获取优质的航片，开展航摄工作。而机载激光扫描技术，不仅白天，而且在黑暗的夜晚，也能开始测量工作。激光扫描仪，通过发射激光，激光点遇到地面或者房屋等障碍物，激光反射被接收，该方法获取的直接是点的坐标，避免了航测理论解算的原理，使用更加方便。
在大范围的数字测绘产品生产过程中，尤其是DEM、DSM、三维模型重建的获取，该方法具有极大的优势。挂载激光扫描仪的飞机飞过区域，获取一定密度的该区域的地面机载激光点云数据，通过后处理软件，可以对点云数据进行分类，其中地面点云数据即可自动构建成为该区域的DEM数据。在DEM数据的基础上，结合地面建筑物的点云数据、机载激光扫描仪同步的相片数据，即可获取DSM数据以及三维模型重建的效果。
3、机载侧视雷达技术的应用
机载侧视雷达技术，与机载激光扫描技术类似，同样使用飞机作为载体，但挂载的数据采集设备不同，原理也完全不一样。机载侧视雷达，用一个小天线沿飞行方向作直线运动，在运动每相隔一段距离发射一束微波信号，同时接受地面反射回的微波信号，记录信号的振幅和相位信息。在获取飞机的瞬间位置和时间的前提下，对获取的微波信号进行补偿，从而获取信号发射瞬间，信号发射中心的位置。在此基础上，对微波信号进行处理，获取地面点雷达视线方向上的距离，从而获取地形信息。
对于机载侧视雷达数据处理，基本流程包括：（1）主辅影像输入，（2）影像配准，（3）干涉成像，（4）基线估算，（5）去平地效应，（6）噪声滤除，（7）相位解缠，（8）高程计算。在数据处理的过程中，存在许多关键问题，例如复数影像的高精度自动配准、去相关所引起的相位噪声、相位解缠等，解决好这些问题，才能获得正确的解算结果。
该技术方法对应的应用领域不断扩展，目前应用比较活跃的应用领域主要包括以下几个方面：（1）地形测绘。具体包括影像自动提取DEM、地物特征的提取与识别。（2）城市目标显示和城市形态分析，显示城市地区的丰富信息，如街道和建筑物结构及走向在影像上的特征。（3）海洋表面状态，海洋洋流、锋面以及船只的监测。4）地表形变监测，检测出地表微小形变，例如地震、滑坡、城市地下水抽取引起的沉降问题等。
4、低空遥感系统的应用
低空遥感系统是一种机动性高、成本低、小型化的专用化遥感系统。它包括超轻型飞行航空摄影系统和无人机航空摄影系统。
近年来，无人机的机械结构稳定性加强、图像处理技术成熟、数据传输稳定、样式多样化，无人机及相关软件如雨后春笋般，我国无人机应用得到极大推广。无人机通过挂载非量测型相机进行航拍，获取航片，通过后处理的方法获取非量测相机的内方位元素，采用类似传统机载、星载航拍的航摄理论，对数据进行处理，能够很快得到所需区域的4D产品。相比于传统星载、机载航拍，无人机技术的使用更加灵活，能够随时对所需区域进行拍摄，另外，费用也相对低廉。
从技术角度来分，无人机包括无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机；从应用领域来分，包括军用和民用两大部分；从行业应用来分，包括国土测绘、地质勘察、电力巡线、环境监察、农业植保、应急救灾、森林防火、视频录制、快递行业等。
5、定位定姿系统的应用
定位定姿系统是高精度位置系统与高精度姿态测量系统的组合。该系统主要由惯性导航测量单元（IMU）、高动态的GPS测量设备、计算机系统三大部分组成。其中高精度位置系统，是利用高动态的GPS数据，与地面静态基站GPS数据作差分计算，并融合IMU的数据，最终计算获取高精度的位置坐标数据信息。一般在定位定姿系统的数据采集过程中，与它配套使用的的地面基站GPS，在该系统正常开始作业之前，地面基站GPS已经开始数据采集，在该系统正常结束作业之后，地面基站才能结束数据采集，即满足基站数据要在该系统开始之前开始，在该系统结束之后结束。高精度姿态测量系统，是利用IMU的三个陀螺仪和三个加速度计，最终获取高精度的姿态角度数据信息。
定位定姿系统，在获取位置坐标信息的同时，获得了姿态角度信息，为每张像片拍摄瞬间提供了外方位元素，推动了航空摄影测量领域的快速前进。
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