攝影測量技術一直在發展，近十年的發展尤其令人矚目。自從1988年京都的ISPRS大會期間展示了第
一臺攝影測量工作站（克恩廠的DSPI）以來，已經過去了十年。這十年我們看到能使攝影測量作業過程自
動化程度日益增強的許多工具開發了出來。如：空中三角測量，數字高程模型（DEM）的生成和正射影象
的生產等許多攝影測量和生產過程已經自動化。在世紀之交的時候，人們看到攝影測量在經歷了由模擬攝
影測量到解析攝影測量的轉變之后，現在正由解析攝影測量向數字攝影測量轉變。如果說在解析測圖儀中
，還不能完全拋棄精密光學與機械部件，坐標量測儀仍然是不能缺少的重要部分的話，現時，在一臺通用
的個人電子計算機上差不多已可進行攝影測量的全部工作。
    在這樣巨大變革的時期，許多生產單位面臨著一個問題，即：走向數字化還是停留在模擬階段。解析
測圖儀與數字攝影測量工作站比較還有優點嗎？數字攝影測量工作站已經發展到什么水平，它的優勢和潛
力何在？在實際生產中應用還有什么限制嗎？本文試圖分析這些問題。

    一、解析測圖儀
    解析測圖儀是在模擬測圖儀器的基礎上發展起來的，它是專門設計來處理模擬相片的，用來采集目標
的空間幾何與拓樸信息。它以數字計算機的高速實時計算來實現空中導桿的功能從而實現了在模型空間的
相片量測以及像片為運算對象的各種航測處理過程。解析測圖儀的主要組成部分是一部精密立體坐標儀（
用于航空像片的數字化）和一臺配有攝影測量專用軟件模塊的計算機。大部分量測工作要靠人工進行，自
動化程度比較低。其輸出主要由物方空間坐標系內的點坐標（以數字形式）組成，從而可以直接由像片生
成數字化的地形數據庫。解析測圖儀有以下優缺點（參見[1]）：
    優點：
    l．在原始像片上進行量測。因此不會有因像片掃描所帶來的額外的幾何精度損失和輻射量的畸變。
    2．解析測圖儀在市場上已銷售了近40年，設備、方法和所需軟件均已成熟，并且經過了大量實踐檢
驗。
    3．一個有經驗的作業員可在一臺解析測圖儀上工作8小時，而不致體力負擔過大。
    4．專為地形測圖研制的高檔解析測圖儀是當前攝影測量工作堅強的主力設備，至少可以運行十年。
    5．由于基本量測值（像片坐標）以數字格式記錄，很多功能（如走向、測圖及修測等）可由軟件支
持。
    6．像片的存儲只要求少量的存儲空間。
    缺點：
    1．由于計算機不能直接存取像片的圖象，因而量測過程不具備自動化的能力。
    2．由于部件中包含有精密光學與機械結構，量測精度受氣候條件的影響。
    3．浮塵和磨損可導致儀器工作不正常，需要對儀器進行定期檢查。

    二、數字攝影測量工作站（DPW）
    國際攝影測量與遙感學會將數字攝影測量系統定義為：“為采用人工或數字化技術從數字圖象產生攝
影測量產品的硬件和軟件”[1]。數字攝影測量工作站（以下簡稱DPW）與解析測圖儀的區別在于能夠利用
數字形式的圖象，原則上使任何攝影測量工作流程能夠自動化。數字影象既可由裝備有適當軟件的通用工
作站和PC機來處理，也可由專門為某一個或幾個攝影測量工作流程設計的硬件及軟件來處理。近十年來陸
續出現在世界市場上的DPW系統有Carl Zeiss和PHODIS系統、ERDAS的ERDAS IMAGING 
OrthoMAX系統、Intergraph的Imagestation ZⅡ系統、PCI Geomatics 
Group的OrthoEngine系統、VirtuoZo的VirtuoZo系統及中國測繪科學研究院的JX—4系統等。1998年GIM 
International雜志的產品調查表[5]中列出了15個DPW系統。據俄亥俄大學的Schenk教授估計[4]，在1996
年時，世界民用市場大約安裝了400臺（套）DPW。考慮到其中約有一半在高校和科研單位，直接用于生產
的約200臺左右。近兩年這個數字大約會成倍增加。僅據作者所知，1998年國家測繪局系統為生產4D產品
，購置了數十套DPW。
    由于DPW能直接處理數字影象，在原則上使得自動提取地理信息成為可能。然而，由于圖象內容的復
雜性，當前數字攝影測量達到的自動化程度還是相對較低的。一般產品可對內定向、相對定向、空中三角
測量中的連接點測量、數字高程模型DEM的生成和數字正射影象的生成等作業過程實現自動化作業。但是
其中有的作業過程，由于受地形復雜程度的影響，還需要相當數量的人工工作以進行檢驗、糾錯和編輯。
至于地物信息的采集工作、交互式的工作方式仍是主要的工作方式。
    目前大多數航空照片仍由使用軟片的攝影機取得。盡管使用CCD傳感器的數字攝影機已取得了長足的
進展，但要完全取代光學攝影機還需時日。因此，為了在攝影測量處理之前將像片轉為數字形式必須有一
個掃描過程。為了保持航空像片的幾何精度和輻射特性，需要采用專門設計的掃描儀。掃描采用的分辨率
可以根據需要來選擇，一般為7.5微米至50微米。實際選擇分辨率時，除了考慮最終產品的質量要求之外
，還要考慮計算機的存儲量及處理速度。
    DPW均提供立體觀察的能力。以人工方法進行影象攝影測量處理時要求有高分辨率的監視器。實現立
體觀察的方法有四種，即：互補色法、分割屏幕法、使用‘被動式眼鏡’的偏振光法和使用‘主動式眼鏡
’的閃閉法，互補色法比較便宜，但只能用于黑白影象，而且會產生光學變形。分割屏幕法要使用安裝在
屏幕前方的立體鏡，費用雖然不高但不很方便，而且作業員的眼睛過于接近屏幕，可能不利于健康。偏振
光法會引起光量的損失，影響觀察效果。閃閉法則將左右兩圖象分別顯示在監視器的奇數與偶數掃描線上
。隨著圖象的閃閉，眼鏡的兩個鏡片也交替的一個為透明一個為不透明，從而實現左右兩眼分別觀察左右
兩張像片的效果。這種方法不致使光量遭到損失，但作業員可能有圖象閃爍的感覺。總之，由于掃描圖象
分辨率不如模擬像片高以及立體觀察設備方面的原因，當前DPW的立體觀察效果還達不到傳統模擬和解析
測圖儀的水平。
    DPW在對地形要素與目標的提取方面，目前達到的自動化程度還較低。盡管有一些系統利用了圖象識
別、專家系統等技術能實現某些地物（如居民地、線狀地物）的識別和提取，然而由于客觀世界的復雜性
，識別的錯誤率還較高。就全部地形測繪工作來講，目前主要還靠人工測繪來完成。
    DPW利用計算機直接處理數字化的影象的這個特點給它帶來了很多優勢和巨大的潛力。例如，在正射
影象拼接方面，利用圖象處理的手段可使相片接縫處達到很高的質量。DPW的最大潛力在于有可能實現攝
影測量過程的完全自動化。這幾年來在某些工序如空中三角測量、DEM生產和正射影象生產方面已達到了
相當程度的自動化，為生產部門所廣泛采用。從長遠發展考慮，DPW使利用同一臺設備同時處理不同來源
不同比例尺的數據成為可能。它能將各種數據進行整合、疊加、比較，從而為攝影測量開拓更為廣泛、更
為靈活的應用領域，最終將組成并有力地驅動數字圖象技術的進一步擴展、應用和集成。[3]
    概括起來，數字攝影測量工作站有下面的一些特點；（參見[1]）
    1．通過對反差的處理和濾波，可改善圖象的視覺質量。這不僅有利于相片解釋，而且由于能在相當
大的程度上消除相鄰影象的色調差別，也有利于生產正射相片。
    2．具有處理各種圖象類型（包括衛星遙感和近景攝影）的能力。
    3．可以實現圖象與矢量數據的立體疊加，從而大大方便了地形測圖與修測。
    4．與解析測圖儀比較，需要一臺額外的設備；掃描儀。能滿足攝影測量工作要求標準的掃描儀，價格昂貴。
    5．數字攝影測量要求移動、存儲和處理海量數據。盡管當前可在PC機上實現，但為實現為這些處理功能對硬件的要求不可低估。
    6．以7.5微米象元掃描的一張彩色航空相片需占據約1.6G字節的存儲空間。為減少硬盤需求，通常要進行壓縮。然而圖像壓縮既可能損失幾何精度也可能降低判讀能力。
    7．由于象元尺寸的關系，有些可在原始像片上識別的小目標，在數字影象中不可識別。
    8．數字圖象使直接的計算機處理成為可行，從而使攝影測量的很多處理過程實現了自動化。然而由于影象內容的復雜程度，在地形測圖方面達到自動化程度還較低。為檢查與改正自動化產生的結果，編輯工具仍然需要。
    9．DPW可以運用圖象處理工具并且易于與GIS數據庫實現交換。
    10．盡管很多廣告宣傳未來的DPW可以使未經專門訓練的人員也能從事攝影測量工作，當前實際使用的經驗證明，專業級DPW要求對作業人員進行專門的培訓。作業人員要有高度的責任心和全面的攝影測量知識。

    三、生產部門向數字攝影測量轉變的一些實際考慮
    DPW的出現標志著攝影測量技術發展的新階段，它有巨大的發展潛力和應用前景。逐步實現由模擬攝影測量到數字攝影測量的轉變可以說是所有攝影測量生產部門發展的必然趨勢。但是這個轉變將是一個過程，這中間有一些實際問題需考慮。
    1．轉變是一個需要若干年的過程。從當前一個時期來看，數字攝影測量將不是取代解析攝影測量，而是與之并肩存在。這個過程可能是一個相當長的時期。美國俄亥俄大學的Schenk教授提供了一些令人感興趣的事實：[4]
    “在研究工作的最新發現以及將這些發現用于制造產品，還有產品之普遍用于實際生產之間始終存在著技術上的距離。解析測圖儀是個很好的例子。它在50年代后期發明，用了差不多20年時間才成為在較廣泛的范圍中可以提供的產品，只是到了80年代攝影測量界才批量購買這種儀器。估計當前全世界范圍內安裝的解析測圖儀在1200臺至1500臺之間（誤差不會大于10％）。與仍在使用的4000—5000臺模擬立體測圖儀比較，我們得到一個令人感興趣的結論；在發明了35年之后，在開始成批生產了20年之后，解析測圖儀的擴散率僅為30％。”
    “當對數字攝影測量的未來做預測時，上述關于解析測圖儀的比較是有幫助的。當然決不會完全一樣。技術是按指數函數進步。硬件的小型化以及CPU、存儲器和海量存儲設備等價格性能比的成倍化，全都預示著數字攝影測量的光明的未來。可是數字攝影測量的發展很大程度上取決于軟件的發展，這里，同樣美好的圖畫就無法畫出來了。”
    2．目前的DPW與傳統模擬儀器及解析測圖儀比較其優勢主要表現在自動化空中三角測量、自動化生產DEM及正射影象等方面。現在生產部門配備的DPW大多用于生產DEM和正射影象。使用DPW完成地形測圖任務的自動化程度相當低。盡管在這方面正在進行著大量的研究工作，仍有大量基礎性問題待解決。預期未來可出現輔助作業員的半自動測繪工具。至少在下個世紀頭十年中，解析測圖儀仍將是主要的、最可信賴的測繪工具（尤其是對測圖而言）。（參見[1]）
    3．目前裝備DPW所需的投資還是比較大的，與解析測圖儀比較，其一般價格高出一倍左右，而且還要為掃描儀額外投資。如果考慮到形成規模生產能力，所需投資不是一個小數目。
    4．專業的DPW對作業人員的素質要求較高，必須經過嚴格的訓練才能上崗。與專業的DPW不同，市場上有一類普及型DPW，其特點是價格低廉且易于掌握，作業人員只需要經過短期培訓即可操作。這類DPW特別適合于做GIS數據庫的前端數據采集設備和數據更新設備。