航天摄影是航空摄影的扩充和发展。这里所用“摄影”一词，不仅包括感光胶片的摄影，而且也包括获取图像信息的其他方式。航天摄影通常采用全景摄影、多谱段摄影、电荷耦合器件（CCD）列阵扫描光电成像、雷达扫描成像等方式。

航天摄影是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，就标志着航天摄影时代的开始。航天摄影是航空摄影的扩充和发展。随着成像传感器技术的进步，先后出现了胶片相机、以电荷耦合器件（CCD）替代胶片的视频摄像机和数字相机（又称数码相机）、扩展了成像光谱范围的多光谱（高光谱）相机、以光电扫描成像替代或部分替代光学镜头功能的扫描仪或线阵相机、把成像范围扩展到微波波段的雷达成像系统等。后来几种成像传感器是伴随着遥感理论的出现而开发的，所以航天摄影也称航天遥感影像获取。在概念层次上这两种叫法是通用的。仔细划分的区别在于，遥感是更大范围的现代科学概念，其中通过光学镜头成像、用于摄影测量目的的成像过程称之为航天摄影。

作为摄影测量与遥感的一个分支学科，航天摄影学研究下列内容。

航天摄影飞行平台需配置高精度组合导航系统（INS），用来控制航天飞行平台的空间位置和空间姿态，以保证航天飞行平台能保持相对匀速地按预定的轨道运动。为实现无地面控制的航天直接地理定位，要求提高航天飞行平台轨道的实时空间定位精度达到厘米量级。为此，需要更进一步开展航天飞行平台的太空高精度空间定轨技术研究。

在胶片相机时代，航天摄影阶段的关键技术是对相机分辨力测定和几何误差检校。与航空摄影较为类似，航天摄影成像系统的误差检校除了包含单个相机的几何检校内容外，还必须增加多相机（多传感器）的组合结构检校，以及相机与定位定姿系统（POS）结构关系的检校。特别是线阵相机，必须实现有POS数据支持的校正，才能消除条纹噪声，达到连续影像的无缝拼接。因此，对传感器系统的高精度几何定标是航天摄影中的主要研究课题之一。

航天摄影的影像处理主要包括：传感器辐射校正、均衡化辐射校正、传感器几何畸变校正、去噪、去云雾、增强、CCD拼接、波段配准、系统几何校正、大气改正、地面控制点位置校准、正射纠正等。卫星影像提供商一般以数字和字母组合表示不同处理阶段的影像数据产品，大多分为0、1A、1B、2A、2B、3、4等级别。但不同的数据提供商，分类级别略有不同，其含义也不尽相同。一般0级数据为传感器收集到的原始数据，之后数值越大、字母顺序越靠后，经过的处理越多，使用者应根据自己的需要采用适当级别的数据，用于后续的处理与应用。

数字摄影时代的到来，使航天摄影的影像质量评价从学术和技术上提升了分析水平。影像的色调与反差用直方图统计方法测定；影像分辨率用调制函数估算；进一步发展到用信息量计算方法评价航天影像的质量。

航天摄影与航空摄影相类似，已成为信息社会不可缺少的生产力的组成部分。但是，航天摄影技术发展还存在一些类似于航空摄影的相应问题，例如云雾天气的阻碍问题，影像信息量问题，航天飞行平台震动问题，以及影像数据压缩传输问题等，有待进一步研究开发。

航天摄影影像