航空摄影

航空摄影是一种摄影，可以在其中从空中捕捉远处的图像。航空摄影的主题可以涵盖许多不同的领域，例如军事侦察、地质、农业等。但它也可以使用不同的技术手段，如无人机、直升机或飞机。本指南将简要概述航空摄影，如何在 GIS 中使用它？它与正射摄影有何不同？

航空摄影史

“波士顿，就像老鹰和野鹅看到的那样”—在马萨诸塞州波士顿上空拍摄的第一张航拍照片

航空摄影的历史可以追溯到 1858 年，当时法国摄影师 Gaspar Felix Tournachon（或“Nadar”） 成功拍摄了历史上第一张航空照片。虽然这张照片从未被发现，但他在法国巴黎郊外拍摄了第一张航拍照片。仅仅 2 年后，詹姆斯·华莱士·布莱克 (James Wallace Black) 在马萨诸塞州波士顿上空飞行了 2,000 英尺高的热气球。这张名为“波士顿，老鹰和大雁所见”的照片成为了至今第一张幸存下来的航拍照片。从那时起，航空摄影的使用已经走过了漫长的道路。二战期间，德国军方使用鸽子监视敌国。这些被称为巴伐利亚鸽队的鸟群拍摄了航空照片以进行侦察。但他们几乎没有遵循正确的飞行路线或将相机还给他们的主人！

航拍的种类

鸽子摄影师和航空摄影

鸽子摄影被用于航空图像的侦察和间谍观察。从气球到鸽子，到目前为止，已经了解到当今存在各种类型的航空摄影。但随着技术的进步，航空摄影的复杂程度也在增加。有几种获取航拍照片的方法。在使用每种获取方法的最佳时机时，每种方法都有其优点和缺点。但通常研究类型将决定您应该使用的航空摄影类型，但请记住，每种情况都各不相同。

1.直升机/飞机

优点

• 与无人机相比，飞行时间更长
• 飞行员飞行路径
• 激光雷达功能

缺点

• 与卫星相比，覆盖范围小
• 飞行运营许可证可能会增加额外成本
• 计划操作很耗时

2.卫星

有数百颗卫星已经绕地球运行。尽管可能认为这是最昂贵的选择，但多年来卫星图像的成本已经下降。

优点

• 覆盖面广
• 高分辨率到粗分辨率产品
• 来自卫星的光谱波段范围
• 图像随时可用

缺点

• 在轨道上的位置缺乏灵活性
• 云遮挡会降低图像质量
• 无激光雷达功能

3.无人机

随着技术的进步，越来越多的人将无人机作为探索周围环境和 更好地了解周围环境的一种方式。无人机和无人驾驶飞行器 （UAV 或无人机）行业在过去几年中实现了快速增长，因为公司和政府正在寻找经济实惠的方式从偏远地区和 俯视角度获取视频和照片。尽管该行业仍处于起步阶段，但预计将继续快速增长。

优点

• 灵活的捕捉航拍图像，适合有针对性的研究
• 高分辨率产品
• 包括 LiDAR 功能
• 飞行操作要求较低

缺点

• 需要操作员驾驶无人机
• 允许飞行的地方的安全规则和限制
• 覆盖范围小
• 操作员必须与无人机保持视线

4.航空摄影与正射摄影

如果可以在空中拍摄一张航拍照片，将其放入地理环境中会怎样？正射摄影不仅仅是一张普通的图像，而是通过拉伸、缩放和倾斜到物理空间来为其提供真实世界的坐标。正射影像校正影像中固有的几何失真。由于正射影像具有真实世界坐标，因此可以使用它测量距离或将一个对象与数字正射影像中的另一个对象关联起来。但当拥有一组图像并一起对它们进行几何校正时，这就是创建 Orthomosaic的过程。当将每张图像合并在一起时，必须仔细考虑色彩平衡、接缝线和其他因素。

航拍用例

航空摄影可以涵盖许多不同的领域，例如建筑学、地质学和自然历史。虽然航空摄影的广泛用途似乎无穷无尽，但它通常分为两类：商业和娱乐。

1.商业用途

航空摄影的商业用途涉及农业、建筑和自然资源管理等许多领域。这通常涉及空中调查或成像以确定土地利用、植物生长、土壤条件或侵蚀模式。

航空摄影也可用于科学目的，例如跟踪野火的蔓延，或测量有多少水从降雨中吸收到地下。而对于气候变化等科学研究，它可以作为衡量海平面上升甚至冰川融化的指标。航空摄影有许多合法用途。例如，在建筑中，航拍照片用于评估遭受自然灾害的建筑物的损坏情况。在土木工程中，航拍照片用于测量和记录道路上的障碍物，而无需进行物理测量。

2.娱乐用途

相比之下，休闲航空摄影通常包括使用相机设备拍摄的飞行，目的是在最美丽的时刻捕捉大自然的壮丽景色。从风景到野生动物再到城市蔓延，可以在哪里拍摄航拍照片。尽管他们可能需要特殊许可和培训，但他们提供了一个从新视角看世界的机会。另一个感兴趣的领域是获取老式航拍照片。无论是历史爱好者还是想探索一些新的历史名胜的人，当我们通过老式航拍照片看到历史时，它就会变得栩栩如生。

航空摄影与正射摄影

“航拍”一词的意思是“在地面上”，所以从直升机、无人机、鸽子或卫星上拍摄的照片在技术上都是“航拍照片”。它的用例和应用范围可以从军事侦察、测绘和测量，甚至是休闲摄影。因为从上方俯视可以全新的视角观察周围环境，所以航空摄影在环境数据、监测作物生长和收集地形信息方面变得至关重要。如今，航空摄影已成为地理信息系统 (GIS)和遥感的重要组成部分。