其次是相机本身的光学失真,也就是畸变,类似于投影仪或者老式显示器的边缘变形。其他还有拍摄角度、地面高低不平、大气折射等因素。
卫片的失真变形,导致卫片上两个点之间的距离和实际距离不一样,计算出来的结果也会有误差,距离越远误差越大。要修正这个失真,一般来说就是要通过现场测量卫片上一些比较明显的目标,然后通过计算,纠正这个失真,并且要让这个卫片上的点和它的坐标重合,然后才能直接通过计算来确定这张卫片上任意一点的坐标。
上面说到小特务要测量的目标周围比较明显的点,行话叫控制点。要测量控制点,没啥捷径,还是要去现场测绘。
所以,要精确地给出一个目标的坐标,离不开现场测绘;即使不是敏感目标,也不能随便测绘。
结论是,现场测绘很重要,非法测绘很危险。随着技术的进步,未来的测绘手段必然更加强大,但在一段时期内,地面测绘依然是不可替代的重要手段。
地图、卫星与保密
日常生活中用到的地图分辨率和精准度都很低,以行政区划图和交通图为主,一般没有或者只有很粗糙的等高线,没有影像,有粗略的经纬度坐标,这样的地图可以满足传统的日常应用。
谷歌地图和谷歌地球应该是现在大众能够接触到的最高精度的地理信息系统,大大提高了民用地图的精度,正因如此,被很多国家所反对。
总体来说,谷歌地图和谷歌地球涉及大城市的部分还是比较准确的,但对于除此之外的广大地域来说,基本是低精度卫片加粗糙纠偏制成的,甚至于需要像给天然气加臭一样,人为制造一些偏差来使其精度下降(其实公用地图都这么干)。
分辨率和精度越高,涉密的程度越深。对于涉密的地理信息,几乎所有国家(包括所有有能力自己测绘的国家)都会由政府统一进行测绘管理,使用者在需要时通过正规渠道向有关部门申请,签署保密协议,然后就可以在保密框架内使用了。
目前分辨率最高的商用卫星是谷歌投资的GeoEye-1卫星(0.41米) 和word view - 2 卫星(0.5米)。我国去年8月19日发射的高分二号,分辨率“优于1米”。
根据相机成像原理,分辨率越高的照片,覆盖的范围越小,而能够拍摄高清卫片的卫星并不多,谷歌地球上的高清卫片一般也只覆盖大城市,而且是多年累积的成果,时效性并不好。
超过1米的高分辨率卫片,经过卫星或者地面的直接校正(不用控制点),图片内部的失真很小,直接使用问题不是很大。但考虑到时效性和覆盖率,要对特定目标进行精确测绘,离开地面辅助是很困难的。
比如,用“快鸟”拍摄的某山区卫片,覆盖范围为17.5公里×17.5公里,要在这上面寻找未知的敏感目标,等于要在300多平方公里的面积上一点一点地进行筛选,还要鉴别伪装和遮挡,即使有计算机算法辅助,这样的寻找也是极其低效的,投入的人、财、物力和产出严重失衡。
即使0.5米分辨率的卫片,也无法分辨出单个人,而要看清一些小目标,比如电线杆,那么就需要更高分辨率的卫片,而分辨率越高,图幅越小,在同一区域需要拍摄的照片就越多,拼合、校正这些卫片也就越麻烦。
实际上,卫星的作用更多地表现在对已发现目标的跟踪,了解其变化情况。