簡介
測圖相機(surveying camera)在空中平台上拍攝攝影測量和製圖所需照片的一種遙感相機。通常是自動化程度較高的使用中心快門的畫幅相機，有的還配有像移補償裝置。測圖相機的承片面上設定有精確檢定的框標，相機曝光時，這些框標與被攝景物同時被記錄在每張照片上，並以此來確定像坐標系:坐標原點O和游標軸O’X、O’Y。測圖相機交付使用前和使用過程中，都要對攝影測量參數(如內方位元素與畸變差)進行精確測定，並保證使用過坐標改正數δ和δ，就可以恢復對地物攝影瞬間所存在的外投影光束，以便進行測量和製圖作業。在不能使用地面控制點時，航天測圖相機攝影時刻的絕對姿態要靠與之配合使用的恆星相機的照片才能獲得。
美國太空梭對地攝影用的大幅面相機(LFC)是一種有代表性的測圖相機，中國與俄羅斯也有各自的航天測圖相機 。
CCD 框幅式面陣成像技術
航空數字成圖相機系統(digital mapping camera system , 簡稱DMC)基於面陣CCD 設計, 具有類似於框幅式膠片成像相同的幾何精度, 其數字圖像比膠片影像具有更好的成像品質, 圖像的地面解析度可達厘米級。其技術特點是在CCD 單元的二維焦平面上提供了幾百萬個高精度的框標, 每一個CCD 像元都可被認為是一個獨立的框標, 圖像數據在x 、y 方向具有經典的中心投影關係, 減少了像元幾何關係的複雜性, 提高了工作效率;DMC 可以將8 塊獨立的CCD 面陣集成到一起構成一個完整的成像系統, 解決了面陣CCD 對成像尺寸的限制;系統採用最新的IEEE-1394 匯流排接口和Came ra Link 接口技術。DMC 圖像數據為標準的、開放式的數據格式, 其數據產品能通用於流行的航空影像處理軟體 。
電子自動像元補償(FMC)技術
FMC 技術可使CCD 面陣感測器的電路能根據景物亮度設定曝光時間, 比機械方式的FMC 更適用於較高的速高比(v/h), 提高了DMC 在低空和高速狀態下的成像性能。DMC 相機的曝光時間與飛行速度無關, 其CCD像元的幾何關係與像元邊界條件也不受影響 。
慣性測量(IMU)與數字GPS 技術系統
DMC 系統中的慣性測量器(IMU)和全球定位系統(GPS)器件配置在相機內部, 可以在沒有地面控制站或減少地面控制情況下完成DMC 相機的姿態控制與各類測量記錄。IMU/DGPS 被稱為輔助航空攝影測量技術系統, 能實現直接獲取航攝儀曝光時刻外方位元素數據, 使航空攝影測量可大量減少或完全免除地面控制點, 甚至無需空中三角測量即可進行內業測圖作業, 從而大大縮短作業周期、提高生產效率、降低遙感測圖成本。陀螺自穩裝置(T-AS)用於補償和修正飛行中側滾、俯仰、偏航角度 。
DMC 的機載數字處理系統
DMC 系統提供了一個完整的數字圖像獲取與數據處理系統及其技術解決方案, 它包括相機, 線上存儲、飛行管理系統和後處理硬體、軟體, 是一個完整的航空攝影數據獲取系統;還包括所有的攝影測量工作流程, 如自動空中三角測量、平台與相機特徵參數採集、高程數據生成和正射處理數據生成等 。
攝影測量學科發展研究現狀
（1）輕小型低空遙感平台日趨成熟
輕小型低空遙感平台的發展歷史較短, 但由於具有機動靈活、經濟便捷等優勢, 在近年來受到攝影測量與遙感等領域的廣泛關注, 並得到了飛速發展。低空遙感平台能夠方便地實現低空數碼影像獲取, 可以滿足大比例尺測圖、高精度的城市三維建模以及各種工程套用的需要。
（2）高解析度衛星遙感影像在西部測圖中發揮重要作用
近年來又有多顆高解析度遙感衛星被成功發射, 如印度於2005 年發射的Cartosat-1 (又稱為IRSP5)衛星和2007 年發射的Cartosat-2 (又稱為IRSP7)衛星, 2006 年日本發射的ALOS 衛星和韓國發射的KOMPSAT-2 衛星, 其全色波段的地面解析度均達到1 ～ 2.5m , 而美國於2008 年9 月發射的GeoEye-1 衛星的地面解析度則高達0.41m。除影像解析度的不斷提高之外, 遙感衛星感測器的成像方式也向多樣化的方向發展, 單線陣推掃式成像方式逐漸發展到多線陣推掃成像, 立體模型的構建方式也隨之多樣化, 更加合理的基高比和多像交會方式可進一步提高立體成圖的精度。
（3）航空數位相機成為攝影測量數據獲取的重要手段
二十世紀末全世界用於攝影測量生產的膠片式航測相機超過2500 台, 而只有大約600 台仍在服役, 與此同時, 自2001 年以來已有300 台左右的大型航空數位相機被售出。可以預見, 隨著傳統膠片式航測相機的相繼停產, 航空數位相機有望取代傳統的膠片型航測相機成為大比例尺地理空間信息獲取的主要手段。
（4）新一代數字攝影測量處理平台進入實用化階段
隨著航空數位相機、機載雷射雷達等新型感測器的迅猛發展, 攝影測量系統的數據獲取能力有了空前的提高, 也給空間數據的處理與存儲管理技術帶來了新的挑戰。國內的攝影測量數據處理流程中, 還延續著傳統基於單機模式的數據處理方法, 無法滿足超大範圍攝影測量數據快速處理的需要。
為有效解決海量遙感數據處理技術的瓶頸問題, 武漢大學將計算機網路技術、並行處理技術、高性能計算技術與數字攝影測量技術相結合, 研究開發了新一代航空航天數字攝影測量數據處理平台——數字攝影測量格線(Digital Photogrammetric Grid , DPGrid) 。
（5）機載雷射雷達技術得到廣泛套用
機載雷射雷達(Airborne LiDAR) 集雷射掃瞄器、全球定位系統(GPS)和慣性導航系統(INS)三種技術於一體, 通過主動發射雷射, 接收目標對雷射光束的反射及散射回波來測量目標的方位、距離及目標表面特性, 能夠直接得到高精度的三維坐標信息。與傳統的航空攝影測量方法相比, 使用機載雷射雷達技術可部分地穿透樹林遮擋, 直接獲取地麵點的高精度三維坐標數據, 且具有外業成本低、內業處理簡單等優點, 成為攝影測量領域的熱點研究方向之一, 受到各國研究人員的廣泛關注。
（6）地面雷射雷達成功套用於三維建模
採用地面雷射雷達技術可以直接獲取待測地物高密度、高精度的三維坐標信息, 為幾何模型的快速建立提供理想的解決方案。經過發展, 地面雷射雷達的測量速度已有明顯的提高, 測距精度可以達到毫米級, 並能獲取一定的回波強度信息。在地面雷射雷達系統的硬體組成中, 除包括雷射掃瞄器之外, 通常都會裝配有小型數位相機,同時也可集成位置與姿態測量裝置。將雷射掃瞄器測量得到的點雲數據與數碼影像進行融合, 則能夠快速完成三維模型的紋理映射, 由於省去了近景攝影測量中複雜的影像匹配步驟, 可以顯著地提高工作效率。
（7）移動測圖系統的數據獲取與套用受到重視
移動測圖系統是指在移動載體平台上集成多種感測器, 通過定位、定姿和成像等感測器在移動狀態下自動採集各種定位定姿數據、影像數據和雷射掃描數據, 通過統一的地理參考和攝影測量解析處理, 實現無控制的空間地理信息採集與建庫。移動測圖系統主要指基於機動車輛的移動道路測量系統, 同時也包括不太常見的鐵路機車及人工攜帶型的移動測圖系統 。
遙感學科發展研究現狀
（1）高空間解析度的測圖衛星正極大地影響著傳統的測繪技術體系；
（2）小衛星編隊飛行或小衛星星座預示其強大的套用價值；
（3）智慧型感測器是感測器研製的發展方向 。
