航空遙感

1858年，法國人在氣球上獲得第一幅巴黎街區的相片，後來氣球讓位於飛機，攝影鏡頭和膠片的改進也很快，1935年，開始有彩色攝影，1943年設計了紅外彩色膠片，由於航空相片的比例尺較大，分辨率高，可以進行立體量測，即使在太空遙感高度發達的國家，航空遙感仍然是不可缺少的組成部分，航空遙感應用於大比例尺系列製圖、地理信息系統建庫和太空遙感的模擬試驗和儀器檢測，應用於城鄉土地資源、森林、草場資源和區域礦產資源的預測和詳查，應用於工程規劃設計等.這些都已納入作業規程，形成生產行業。一般航空遙感與單一的地面作業相比，可節約經費、加快速度、減輕勞動強度、克服自然環境的障礙.中國於20世紀30年代引進航空攝影，50年代開始應用於林業、水利、地質部門，60年代建立了航空相片綜合利用研究室，70年代完成了覆蓋全國的航空攝影測量與製圖，積累了多年重複攝影的資料，為研究河道、海岸、湖泊、城市環境變遷提供了重要的資料。 ^[2] 

航空遙感依飛行器的工作高度和應用目的，分高空（10000米-20000米）、中空（5000米-10000米）和低空(<5000米)三種類型遙感作業。

航空遙感平台一般是指高度在80 km以下的遙感平台，主要包括飛機和氣球兩種。航空平台的飛行高度較低，機動靈活，而且不受地面條件限制，調查週期短，資料回收方便，因此其應用十分廣泛。

(一)氣球

早在1858年，法國人就開始用氣球進行航空攝影。它是一種廉價的、操作簡單的航空平台，氣球上可攜帶照相機、攝像機、紅外輻射計等簡單傳感器。按其在空中的飛行高度，可分為低空氣球和高空氣球兩類。凡是發送到對流層中的氣球都叫做低空氣球，其中大多數可人工控制在空中固定位置上進行遙感，用繩子系在地面上的氣球叫做繫留氣球，最高可升至地面上空5km處；凡是發送到平流層中的氣球均稱為高空氣球，它們大多是自由漂移的，可升至12～40km高空。

(二)飛機

飛機是航空遙感中最常用的、也是用得最早、最廣泛的一種遙感平台。航空攝影測量和早期軍事偵察都是採用飛機作為工作平台的。飛機平台在高度、速度上可以控制，也可以根據需要在特定的地區、時間飛行，它可以攜帶多種傳感器，信息回收方便，而且儀器可以及時得到維修。按飛行高度可分為低空飛機、中空飛機、高空飛機三種。飛行高度的界限劃分有不同的方式，其中一種劃分方式是：低空飛機飛行高度在地面上空2 km以下，直升機最低可飛行距地面上空10 m左右，遙感試驗時飛機通常在1～1.5 km高度。中空飛機飛行高度為2～6 km，通常遙感試驗時其飛行高度在3 km以上。高空飛機飛行高度為12～30 km，有人駕駛機一般飛行在12 km高度左右，無人駕駛機可飛到20～30 km高度。

為了獲得航空遙感的基礎資料，首先要進行航空攝影。通常需進行以下工作：

一是攝影前的準備工作。當航空攝影區域較大和區域內地形起伏明顯時，應在舊的地圖上將區域劃分為若干分區。然後編輯航空攝影設計書，包括確定航空攝影的比例尺，航空攝影機的選擇，攝影航高的確定，航向和旁向重疊的計算，攝影基線和航線間距的確定等工作。同時計算曝光間隔和曝光時間，編輯航空攝影領航圖。

二是空中攝影的實施。航空攝影必須按航空攝影設計書進行。攝影時還應考慮風向和風力，依據攝影時的風速和飛機速度，進行偏流角的修正，使攝影方向與設計時一致。通常要求採用的定向裝置按航空攝影設計航線進行，保持攝影航線相互平行。攝影時間一般在上午9時至下午4時，攝影完畢後，應即時進行攝影處理。根據用途的不同，航空攝影可選用不同的方式，以得到功能不同的航空像片。

通過物鏡中心並與主平面(或焦平面)垂直的直線稱為主光軸。每一台攝影機的物鏡都有一主光軸。航空攝影機的感光片是放在與主光軸垂直且與物鏡距離很接近焦距的平面(主平面)上。主光軸與感光片的交點稱為傳主點，主光軸與鉛垂線的夾角a稱為航攝傾角或像片傾角。由於主光軸垂直於像片面，鉛垂線垂直於水平面，因而像片面與水平面的夾角等於航攝傾角(或像片傾角)a。按照主光軸與鉛垂線的關係，也就是按照航攝傾角，可將航空攝影分為：

1．垂直航空攝影

即航攝傾角a≤3°的航空攝影，這種攝影得到的是近似水平的航空像片。垂直攝影得到的航空像片是編制及製作地形圖、地質圖和其他專題圖的主要資料。對於地面平坦的垂直攝影的影像，與地物頂部形狀基本相似。各部分的比例尺大體相同。根據水平航空像片可以判斷各目標間的相互關係、位置和量測距離。垂直航空攝影是航空遙感圖像的主要獲取方法。

2．傾斜航空攝影
　　即航攝傾角α>3°的航空攝影，它得到的是傾斜航空像片。又可以進一步分為淺傾航空攝影(在攝影像片上沒有地平線構像)和深傾航空攝影(在攝影像片上存在地平線構像)。它一般用於科學研究。

航空遙感具有技術成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、適於大面積地形測繪和小面積詳查以及不需要複雜的地面處理設備等優點。缺點是飛行高度、續航能力、姿態控制、全天候作業能力以及大範圍的動態監測能力較差。

飛機是航空遙感主要的遙感平台，飛行高度一般為幾百米至幾十公里。具有圖象分辨率高、不受地面條件的限制、調查週期短、測量精度高以及資料回收方便等特點，可根據需要調整飛行時間和區域，特別適合於局部地區的資源探測和環境監測。不足之處是航空平台的飛行高度和續航時間有限，只能小範圍進行，而且受天氣和飛行姿態影響較大。遙感方式除傳統的航空攝影外，還有多波段攝影、彩色紅外和紅外攝影、多波段掃描和紅外掃描、側視雷達等成象遙感；也可進行激光測高、微波探測、地物波譜測試等非成像遙感。航空遙感是非常先進、完善的遙感技術。