裝配有數字航空攝影測量儀的航測遙感飛機，即使面對交通癱瘓、停電停水、通訊中斷等地震災害，亦能發回大量清晰圖片，給救災工作安上“千里眼”，為實救提供科學依據。

將4臺日常所用的非專業相機“捆綁”在一起，變身為可以航空攝影測量的專業相機。10年前，曾被認為是“無稽之談”，如今已大規模應用于國內的航空攝影測量……

“大面陣數字航空影像獲取關鍵技術及裝備”項目科研人員

在近日舉行的2012年度國家科學技術獎勵大會上，由河南理工大學作為第一完成單位，劉先林院士，鄒友峰、郭增長等教授共同完成的“大面陣數字航空影像獲取關鍵技術及裝備”研究成果獲國家科學技術進步二等獎。

填補國內空白，保障國家測繪地理信息安全

研究成果改變了我國中小比例尺地形圖測繪作業方式，解決了無人區、極其困難地區的地形圖測繪難題，打破了數字航攝裝備國外壟斷的局面，填補了國內空白。

航空攝影是測制和更新國家地形圖及地理信息數據庫的重要資料源。長期以來，我國航空攝影測量一直采用基于膠片的航空攝影儀獲取數據，這種作業方式效率和自動化、智能化程度低。近年來，國外已研制出數字航攝儀取代膠片航空攝影儀，但進口一套數字航攝儀價格昂貴，且存在著不能滿足我國基本比例尺地形圖測繪要求等諸多問題。發展我國自己的數字航攝儀刻不容緩。

2003年初，河南理工大學成立了數字航空攝影測量研究團隊，致力于國產數字航空攝影儀的研發。經過近10年的艱苦探索，研制出大面陣數字影像的多相機組合平臺以及配套的數字航攝儀飛行控制系統，整合多中心投影影像單中心化以及多影像高精度拼接技術，創新研制出國內首臺大面陣數字航空影像獲取裝備。

該項目研究成果改變了我國中小比例尺地形圖測繪作業方式，解決了無人區、極其困難地區的地形圖測繪難題，性能指標優于國外同類產品水平，高程精度國際領先，打破了數字航攝裝備國外壟斷的局面，填補了國內空白，保障了國家測繪地理信息安全。

作為項目第二完成人，河南理工大學校長鄒友峰表示，航空攝影測量是測繪和更新國家基礎地形圖的重要技術手段，能夠快速地獲取地理空間信息，在信息化測繪中起著至關重要的作用，而航空影像獲取是航空攝影測量的首要環節。長期以來，國內數字航空影像獲取主要依靠國外進口的數字航攝儀，國外數字航攝儀采用專業量測型相機，不但價格昂貴、檢測維修困難，且存在著中小比例尺測圖數據冗余大、效率低，大比例尺地形圖測繪高程精度低等問題。因此，開展數字航空影像獲取關鍵技術研究和裝備研制，對提升我國測繪技術水平和實現測繪儀器國產化具有十分重要的戰略和現實意義。

達到國際先進水平，實現“把地球搬回家”的愿望

數字航測儀可采集地面山川河流的海量數據，再通過影像數據處理，生成全數字化三維地形圖。為實現“把地球搬回家”提供了最好工具。

數字航空攝影測量關鍵技術成果產品——數字航攝儀是將鏡頭所成影像的光信號轉化成電信號，再把這種電信號轉化成計算機可以識別的“數字信號”記錄下來，最后轉換成影像。

數字航測儀可采集地面山川河流的海量數據，再通過內業利用自主研發的JX-4數字攝影測量工作站進行影像數據處理，生成全數字化三維地形圖。該技術被認定為整體達到國際先進水平，改寫了中國航空攝影測量長期采用膠片的歷史，推動了我國測繪從傳統向數字化技術體系的跨越式發展，為實現“把地球搬回家”提供了最好工具。

傳統的膠片航攝儀體積大、價格高、周期長、效率低，而基于數碼相機的數字攝影儀體積小、價格低、周期短、效率高。”劉先林院士說。數字攝影測量系統在全球推廣應用、數字航測儀的研制成功，使中國科學家在“數字地球”研究領域成了世界公認的“領頭羊”。

把4臺非專業相機利用尖端技術“捆綁”到一起，該研究項目從2003年開始，經過科研人員的艱辛努力，2007年就實現了技術突破。項目成果共獲得專利4項，軟件著作權3項。

“2007年5月底，科技部正式對外宣布：我國具有完全自主知識產權的數字航空攝影測量儀研制成功!該攝影儀填補了國內空白，高程精度指標達到同類產品國際領先水平，整體技術指標達到國際先進水平。”鄒友峰說。作為第一參研單位的河南理工大學，師生們的臉上也無法掩飾成功的喜悅。2007年11 月，數字航測技術成果獲得河南省政府授予的河南省科技進步一等獎。

鄒友峰說，測繪用大面陣數字航空影像獲取裝備的成功研制，使我國成為繼德國、美國、奧地利等國之后少數掌握數字航空影像獲取技術的國家。所研制的裝備價格不及國外同類產品價格的三分之一，已成為我國測繪航空影像獲取的主力裝備，并使航空攝影測量走向普及化。

在全國廣泛應用，產生經濟效益40多億元

在全國28個省、市區完成了70萬km2的航空影像獲取任務，所獲取的影像應用在數字測圖、數字城市建設、城市規劃、礦產資源勘探等領域產生經濟效益約40.4億元。

“過去搞地形測繪，必須到野外進行實地測量。有了這套設備，可以通過航空照片、衛星照片，把地面模型按原樣搬到室內來。以前需要艱辛的野外測繪，現在坐在電腦前就可完成了。所有測繪要求的圖種，這套設備都能繪制，應用面非常廣。”鄒友峰說。

據介紹這項此成果可廣泛應用于國土、測繪、水利、公路、鐵路、城建、環保、旅游等部門，具有廣闊的應用前景。

“數字航攝儀高程精度比國外同類產品高三到四倍，分辨率、幾何精度也高于國外同類產品;鏡頭覆蓋范圍更大，因而拍攝效率更高，成本更低;鏡頭可以更換，一臺儀器可以滿足不同比例尺地形圖測制的需要，大大提高儀器的利用率。同時我國研制的數字航攝儀體積更小，重量更輕，對天氣條件要求不高，即使陰天也能在云層下攝影。”河南理工大學測繪學院院長郭增長教授說。

“國外數字航攝儀價格平均為1500萬元/臺套，而我們研制的裝備售價僅400萬元/臺套。價格低是一大優勢，還可根據需要，隨時更換不同焦距的鏡頭，使用非常方便。用戶只需購置一臺本設備就可以滿足不同項目影像獲取的需要，國外的航攝儀則沒有這項功能。另外，拍攝前后，都可對相機參數及時進行檢校，以符合我國測繪行業的作業標準，保證測繪成果的精度和可靠性。但進口的數字航攝儀需要送到國外檢校，周期長、成本高，用戶難以承受。”鄒友峰說。

據介紹，數字航攝儀還在其關鍵技術——多像機高精度拼接，即多幅影像拼接的虛擬影像生成技術方面取得了突破性進展。同時項目研制出GPS飛行控制管理系統，承擔導航、記錄航跡和像機曝光時刻、精確提供曝光點坐標的使命，使得系統實現無人操作而準確無誤。

這種相機投產以來，已在全國28個省、市區完成了70萬km2的航空影像獲取任務，所獲取的影像應用在數字測圖、數字城市建設、城市規劃、礦產資源勘探等領域，產生經濟效益約40.4億元，取得了顯著的經濟和社會效益。