偵察攝影

偵察攝影主要指航空偵察攝影，利用航空（天）飛行器攜帶攝像機從空中對地面拍攝像片，通過分析判斷像片來獲得敵情和地形情報。它是軍事偵察的一種重要手段。它不僅能夠幫助指揮員做出正確的判斷，還能夠為贏得未來的戰爭提供各種依據。

偵察攝影被廣泛套用，是因為它現勢性好，信息量大，真實感強。它能獲得詳細、真實、新穎的敵情和地形資料。

基本介紹

• 中文名：偵察攝影
• 外文名：intelligence photography
• 優點：現勢性好，信息量大，真實感強
• 作用：軍事偵察的一種重要手段
• 重要性：幫助指揮員做出正確的判斷
• 套用學科：航空宇航科學、測繪科學

簡介

偵察攝影主要指航空偵察攝影，利用航空（天）飛行器攜帶攝像機從空中對地面拍攝像片，通過分析判斷像片來獲得敵情和地形情報。它是軍事偵察的一種重要手段。一張有價值的空中偵察照片到關鍵時刻能頂上一個步兵師甚至說是一個坦克師也不過分。它不僅能夠幫助指揮員做出正確的判斷，還能夠為贏得未來的戰爭提供各種依據。

偵察攝影被廣泛套用，是因為它現勢性好，信息量大，真實感強。它能獲得詳細、真實、新穎的敵情和地形資料。據統計，在第一次世界大戰期間，有90%的情報來自空中偵察。因此，航空攝影偵察為各國軍隊廣泛採用。

航空攝影居高臨下，視野開闊，可以查明敵人的兵力部署、陣地編成、火力配系、戰術飛彈位置、預備隊的集結地域，以及作戰區域的詳細地形等。為了戰略目的，還可查明敵人的戰略飛彈、核武器的配置位置，海、空軍基地，以及工業基地。交通樞紐等重要目標。還能檢查我軍隱蔽偽裝和對敵轟炸效果等。採用特種航空攝影偵察，能揭露敵偽裝較嚴密的目標。如在彩色多光譜像片上，可以看到水深100米的海底地形和潛艇活動的痕跡。

航空偵察攝影機

基於戰時的要求研製了航空偵察攝影機，但就是在和平時期仍然具有重要的戰略意義。

在現在的光—電偵察感測器的系統當中，航空攝影機的重要價值是在適當條件下提供高質量的地面分辯率，而在高空時尤為重要。根據這種裝備的改進，目前已經考慮了研製低姿態和高姿態航空用的攝影機，而特別是在全景攝影機方面已取得了某些顯著的成績。

大英國協最初研製了全景相機，以滿足用長焦距鏡頭進行廣角(aeross—traek)高空偵察攝影的要求，而美國把這種原理擴展到低空以及高空的偵察，並設計了各種裝置。常用的一種裝置是用一個旋轉180°的雙楔稜鏡成功地掃描地面細長條土地，與此同時每塊土地受透鏡作用通過狹縫成像到移動的膠片上，掃描時膠片和圖象保持同步。

考慮到像質的問題，目前對航空攝影機來說，通常要提供自動曝光和飛機前沖補償運動。此外，對於焦距大於50。毫米的長焦跟攝影機，由於溫度和壓力在全景攝影機焦距上的變化，採用焦距補償的方法是適宜的；同時根據掃描過程中地形的變化，校正飛機的前沖和減少飛機滾動時成像的措施是需要的。

Bours公司的CAL局研製的全景攝影機均採用了這些特點。如圖所示的由一個折射式光學系統組成的KA—93就是這種相機的一種型式，它的光學系統包括一對楔形透鏡和一個適合於偵察網或RPV裝置的攝影機而配置的600毫米的透鏡。一個簡單的附屬檔案的移動能使主要部件以垂直狀態組合。

此類攝影機的一個新的特點是在飛行中能夠提供選擇一系列預測的掃描角。飛行中的控制還允許任意選擇的掃描角的客觀界限處在水平和垂直線5°之間的任意位置。這種性能是由於放棄了稜鏡和膠片驅動裝置之間的慣用的機械連線的結果。於是系統的掃描角通常固定在180°，並且需要製造各種不同焦距的攝影機。在KA—93系統中，稜鏡和膠片是由電器同步獨立的力矩馬達所驅動。

在選擇掃描起始點的“位置—敏感”器上發出信號使稜鏡的旋轉速度適合一於膠片速度，依照選擇的掃描角來控制幅而的長度。膠片速度是透鏡焦距的一個函式，每個透鏡裝置包含適合焦距的電路，因此使用不同焦距的透鏡時稜鏡旋轉和膠片傳輸之間的正確同步只與電路有關。選擇掃描角和代替180°的掃描方位大大地提高了膠片的利用率而且用解釋器容易測定目標。

依照飛機滾動而引起陀螺反應的信號，採用加速和制動旋轉稜鏡的方法，單獨的稜鏡驅動裝置對飛機滾動進行補償是容易的。為了達到橫滾速度的穩定，這種速率的陀螺對於要求非外部連線的攝影機是重要的。該系統以高達15°/秒速率對飛機的橫滾進行補償。

偵察攝影圖像處理

航空偵察攝影的目的，是對偵察攝影所得底片或照片進行判讀以獲取軍事情報。一般情況下，從所得的底片或照片上判讀就可達到目的。但有時為了提高判讀質量和效果或便於計算機模式識別，常要對航空攝影圖像進行光學圖像信息處理或數字圖像處理。

光學圖像信息處理的重要內容是指圖像的光學增強，光學增強可突出所要識別的地面目標、濾去噪聲所產生的模糊信息、將黑白圖像變為彩色圖像，使目標的邊緣輪廓變得分明、增大地物間的灰度差別等，從而改善影像的清晰程度或突出影像的某些重要特徵，以利於判讀並充分利用圖像資料使其提供更多所需要的信息。依不同的套用目的常分別採用下述圖像光學增強處理技術。

傳統增強方法

1光學圖像的放大

在放大設備上用一定比例尺的航空底片，放大出大比例尺的航空照片，以利於目視判讀。

2航空照片的立體觀察

航空照片的立體觀察，也稱像對立體觀察。它是利用光學儀器用肉眼對有一定重疊的像對(兩張同一景物不同方位、比例尺差別不大於16%、有一定重疊的航空照片)進行觀察，以獲得地形和地物的立體影像。

彩色增強技術

將黑白圖像變為彩色圖像後，可比從黑白的單色圖像上獲取更多的信息，所以往往要採用此項技術，具體方法有以下幾種。

1多光譜彩色合成

多光譜彩色合成是將兩張以上不同波段的影像疊掩而製成彩色圖像的技術。

1。1合成儀彩色合成

此法是由多光譜彩色合成儀完成的。

彩色合成可分為加色法和減色法，這裡只討論以加色法重現彩色的合成儀彩色合成。它是把同步獲得的不同波段的黑白單色透明片，分別裝在各投影器上，並各自配以不同顏色的濾光片，將投影的相應影像精確地重合在一起，在合成平面上就得到了一個彩色影像。

彩色合成可得到合成的天然彩色影像，它可用藍、綠、紅波段的多光譜黑白透明正片，相應配以藍、綠、紅濾光片，在合成平面上便得到了天然彩色正像(如圖中實線條所示)。彩色合成也可得到合成的假彩色紅外影像。它是濾光片而得到的(如圖中虛線所示)，這時合成平面上得到的是正像，用彩色膠片可複製成彩色負片，然後再印製成彩色正片。如光學通路中放置的是負片，則可用彩色放大紙在合成平面上直接曬印出彩色合成照片來。

多光譜彩色合成光路示意圖

1。2分層曝光彩色合成法

此法是在彩色放大機上完成的，具體做法是：將籃。綠、紅三張多光譜負片，分別配以藍、綠、紅濾光片，分三次對同一彩色相紙曝光而得到了彩色合成照片。此技術要保證三次曝光所得三個影像的重疊精度，以使合成成功。

1。3印刷法

此法是用多光譜圖像負片翻成各分色版，再分別用黃、品、青三色油墨套印成彩色圖像。它也是依據減色法原理來獲取彩色影像的。

1。4染印法彩色合成

染印法彩色合成是套用彩色減色法原理來進行的。它是利用多光譜負片拷貝出浮雕模片(正片)，再用黃、品、青三種染料分別染色，然後疊加轉印在空白紙上而形成彩色合成影像的。

2彩色密度分割法

彩色密度分割是在彩色密度分析儀上進行的。它是將黑白影像的密度值劃分為不同等級，同一級用相同的顏色表示，不同等級的顏色不同，這樣便得到了一假彩色密度分割圖像。分析儀還能統計出各等級所占面積的百分比。

3黑白片光學彩色編碼

黑白片光學彩色編碼有兩種方法，一種是依影像光學密度編碼；一種是依影像空間頻率編碼。按影像的光學密度編碼又有兩種方法，其一為位相調製法，其二為振幅調製法。當前，位相調製法假彩色編碼用得較多，簡單過程為：待處理的黑白圖像與一矩形光柵重疊印像，得到光柵調製片。然後將其漂白，則得到位相片，將此位相片放在白光信息處理4f系統中的輸入平面P₁，上，經頻譜濾波後，在輸出平面P₃上得到了假彩色編碼圖像。

4f 系統光路圖

邊緣輪廓增強方法

地面不同目標的亮度不同，所以在目標影像的邊緣常表現出影像密度的突變來，如果減弱目標周圍其它圖像的密度。則可使密度突變顯現得更清楚。具體做法是，先製作一張正模片和一張負模片，即對同一圖像製作兩張密度變化範圍和基準密度相同，反差係數值相等而符號相反的模片。將此二模片精確地疊掩在一起後、若將一模片沿某一方向相對移動一微小距離，在影像密度突變處則反差增大，密度一致處則反差減小，甚至為零，則形成單調背景。

將模糊圖像變為清晰

圖像如果航空攝影所得圖像模糊，並找出了其模糊的原因，這時可通過如圖所示的相干光圖像處理系統進行濾波處理，以使圖像清晰。

相干光圖像處理系統光路圖

專題抽取方法

同類物體在某一波段的圖像中。有時會出現不同的密度範圍；不同的物體在圖像中還可能有相同的密度範圍，這樣用密度分割法就不能把地物類別顯示出來。用專題抽取法可把物體的影像(不是某些密度範圍內的影像)從多光譜圖像中分別抽取出來。

常用相關掩模技術來進行專題抽取，此法分四步進行：第一，找出各類地物在光譜特徵上的差異。以及它們在各光譜段上影像密度和密度組合關係上的差異；第二，依據光譜段影像密度的差異，選擇不同閡值密度製作正負模片；第三，通過不同光譜段正、負模片的組合，相互疊掩，使一些目標的反差為零，從畫面上失去，而使另一些目標影像保留下來，這就是我們所要抽取的目標；第四，分別抽取出來的各類圖像，用染印法套印在一起，便得到了一張彩色專題抽取圖像。