无人机航拍（精选八篇）
无人机航拍 篇1
关键词：无人机,航拍,发展,应用
航拍指的是从空中来拍摄地球景象的相关活动。通过航拍能够将地理形态更加清晰的展现出来。所以, 除了在摄影摄像方面航拍运用比较广泛外, 航拍还被运用到了交通建设、军事、生态研究、水利工程以及电视栏目中去。航拍的发展, 特别是无人机航拍技术的应用, 更是给人们认识世界提供了更多的可能性。
1 无人机发展的历程
经过了几十年的发展, 无人机在技术方面成熟度已经比较高。并且无人机的优势明显, 比如成本较低、操作比较容易、灵活, 能够携带一些设备来在空中完成相关的特殊任务。比如进行空中的监视、监测、喊话、传信以及救援等。无人机现在在社会很多方面发挥了较大的作用。
无人机的最大的优势便是不用担心人员的安全, 使用时也不用考虑飞行员体力方面的限制。通过无人机可以执行很多危险的任务, 最大的损失也就是飞机本身, 不会造成人员的伤亡。
现在无人机无论是在军用方面还是民用方面运用都比较广泛, 并且其将来的发展优势也比较大。和普通飞机相比, 无人机不用担心危险和疲劳方面的问题, 在完成时间比较长, 并且比较枯燥的任务时, 优势比较明显, 比如救援、搜索以及巡逻等。飞行员的飞行极限时间是八个小时, 而无人机在保证油量够的情况下, 能够连续进行一百多个小时的飞行。特别是在执行高空任务时, 若是在两万五千米到三万米的高空中, 空气稀薄、温度也比较低, 若是飞机上需要有人, 那么便必须配备非常苛刻的条件, 成本会有很大的增加, 若是能够使用无人机, 那么不但可以降低成本, 还会避免出现人员伤亡的情况。
2 在航拍过程中, 无人机的优势
随着飞行技术额电视技术的发展, 在电影电视中, 航拍的应用也在不断增加, 选择什么样的飞行器, 也会给航拍结果造成很大的影响。这也是航空拍摄和其他方式的拍摄存在的最大区别。现在在航拍中, 除了直升飞机外, 还有飞艇、动力伞以及遥控飞机等设备。而根据航空摄像的相关技术要求, 直升机主要具备下面几点优势。
2.1 操作性比较强
和其他航空器航拍相比, 直升机的优势比较明显, 飞机起降比较方便, 在空中航拍的时候, 可以倒退、悬停、飞行和垂直飞行, 转弯时需要的半径比较小, 拍摄时气流等自然条件给其造成的影响比较小。为其他航空设备对气流和风力的依赖比较强, 很难满足拍摄的需要。
2.2 控制性方面优势明显
在航拍的过程中, 直升机爬升方面能力比较强, 可以根据选择的拍摄高度来自由的进行控制, 并且, 在不存在障碍物的情况下, 可以进行五十米内的超低空拍摄, 而其他设备, 比如动力滑翔机、动力伞等设备受到气流和风的影响比较大, 超低空飞行比较困难;飞艇适合进行飞行海拔高, 并且大范围空旷区域的拍摄等。直升机在这些方面不受限制。
2.3 稳定性较强
进行航拍的时候, 自然条件会导致飞行器拍摄的时候出现一定的震动, 会影响摄像机镜头的拍摄, 而那些受到气流以及风向影响较大的航空设备便存在严重的镜头晃动情况。而直升机能够很好的弱化震动, 稳定性也比其他飞行器强, 能够确保镜头的平稳和流畅。
3 小型无人直升机在航拍中的使用
现在, 在我国, 小型无人直升机因为其优势已经成为了航拍的主要手段。随着航空技术的不断进步, 航拍过程中的配套设施也在不断的完善和更新, 越来越多的优秀专业人才也都进入到了航拍队伍。现在已经进入了个人影像的时代, 专业电视机构面临的挑战比较大, 常规摄影器材的普及, 也提高了人们对审美的要求, 以往的手段已经无法满足电视和电影的竞争需要, 所以, 现在必须重视非常规视角的使用, 提高电视等媒体的竞争力, 而无人机航拍便是一种比较有效的手段。
在20世纪的90年代时, 外国的故事片和纪录片中便使用了小型直升飞机拍摄的镜头, 比如电影《阿甘正传》中的第一个镜头和最后一个摇镜头中的羽毛飞舞便是使用这些设备拍摄的。进入新世纪后, 无人直升机航拍技术也在不断的进步。
在操控方面, 小型无人直升飞机是通过飞行控制系统来控制的, 这个系统分成云台控制系统和微波传输系统两个部分。微波可以将拍摄到的画面传输回地面, 利用其进行画面构图和监视, 并且, 微波传输在画面质量方面还存在较多的问题, 现在还无法很好的运用到直播中去。
就人员配置方面而言, 掌控无人飞机的人员需要专业技能初设, 能够了解无人机的调试、组装以及维护等方面;能够了解发动机的结构、维修和拆装等方面;能够很好的判断故障, 并进行故障的处理。此外, 地勤人员还应该能够很好的架设、调试和掌握无人机地面站, 并配合操控手来进行相关软件的操作, 能够全面的了解场地情况, 进行线路的规划。
无人机使用的安全方面, 必须确保无人机不能够飞到人群上课中去, 严格根据操作规范来操作, 做好维护方面的工作, 确保使用的安全性, 降低安全事故出现的概率。
4 结语
将无人机运用到航拍中去, 是符合电视节目和电影制作发展趋势的, 所以, 我们必须认识到无人机航拍的重要性, 并不断的对其进行研究, 在提高其安全性的同时, 不断的提高拍摄的质量。
参考文献
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无人机航拍SWOT分析 篇2
S:我们的优势是是大型飞机所不能比拟的。虽然大型飞机稳定性强，拍摄效果优秀，但其造价昂贵，租赁费用颇高，使得许多企业都望而却步。相反，无人机在操控上不但稳定而且造价低廉，有效载荷能够达到13KG。这足够满足了像5Dmark 此类专业影像采集摄录机的装载。我公司研制的三轴式定向云台技术更有效的满足了航拍对稳定，灵活的要求。我们的无人机以造价低廉，飞行稳定，拍摄灵活，图像清晰等优点在航拍市场中占据着重要地位，优势明显。
O:对于一个企业来说，需求在很大程度上影响企业的未来发展，而我们的机遇优势也很明显。随着科技的进步以及人们对视觉审美要求的提升，越来越多的镜头都需要采用航拍完成那些具有冲击力的镜头，尤其是营造那些运动、追踪、超高空、超低空的镜头效果，除了航拍，基本上是别无选择。同时，规模较大的企业为给顾客留下美好的形象采用航拍的手法制作成相关专题片的需求也逐年增加。再者，航拍也满足了大型文艺晚会、开幕式、运动会、企业传单的散发、结婚庆典拍摄的需求。除此之外，目前全国涉及航拍领域的企业仅有20余家，对我公司发展威胁较小，有助于我们在航拍领域发展壮大。W:由于无人机技术的前端性和实际操作的精密性，国内无人机航拍还处于初级阶段，在将来市场的竞争中，将会遇到各种各样的挑战。目前无人机航拍存在的主要问题是市场不够完善，需要加大技术投入。无人机航拍主要是以无线电遥控结合GPS自主导航为主，所以在无人机航拍中无人机操控人员就显得尤为重要。由于我国特殊的国情，目前在我国能够有能力和有充足项目实践机会进行无人机操控人员培训企业少之又少，再加上培训成本及风险本身很高，导致培训费用偏高，这导致无人机操控人员较为缺乏，大大限制无人机航拍市场的发展。此外由于无人机生产成本相对较高，导致无人机航拍的价格偏高，应加大技术投入，降低无人机航拍成本，进一步开拓无人机航拍市场。
无人机航拍的产业“嬗变” 篇3
近日，关于无人机的新闻格外多。4月24日，无人机拍摄的微电影《“无人”救援》，在河南南阳无人机文化小镇开机。该微电影时长十五分钟、有故事情节、有语言对白，最大的亮点是全部镜头均采用无人机拍摄，难度大、精度高，这种拍摄手段国际上亦属鲜见。
4月27日消息，美国有线电视新闻网络（CNN）获得由美国联邦航空管理局（FAA）颁发的牌照，将无人机用于新闻报道领域。
4月29日消息，优酷土豆宣布与无人机制造商大疆公司共同推出无人机航拍频道。
“去年是无人机产业的爆发年。今年，行业会进一步催热和普及。”湖南经视《都市大直播》制片人刘贤志告诉记者。中国传媒大学新媒体研究院副院长曹三省表示，“从宏观角度判断，过去2-3年，无人机是一个新兴、快速崛起的市场，目前仍属于跑步前进的阶段。”
三维视角引发创新
王迅、张睿昕、郝淳，是3位贵州小伙子，他们创立的斯凯威科技有限公司，因为参与羊年央视春晚片头《新春序曲》的航拍工作，渐被业内认知。今年，他们与贵州卫视签订了为期一年的合作项目，与湖南卫视的长期合作也即将敲定。
4月底，他们三人创办的全国首家无人机4S店，落户贵阳数字内容产业园。这个集无人机销售、维修和技能培训为一体的4S店，是他们的梦想结晶。斯凯威即英文“Sky View”的音译，意思是天空视野。在王迅看来，更高的角度，往往会带来意想不到的视觉效果。
今年3月，斯凯威团队去航拍贵州平坝的万亩樱花园。拍摄前，他们曾询问当地管理员，这片繁花似锦的樱花园背后是什么，管理人员说应该是一片荒山。但当无人机升上天空后，大家都惊呆了，原来竟是一片场面更加壮阔的怒放中的樱花海洋。
管理员在那里工作了很长时间，却不知道樱花背后还有樱花。用更高的视角，挖掘生活中的美，正是无人机的魅力所在。
“空中拍摄是一个全新的视角，是所有导演都希望获得的，它会启发导演的开创性思维，并反映在作品中”，无人机影视航拍专家巴特告诉《综艺报》。他不久前结束了位于曹妃甸的新首钢专题片航拍工作，这部专题片制作完成后将在央视十套播出。
作为总制片人，曹三省是《“无人”救援》的重要推动人之一，他告诉记者，“任何影视作品，它的表现力，包括技术上的创新突破，都是影视行业前进的动力。无人机可以承载很多第一视角、虚拟角度，建立视觉乃至情节的新体验。”
他认为，无人机带来的变化，是视觉在空间维度上的提升。以往的拍摄方式，在三维空间内的纵深未被充分打开。“在三维空间拍摄中，传统技术手段仅相当于实现了‘直立行走’，无人机则将这一进程推进到‘现代化交通’时代。”
从创作者角度看，在无人机进一步小型化、轻量化及安全性提升之后，无人机可以提供“沉浸式”影视艺术创作环境。比如演员、新闻拍摄对象，可以处在一个完全没有任何摄像机位、拍摄人员在场的情景中，表演、表达、讲述和行为都将更为自然。“这也将在一定层面上引起艺术形态、新闻业态的创新，影响深远。”曹三省说。
拍摄优势
“无人机近两年热起来，是因为它无可比拟的成本优势和灵活性。载人直升机的航拍每天费用在几万元，而且需要申报空域、要有停机坪，要有起飞场地，还有些地方是禁飞的。高度、角度也会有限制。比如我们拍摄新首钢，如果想在北京城上空动用直升机，几乎是不可能的。只有奥运会等大型国家级活动，才能办到。”巴特告诉记者。
刘贤志表示，“航拍历史很悠久，像环法自行车赛，或是大型马拉松赛事等，航拍可以进行全景展示和动态跟踪，而无人机的续航能力则比较有限。”
据巴特推算，奥运会开幕式的航拍，飞机租用费至少在百万元级别。航拍需要提前半个月甚至一个月准备，要制定航线、试飞等，这期间飞机也必须租借。但无人机的拍摄价格跟载人航拍完全不在一个数量级上，连1/10也不到。”
“在无人机拍摄兴起前，我试过几乎所有的其他方式，但是都不理想。我们以前一直玩固定三角翼、动力滑翔伞、无动力滑翔伞等。固定翼速度太快、滑翔伞对场地有限制、热气球不够灵活、载人航拍太昂贵，只有无人机体现了多种优越特性。”
无人机在影视拍摄方面，表现出的强大优势包括：拍摄价格低、机器便宜、操控灵活，而且没有航线、起落场地等限制。
据刘贤志以往经验：做户外大型直播，一般都会选空间开阔的场地，需要全景视角向观众呈现。在无人机航拍兴起前，方法是选一个制高点，架设全景机位，但固定机位显然无法动态表现，画面特别机械化。“当然也可以多布几个点，但非常麻烦。直升机拍摄费用太高，对地面频道来说很难负担。”
“现在买一个6轴或8轴的无人机，不过几万块钱，甚至有的4轴无人机只需要1万多块钱。它的机动性优于载人直升机，可以穿越一些狭小空间，镜头视角更灵动。载人直升机大型场合需要，续航里程长，稳定性高，中小型场合无人机完全可以解决。”刘贤志说。
目前，中国有多个相关文件提及无人机的飞行任务规则。2013年出台的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》指出，无人机（空机质量小于等于7千克）在三种情况下飞行无需证照管理，分别是：在室内运行、在视距内运行，在人烟稀少、空旷的非人口稠密区进行。所以，一般视距内的无人机拍摄，是无需空域申报的。
在国内综艺节目兴起后，尤其是户外真人秀的增多，大量催生无人机的使用场景。最初应用是大型赛事、活动，以及电影拍摄。随着无人机价格快速下降，逐渐在电视领域得到普及，包括纪录片、专题片、户外真人秀、新闻报道等多个方面。
从航拍到特拍
未来，无人机的拍摄空间将拓展到何种程度？或可完全代替轨道、摇臂、三脚架，改变传统意义的拍摄方式，替代现在看来必不可少的常规设备。
这不是夸大其词，六集纪录片《大美湘西》制片人周小明告诉记者，“如果飞控手操作得好，无人机完全可以替代摇臂和轨道。”
《大美湘西》是湖南广播电视台与央视合拍的大型人文纪录片，预计在明年登陆央视九套和湖南卫视。目前该片正在筹备中，周小明正在挑选航拍团队。“湘西的地理位置比较特殊，很多山区我们根本没有办法使用常规拍摄方法实现。沉重的轨道、摇臂都没有办法搬运到险峻的山区中，必须要借助无人机航拍。”
周小明正在就价格问题和航拍团队商讨。目前，国内顶级航拍团队的费用为每天万元以上，普通航拍团队收费区间在4000-8000元/天。“航拍团队的水平和价格差距比较大，水平高的团队少，要价当然也高。我们主要根据拍摄需求和预算，挑选最适合的。”选择依据，主要看团队此前拍摄过的作品水平。
航拍的难点在于飞行器的操控和镜头的运行配合。无人机航拍通常由二人配合完成，一个飞控手，一个云台手。飞控手主要负责观察飞机位置，控制无人机的飞行姿态、速度、高度和路线走位，云台手主要负责操控摄像机，通过观察实时传输回地面的监控屏画面，控制云台旋转和摄像镜头的推拉摇移等。
有些无人机配备小型高清摄像机，例如GoPro，对画面拍摄要求不高，也可由一人操控。目前已有将飞行器和摄像机集成在一起的无人机，操作更加简便，一人足可完成。
周小明告诉记者：“随着无人机稳定性和操控水平越来越高，现在可供选择的搭载设备，空间越来越大，设备越来越高级。”专业级无人机载重负荷更大，可以配备Canon 5D系列等高端设备。当拍摄电影、微电影时，要求画面更加精巧好看，还是需要两人配合。
“无人机拍摄不是单纯的摄像，飞行轨迹直接决定镜头的运镜方式，技术高超的人才可以飞出比较漂亮的镜头。”刘贤志说。
微电影《“无人”救援》，全部采用无人机拍摄，将进行大量全新视角的尝试。创作团队将运用追踪航拍、旋转航拍、俯冲航拍、穿越航拍、空中定点悬浮等多种电影中的特技镜头。
“无人机拍摄最初源于传统航拍，以往主要侧重在俯视角度，进行远端拍摄。但是现在，它已经从航拍逐渐发展成为特种拍摄（简称特拍）。可以把它理解为一个空中机器人，用于拍摄不同景别，呈现各种视角。例如实现低空飞行、近距离拍摄等。”曹三省说。据悉，此次微电影将尝试在距离人50cm的位置，做空中悬停，拍摄人物近景的特写镜头。
未来，无人机所创造的固定机位拍摄效果甚至会不亚于三脚架一类的地面固定装置。当然对于这一点，目前业内有不同观点。乐观一些的观点认为，携带方便、灵活多用的无人机将最终替代现有设备；谨慎一些的观点则认为这种替代只是一种设想，从技术条件到经济性上都不可行。“如果从长远趋势来看，我更看好前者，技术的飞速发展会带给我们更多可能性。”曹三省表示，持保守态度的观点主要原因在于担忧目前无人机在飞行中的抖动会影响画质，而大风等恶劣天气也会对无人机拍摄造成制约。
随着户外真人秀的深化，很多拍摄地点选在更加偏远的山区；纪录片也需要到一些崇山峻岭中拍摄，沉重的拍摄器材难以运输，这种情况下无人机的优势变得明显，甚至可以实现远程遥感拍摄。
去年底，纪录片《飞越山西》获得第二届英国伦敦华语电影节“最佳航拍纪录片特别奖”和“最佳航拍摄影奖”两项大奖。该片超过三分之二的镜头由航拍完成，无人机拍摄地点达到近300个，有许多近景产生了意想不到的绝佳效果。
曹三省认为，技术革新超乎人们想象。“目前，技术处于争论的中间地带。今天，人们提到无人机还理解它是一个飘在天空中的东西。但未来它完全有可能发展为，不仅在天上飞，还可以伸出几条’腿’落到地面，向下一搭就是三脚架。再安上几个减震性能好的轮子，运用未来更成熟的技术，还可以替代滑轨。甚至可以设计成触手式，像八爪鱼一样，如果旁边有树，可以将其悬挂在树上拍摄。”它的创新空间，人们还远未观测到边界，无人机将有一个全新、值得期待的发展方向，曹三省乐观预言。
在采访中，多位节目制片人表示，目前专业的无人机拍摄团队，其操控精准度已经可以达到取代轨道、摇臂、三脚架的水平。但租用成本方面没有明显优势，且风险更大。因此，这或许不完全是技术问题，还有经济、意识等综合方面的考虑。
市场规模百亿以上
今年2月，《湖南新闻联播》新春走基层节目中，连续5天做了直播惹巴拉，聚焦位于湘西北部的原生态土家古寨，引发观众和网友强烈关注。这个直播节目中用到的航拍团队，由湖南广播电视台4位普通员工组成。
“四人之中有些负责网络，有些负责视频，平时工作接触中，发现他们玩手持设备的操控游戏非常好，很有潜质。后来就有意识地培养他们练习无人机操作，我们加入了一个由几十人组成的航模兴趣小组，一起练习、提升技能。”《直播惹巴拉》负责人李越胜告诉《综艺报》。
由于无人机成本大幅降低，越来越多的飞行爱好者和电视工作者加入到无人机拍摄的行列。“飞行的精准需要练习时长的积累，就像飞行员训练需要达到一定小时数一样。这一职业需要复合型人才，首先他要对影视艺术有感觉，其次是熟练的飞行操控，同时还要精通摄影器材和航空飞行器材，达到镜头的连贯性，并将情绪表现出来，通过高超摄影水平满足导演意图，体现作品氛围。”巴特总结到。
“每个飞控手，没有摔过几架无人机是不太可能的。”李越胜说，“一个优秀的航拍手，都是飞行器组装高手，要对自己的设备非常熟悉。”
曹三省告诉记者，与影视拍摄有关的无人机产业链从顶层上的构成是：基础层——制造企业，中间层——以北上广深一线城市为龙头兴起的专用小型无人机航拍传媒文化企业，还有庞大的个人消费市场。
我国无人机制造企业这些年厚积薄发、迅速成长，已成为全球行业佼佼者。2015年，美国CES无人机展区内，中国企业占到一半。全球每卖出10架无人机就有7架是中国制造。热播美剧如《神盾局特工》《国土安全》中的一些镜头，也是利用国内企业大疆无人机航拍完成。
在无人机多项应用中，影视艺术创作属于价值聚焦的商用领域。相比农业、气象等先导型应用，航拍更多用于院线电影、新媒体微影视、影视剧创作、综艺节目拍摄方面。由于创作投入成本更高，资金密集助力产业发展，使其处于类似苹果iPhone在智能手机行业中所处地位。
新兴产业虽然无法确切预估未来市场规模，但百亿以上的可能性很大。曹三省判断说：“具体数字不重要，重要的是呈现了一种不可忽视的存在，现在人们只是观测到市场和应用的冰山一角而已。”
目前，无人机产业问题在于，国内大部分企业还主要集中在产品的生产、销售领域，在最高端的技术研发上投入不足。同时，国家对民用无人机还没有形成权威的技术质量标准，这无形中拉低了国内民用无人机的竞争门槛和性能保障。
此外，无人机拍摄中隐私问题，以及闹市区安全问题等也亟待解决。目前行业默认规则是，不在闹市区人群上空飞行，至少保持一定的安全距离。在创新过程中，办法永远比问题多。目前，已有国外创客团队提出新的设计思路，在无人机外面使用条状物编织出类似“藤球”样的包裹外壳，它的本意是应用在智慧家庭中，利用无人机在沙发、床下等不易触及的角落，帮人寻找东西。这一创意或许可解决无人机的安全和抗摔问题。
小型无人机航拍研究之镜头运用浅析 篇4
使用无人机拍出精美的镜头, 不仅仅需要高端智能的无人机航拍设备, 更需要从技术和艺术两个层面理解和使用无人机航拍的镜头语言。本文尝试将传统的镜头语言与无人机航拍特点相结合, 探索出无人机航拍镜头的专门特点, 并将其运用到实践中。
一镜头语言的要素
在电影电视制作过程中, 前期拍摄是一个极为重要的环节。而这个重要环节, 因为包含了众多要素, 也成为了最难掌握的一个环节。通常情况下, 我们拍摄时需要关注镜头的距离、运动、角度、焦距等等。
1. 距离与安全
所谓拍摄距离, 一般是指被摄物体与镜头之间的距离, 它是对拍摄的注意中心加以选择的手段。通过处理人物与人物、人物与环境、环境与环境的空间关系, 引导观众的注意力。而距离不同, 导致面画图形构成与内部空间关系上的区别, 又导致表现功能上的区别。摄影机和被摄体之间的距离, 通常以人为代表参照物细分为下面几种景别类型:远景, 主要用以表现环境的全貌;全景, 指能够摄入人物的全身的镜头;中景, 一般是指人物的超过半身的镜头;近景, 指人物半身镜头, 胸脯以上的镜头;特写, 指人物的脸部、或人物、物体的某个局部、细部。
一般情况下, 镜头顺序从远景、全景、中景、近景到特写, 体现出了拍摄主体与环境的关系变化过程, 是拍摄主体与环境此消彼长的过程。这个过程也因为这种变化带来观众与镜头之间关系的不同变化过程, 体现出一个介入与退出的此消彼长的变化过程。
在无人机航拍的实践过程中, 远景和全景是无人机常见的表现方式。特别是远景, 通常情况下, 无人机可在两百米以上空间自由取景, 有的甚至可以突破五百米。而对于中景、近景, 尤其是特写镜头, 则是无人机的弱项。特别是对于固定翼无人机, 想要拍摄特写镜头, 更是不可能完成的任务。即使是搭载多轴飞行器的航拍设备, 一旦接近拍摄主体, 则必须考虑到飞行器本身的气流扰动对拍摄主体的影响、镜头的稳定性、飞行控制的安全因素等等一系列问题。当然, 特写镜头并非无法实现, 只是在实践过程中, 需要考虑得更加周全, 而取景的成功率却更低。通常情况下, 镜头距离被拍摄物体, 大约需要5 米以上的安全距离。
2. 镜头运动方式
镜头运动包括:推、拉、摇、移、跟这五种基本方式。镜头运动可以由两种方式实现, 一是通过摄像机本身的运动实现, 二是通过改变镜头焦距实现, 本部分中我们假设镜头为固定焦距镜头, 所有镜头运动均由摄像机的运动而产生。
(1) 推
推镜头是摄像机向被摄主体方向推进使画面框架由远而近向被摄主体不断接近的拍摄方法。用这种方式拍摄的运动画面, 称为推镜头。
推镜头具有以下画面特征:推镜头形成视觉前移效果;推镜头具有明确的主体目标;推镜头使被摄主体由小变大, 周围环境由大变小。因此, 推镜头具有如下功能:
突出主体人物, 突出重点形象;
突出细节, 突出重要的情节因素;
在一个镜头中介绍整体与局部、客观环境与主体人物的关系;
推镜头在一个镜头中景别不断发生变化, 有连续前进式蒙太奇句子的作用;
推镜头推进速度的快慢可以影响和调整画面节奏, 从而产生外化的情绪力量;
推镜头可以通过突出一个重要的戏剧元素来表达特定的主题和涵义;
推镜头可以加强或减弱运动主体的动感。
在无人机航拍实践过程中, 推镜头通常表现为飞行器由远及近地飞向被拍摄物, 因其镜头运动的承载物的特殊性, 使用推镜头拍摄时应当注意几个方面的问题:
推镜头形成的镜头向前运动是对观众视觉空间的一种改变和调整, 景别由大到小对观众的视觉空间既是一种改变也是一种引导。推镜头应有其明确的表现意义, 在起幅、推进、落幅三个部分中, 传统意义上认为落幅画面是造型表现上的重点, 而落幅画面通常为近景或特写, 需要在航拍前充分考虑到安全距离。
在使用无人机航拍时, 推进的过程也与传统拍摄不同, 因为推进推镜头的路线的非线性设计成为轻而易举的事情。因此推进过程中的路线、场景安排, 也需要详细计算, 通常能够带来传统拍摄手法中推镜头所无法做到的效果。且由于推进路线可以采用非线性方式, 取景的重心需要实时进行纠正。
(2) 拉
拉镜头是摄像机逐渐远离被摄主体使画面框架由近至远与主体拉开距离的拍摄方法。用这种方法拍摄的电视画面叫拉镜头。它的作用是先强调主体, 再通过摄影机的后拉把主体和环境的关系建立起来。所以这也是由人到景, 一种把注意从人物身上转向环境的基本手段。
拉摄镜头具有以下画面特点:拉镜头形成视觉后移效果;拉镜头使被摄主体由大变小, 周围环境由小变大。因此, 拉镜头有如下功能:
拉镜头有利于表现主体和主体与所处环境的关系;
拉镜头画面的取景范围和表现空间是从小到大不断扩展的, 使得画面构图形成多结构变化;
拉镜头是一种纵向空间变化的画面形式, 它可以通过纵向空间和纵向方位上的画面形象形成对比、反衬或比喻等效果;
一些拉镜头以不易推测出整体形象的局部为起幅, 有利于调动观众对整体形象逐渐出现直至呈现完整形象的想象和猜测;
拉镜头在一个镜头中景别连续变化, 保持了画面表现空间的完整和连贯;
拉镜头内部节奏由紧到松、与推镜头相比, 较能发挥感情上的余韵, 产生许多微妙的感情色彩;
拉镜头常被用作结束性和结论性的镜头;
利用拉镜头作为转场镜头。
同样, 在无人机航拍实践过程中, 拉镜头通常表现为无人机由近及远地飞离被拍摄人物, 使用拉镜头拍摄时应当注意如下问题:
拉镜头的拍摄镜头运动的方向与推镜头正相反, 但它们有着基本一致的创作规律和一般要求。不同的是, 推镜头要以落幅为重点, 拉镜头应以起幅为核心。而在无人机航拍中, 无论是推镜头的落幅, 还是拉镜头的起幅, 往往都是中、近景, 甚至是特写。无人机的安全拍摄距离需要充分考虑。
应用无人机航拍的拉镜头, 具有与传统拍摄截然不同的效果, 那就是落幅范围的无限扩大, 通常可以一个镜头从人物特写一直拉到几百米高空。因此同样也需要考虑到更大场景的镜头美感, 从而带来观众感官上的巨大冲击力。
(3) 摇
摇镜头是指当摄像机机位不动, 借助于三脚架上的活动底盘或拍摄者自身的人体, 变动摄像机光学镜头轴线的拍摄方法。用摇摄的方式拍摄的电视画面叫摇镜头。
摇镜头具有以下画面特点:摇镜头犹如人们转动头部环顾四周或将视线由一点移向另一点的视觉效果;一个完整的摇镜头包括:起幅、摇动、落幅三个相互贯连的部分;一个摇镜头从起幅到落幅的运动过程, 迫使观众不断调整自己的视觉注意力。
在无人机航拍实践中, 摇镜头通过机载云台的运动实现, 拍摄过程本身与传统拍摄并无不同之处。唯一需要注意的是, 无人机航拍中, 镜头往往搭载于无人机身下方, 因此, 镜头可摇范围一般局限于水平面以下的下半球, 向上摇动拍摄处于无人机死角范围, 在使用时需要注意。
(4) 移
移镜头是将摄像机架在活动物体上随之运动而进行的拍摄。用移动摄像的方法拍摄的电视画面称为移动镜头, 简称移镜头。摄影机的拍摄方向和运动方向成垂直或成一定角度来移动, 类似于一边走一边侧着头看。移镜头围绕被摄体运动, 就成了所谓的环拍。
移镜头具有如下画面特征:摄像机的运动使得画面框架始终处于运动之中, 画面内的物体不论是处于运动状态还是静止状态, 都会呈现出位置不断移动的态势;摄像机的运动, 直接调动了观众生活中运动的视觉感受, 唤起了人们在各种交通工具上及行走时的视觉体验, 使观众产生一种身临其境之感;移动镜头表现的画面空间是完整而连贯的, 摄像机不停地运动, 每时每刻都在改变观众的视点, 在一个镜头中构成一种多景别多构图的造型效果, 这就起着一种与蒙太奇相似的作用, 最后使镜头有了它自身的节奏。
移镜头是无人机航拍最为擅长的拍摄手法之一。其中, 慢速、近景的移镜头通常采用多轴旋翼式无人机进行拍摄;快速、远景、超长航线的镜头多采用固定翼无人机进行拍摄。
在无人机航拍实践中, 使用移镜头拍摄, 特别需要注意如下问题:
移动镜头拍摄时, 都需要保持画面平稳, 虽然镜头在移动, 但是需要保证画面的稳定性。从目前的航拍技术上来看, 专业级的增稳云台均能达到稳定图像的要求, 而拍摄者仅需实时修正所拍摄的目标, 保持整个画面的平稳和场景的美感。
移动镜头拍摄时, 特别是运动速度特别快的情况下, 在实际拍摄中需要尽量利用摄像机的变焦镜头中视角最广的那一端镜头。因为镜头视角越广, 它的特点体现得越明显, 画面也容易保持稳定。
应当利用小型无人机航拍自身的优势, 例如灵活、小型化、飞行空间广等特点, 尽量在移动镜头的运用中, 将其发挥到极致。飞行穿越桥洞、门洞、飞越山峰、高楼等, 均是极好的应用场景, 尽量在表现大场面、大纵深、多景物、多层次的复杂场景时, 表现出气势恢宏的造型效果。
(5) 跟
跟拍是摄像机始终跟随运动的被摄主体一起运动而进行的拍摄。用这种方式拍摄的电视画面称为跟镜头。摄影机拍摄方向与运动方向一致, 而且与被摄体的运动方向保持个固定的距离或有一定的变化。它又类似于边走边向前看或向后看。
跟镜头的画面特点是:跟镜头不同于摄像机位置向前推进的推镜头, 也不同于摄像机位置向前运动的前移动镜头, 画面始终跟随一个运动的主体, 被摄对象在画框中的位置相对稳定;跟镜头能够连续而详尽地表现运动中的被摄主体, 它既能突出主体, 又能交代主体运动方向、速度、体态及其与环境的关系。
在无人机航拍实践中, 跟镜头的操作方式与移镜头类似, 只是要求更加严格, 控制更加复杂, 此类拍摄通常固定翼飞行器无法完成, 需要使用多轴旋翼式飞行器。需要注意的是:跟上、追准被摄对象是跟镜头拍摄基本的要求, 往往在跟拍镜头中, 距离被拍摄对象更近, 无人机的飞行路线更加复杂, 需要提前计算好被摄物体的大致运动方向, 用于计划飞行线路;跟镜头是通过机位运动完成的一种拍摄方式, 镜头运动起来所带来的一系列拍摄上的问题, 如焦点的变化, 拍摄角度的变化, 光线入射角的变化, 也是跟镜头拍摄时应考虑和注意的问题。
3. 拍摄角度与航拍器
摄影机的拍摄角度主要指镜头与水平之间的夹角, 通常有三种:
平拍, 指与水平相同的角度, 与常人的眼睛相当。这在影片中最为常见。
俯拍, 指镜头低于水平, 朝下俯拍。这种拍法能压缩物像的体积, 常常用来表现人物遭受的危险和威胁。
仰拍, 指镜头高于水平, 朝上仰拍。这种镜头反过来常常夸大物像的体积, 用来表现人物的高大、英武、强悍、威严等。
在无人机航拍实践中, 由于多轴旋翼式无人机的空中作业属性以及镜头安放特点, 前两者比较常见, 特别是俯拍尤为常用。而仰拍却并非无法做到。仅需增加无人机云台的连接装置, 避开上方的螺旋桨即可。而固定翼无人机则更容易做到上述三种角度。
4. 焦距与镜头选择
从镜头外射进镜头的平行光, 会在透镜后面聚成一点叫焦点。从焦点到镜头中心的距离就叫焦距。焦距也是决定镜头性能的重要因素。焦距的长短决定着镜头的视角、视野和景深范围的大小。通常情况下, 用50 毫米焦距的镜头拍摄的画面, 接近人眼的正常感受, 所以称为标准镜头。焦距大于50 毫米的称长焦距镜头, 焦距小于40 毫米的镜头称为广角镜头。后来, 随着电影技术的发展, 又产生了可以使透镜的一组镜头活动的镜头, 这种镜头称为变焦镜头。
广角镜头, 视角广、视野大, 景深也大。这种镜头能造成深远的纵深感, 夸大前景中物象的尺度, 使前后景物大小对比鲜明, 在线性感知上产生相应的畸变。这就有助于表现纵向的动体速度。同时由于视野宽, 更适于表现宏伟、壮观的场面。在无人机航拍中, 镜头通常体现出大场景、宽视野, 因此选择广角镜头居多。这里需要注意的是, 有一点例外。因为广角镜头具有视觉上的减速作用, 用在高速推进和拉出的场景中, 需要考虑到视觉减速带来的运动效果的降低。
长焦镜头, 由于焦距长, 视角窄, 视野小景深也小。它能压缩纵深感知, 这就有利于在远处偷拍。由于纵深感知被压缩, 纵向的运动便显示不出来。长焦镜头使用最大的难度在于画面的稳定程度, 虽然如今的航拍技术已经发展到云台增稳能够抵消飞行所带来的一部分抖动噪声, 但是过长的焦距所能容忍的防抖技术依然很难攻克。因此, 无人机航拍中, 很少有人运用长焦镜头。
标准定焦镜头, 用50 毫米焦距的镜头拍摄的画面, 更加接近人眼的正常感受, 采用这种镜头进行航拍, 能够增加临场的震撼感, 因此选择标准定焦镜头的航拍也占有主导地位。
变焦镜头有着可变的焦距, 从广角镜头到正常镜头再到望远镜头或反之。由于广角镜头夸大纵深感知而望远镜头压缩纵深感知, 所以对不动的物体变焦, 就使物体的体积逐渐变大, 这就类似于镜头向物体推近。而实际上, 是影像被放大, 而摄影机并没有动。反过来, 如从望远镜头变成广角镜头, 物象逐渐变小而类似于拉镜头。此类镜头逐渐成为拍摄的主流, 除去镜头的呈现质量随着运动镜头的加入而降低之外, 从广角到长焦均可涵盖的性能确实增加了便捷。而焦距的控制却额外增加了镜头控制的复杂程度, 因此在使用变焦镜头时, 需要考虑到操作人员的技术水平及配合程度。
二无人机镜头运用的典型场景
上述内容通过具体分析, 详细展示了无人机航拍过程中对镜头的应用原理以及注意事项, 众所周知, 一段美好的视频素材本身, 往往需要结合运用到各种情况, 且并非一成不变。通常情况下, 无人机采用综合运动长镜头, 能够充分发挥出无人机航拍的特殊之处, 使视频素材更加具有视觉冲击力。
综合运动摄像是指摄像机在一个镜头中把推、拉、摇、移、跟、升降等各种运动摄像方式, 不同程度地、有机地结合起来的拍摄。用这种方式拍到的电视画面叫综合运动镜头。
实践中, 镜头综合运动产生了更为复杂多变的画面造型效果, 由镜头的综合运动所形成的电视画面, 其运动轨迹是多方向、多方式运动合一后的结果。
从技术指标上来看, 无人机航拍中的综合运动镜头, 首先必须要求镜头的运动应力求保持平稳, 这样才能使图像质量达到要求;其次机位运动时注意焦点的变化, 始终将主体形态处理在景深范围之内;另外要求摄录人员默契配合, 协调动作, 步调一致。做到这几点, 才能保证所拍摄的图像达到技术要求。
下面举个实际的例子。例中素材来自江苏省广播电视总台为江苏省委驻滨海县帮扶工作队拍摄的专题片素材。该段素材目的为展示新农村建设中光伏产业的应用场景。此段素材采用六旋翼无人机进行航拍, 航线及镜头路线设计如下:从村口的标牌处起飞, 向上爬升, 期间镜头平拍标牌 (如图1) ;上升至超过标牌后, 固定高度, 镜头转向村中心广场 (如图2) ;按镜头所对方向, 固定高度平飞至村广场中心点悬停 (如图3) ;无人机悬停后镜头缓慢俯视, 并绕场一周 (如图4) ;镜头固定, 无人机按原路线返回。
此素材拍摄, 无人机飞行时间8 分钟, 经剪辑后可用长镜头达1 分30 秒。其间包含了推、拉、摇、移, 近景、中景、全景、远景, 是一个综合运用了各种镜头的综合性运动长镜头。不仅交代了项目的名称, 也交代了项目设施位置, 项目实施情况, 项目规模, 更以一个独特的视角展示出项目的全貌和细节, 具有极大的视觉冲击力, 新农村建设的可喜成果扑面而来。
关于安全距离问题, 在此特别需要注意。还是以此素材拍摄举例, 如图5 所示。此为无人机刚刚起飞时所带来的地面气流扰动, 因此将地面灰尘扬起, 影响了拍摄效果。图5 中画面下半部分出现了很明显了扬尘。当无人机离开地面一定距离后, 扬尘消散, 此时的图像方可用。
三未来的无人机航拍
上文拍摄实例中, 采用了目前最流行的双人操作拍摄方式。即一人控制无人机飞行, 一人控制镜头转向对焦。该操作方式比单人既操作无人机飞行又控制镜头拍摄, 进行了专业细分, 显得更加合理。然而, 这种方式对配合的默契程度要求非常严格, 而且两个人操作增加了出错的概率, 大大降低了无人机航拍的方便程度, 提高了入门门槛。
笔者在此前发表过关于智能化地面站的探讨文章, 提出过智能化拍摄的理念。随着飞行控制技术的发展, 镜头控制的自动化推进, 完全有可能实现完全自动化的飞行和拍摄。让无人机航拍成为完全意义上的无人参与操作的航拍过程。而这一切完全有可能实现。
未来的无人机航拍, 仅需下载一个3D模拟软件, 设置好被拍摄的人或物, 以及大小、形状、运动轨迹, 然后设置好无人机的飞行轨迹, 镜头朝向、焦距、运动方式, 即可在软件中模拟出拍摄效果, 然后根据拍摄效果对上述要素进行修正, 完成最终设定后将数据上传至无人机控制中心, 实现拍摄全程的自动化智能飞行及镜头精确控制, 甚至是多机位联合飞行拍摄。这将是无人机航拍未来的发展方向。
摘要：本文简述了小型无人机航拍在电视领域的使用前景, 深入分析了小型无人机航拍在镜头语言应用中的特点, 提出了无人机航拍镜头使用中特别需要关注的地方。本文结合现有技术及拍摄实践, 介绍了无人机航拍镜头综合应用的典型场景, 实现了复杂长镜头素材拍摄, 并提出了未来无人机航拍的发展方向。
无人机航拍需注意哪些问题m 篇5
无人机航拍近年来受到了越来越多人的关注，它代替传统的相机出现在各种拍摄场合。成为一名合格的航拍飞手也成了很多人的目标，那么无人机在航拍过程中有什么需要注意的问题呢？
1、卡特无人机航拍前需注意天气和场地的问题。风力不能太大，不宜超过三级。选择光线充足的天气，飞行路线要避开飞机场附近和军事飞行路线。一定要找空旷的地方，对周围的地形与坏境有大概的了解。Kt02
2、操控无人机航拍前需要掌握一些专业的知识。无人机航拍是真飞机的缩小版，操纵的人必须会组装，懂电路，还要有空气动力学知识。飞机对着你飞过来时，遥控器的操作全都是相反的，操作时必须全神贯注，稍不留神，飞机就会坠毁或者不见了。
3、无人机航拍第一守则：安全。即使机身有再先进的安全设备也可能出事故。最重要的还是增加对机器的了解，提高自己的操控技术，在日常飞行中多进行安全检查，对于老化的电机、电池等要及时更换。同时，要尽量避免在人多的地方低空航拍，航拍无人机上有高速旋转的机桨，如果失控坠落的话可能造成人员受伤。尽量选择在空旷的地方。主要是避免事故的发生。
4、摄影、摄像机及相关的设备。摄影设备一八五五三七一五六零八也是决定能否排出好照片的要素之一，一台好的高速照相机说不定就能为您留下美好的瞬间，摄友们还可以配备一台有红外线设置的相机，在拍摄河川的时候，会得到意想不到的效果。
浅议无人机航拍和正射影像图的制作 篇6
关键词： 电子地图数据提取地图配置；低空摄影测量；数字正射影像图；基础数据深加工
前言
通过遥感技术和无人机的结合，使无人机先进性能，越来越自动化、智能化，可以快速获得土地、资源和环境等各种空间遥感信息。
1、国内外研究现状
国内无人机系统的开发和应用仍处于起步阶段，大多数从事无人机空中飞行团队测绘人员，把握不准航空摄影测量的特点，缺乏测绘行业的背景知识，造成飞行平台、传感器和数据处理软件三者之间脱节，难以或无法处理大量的图像数据；目前航空摄影团队使用超小型或小型无人机，承载能力低、飞行性能有限和续航能力较短，、事故率更高，限制其大规模应用和推广；单一相机是无人机主要遥感传感器、无法满足测绘地形图对其高程精度要求。
在经济和技术力量雄厚的国外，“赛斯纳”等配备完整的传感器系统多是其标配，GPS导航和POS系统的轻型飞机或更高级的机型也常作为低空遥感相机平台。
2、 使用无人机航摄的优势
2.1无人机起降灵活，易于转场
在实际作业现场中，大多数遥感航空摄影任务，是有人驾驶航拍机无法抵达的领空；或者是飞行高度低于有人驾驶航拍机的安全高度，有人驾驶航拍机无法安全拍摄；或核泄漏等对人员人身安全造成威胁的危险地区；无人机因其灵活、重量轻、体积小，使它不需要特殊的专用起降场、发射准备时间短，容易操作。可以访问复杂的地形地区和建筑物密集的城市地区。特别适合使用我国南部丘陵、多云地区。
2.2 可以超低空视距飞行，飞行成本低
通其他遥感系统相比，无人机系统和传感器，具有很好的成本效益的，具有较低的后期图像处理成本。飞行高度跨度大，可以到达从50米到5000米的高度，高达10米的控制精度。在超低空飞行下，速度较低，可达到良好的光学图像。
2.3不需要繁琐的飞行审批手续
无人机属于可视遥控飞行器，所以基本不用在每次飞行时，向空管部门上报繁琐的飞行审批（机场等管制地区除外）
2.4无人机不用担心驾驶员的安全问题
由于是无人驾驶，所以，无人机不用担心由于驾驶员操作不当带来的各种安全问题。
2.5无人机发现数据不合适可立即重新拍摄，航摄效率较高；航拍有效拍摄时间较长，可在航拍区域附近放飞，无效飞行时间短；工作现场、数据处理现场较集中，非常方便统筹安排飞行航拍。
3、无人机航空影像数据要求
3.1对拍摄像片倾斜角的要求
无人机拍摄图片，最多不超过 12度，一般不大于 5-6度，出现超过 8度的数量不超过总数的10%。
3.2对航摄比例尺的要求
航摄比例尺应根据地形的不同特性，在保证精度的前提下，从缩短制图的周期，降低成本，提高测绘的综合效益的原则下进行选择。
3.3航高差的标准
相同的导航路线，相邻的图片高度差不得大于30米。无人机飞行高度差应小于或等于50米；摄影时实际飞行高度与设计飞行高度偏差不应超过百分之五。
3.4摄区边界覆盖保证
航向覆盖超出以外区域边界应不少于两个基线。覆盖在边界附近地区一般不应少于50%像图片。
3.5对像片重叠度的要求
考虑到航线网络，区域的结构和模型之间的联系等等，为了满足航摄成图的需要，需要三个相邻的航空照片应该有公共的重叠。
一般要求：航向重叠应该60% ～ 65%，个别不得大于75%，最小的最低不得少于56%。旁向重叠度应为 30%-35%，个别最小不得小于 13%。
4、对无人机获得的图像的处理
4.1、图像纠正
数字图象纠正的作用，是纠正原始图像的几何畸变，生成满足要求的地图投影，或图象表达要求的新图象。其基本方法，有两种：一种是像坐标变换，第二个是重采样像素亮度值。
4.2图像配准
图像数据或地图，在进行图像配准时，扫描形成一个位图图像和矢量数据，可以视为正交投影，基本上解决了简单的图像配准，并使用最小平方法方案，可以获得满意的结果，这种方法与多项式校正原理相同。
4.3图像增强
图像增强是指提高或突出图像中的某些信息，削弱或消除一些不需要的信息技术。它对遥感数字图像是有意义的。图像增强方法和光学增强方法是常用的增强方法。根据图像处理的效果，可分为图像对比度增强、图像平滑、图像锐化处理和图像处理的颜色，等等。
4.4图像的编辑
本模块还接合生产实际，研究了两种智能化算法：一是自动内插等高线，二是自动生成街道缓冲区。这两种方法极大地提高了该部分的编辑速度，提高了在图形编辑过程中的作业效率。
结语
无人机低空摄影相对于传统航空摄影来说，优势颇多。比如，无人机具有机身重量较小、有效滞空时间长、能对检测对象提供实时遥感的特点、飞行高度、速度改变灵活、相机分辨率高、航拍成本低廉等特点，无人机作为遥感数据获取源，应用日益广泛，已经越来越成为主要的获取途径。无人机航拍，能满足局部范围内地理、环境数据采集，可有效完善中国低空航空遥感监测系统，提高地理空间数据采集、处理和分析能力，也起到一定的作用，推动高分辨率遥感数据普及，，减少了国家不同的相关领域过度依赖外国高分辨率遥感数据的现状。
参考文献：
[1] 王建雄. 无人飞艇低空摄影测量关键技术研究及大比例尺地形成图实践[D]. 长安大学， 2011.
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[3]刘会安. 数字地形图更新和质量检查方法研究[D]. 中国人民解放军信息工程大学， 2001.
[4] 冯圣峰； 无人机正射影像无缝拼接的研究； 东华理工大学， 地图制图学与地理信息工程， 2013， 硕士
[5] 夏治国（导师：陈林）；军用数字地图测图系统的设计与实践 ； 《重庆大学硕士论文》； 2008-11-01
无人机航拍 篇7
关键词：航拍,旋翼,固定翼,多轴飞行器
1 航拍技术概况
航拍又称空中摄影或航空摄影, 可以不受地面障碍物的遮挡, 清晰地俯瞰并记录拍摄对象及其所在地理环境的外部信息。近年来, 随着科技的发展, 航拍、航测技术日趋成熟。以航拍技术为基础的信息采集平台在影视制作宣传、国土资源管理、城市规划勘测、环境保护和自然灾害监测等领域, 展现了其高效率采集影像信息等优越性。
2 载人航拍与无人机航拍
航拍包括载人航拍和运用遥感技术远程操控的无人机航拍, 都是借助飞行器搭载拍摄器材升空, 从不同高度、角度俯瞰拍摄地面物体的活动, 最大区别在于飞行员和摄影师是否搭乘在飞行器上。载人航拍的搭载平台有运输机、直升机、动力伞、热气球、飞艇等, 其优点为续航能力强, 拍摄高度较高等, 但也有运行成本高, 机动灵活性较差等缺点;而无人机航拍是指遥控飞行器和摄影器材的拍摄活动。虽然受油、电等传统能源动力的局限, 目前大部分民用无人机都存在续航时间较短的缺点, 但是无人机航拍属于飞行高度低于一千米航空管制高度的低空摄影, 与卫星航拍、载人航拍等高空摄影和地面摄影、测绘相比较, 在某些方面还具有一定的优势。
3 无人机低空摄影的比较优势
1) 云下摄影, 飞行器受天气和地形影响较小, 即使在阴天和轻雾天气情况下也可以拍摄。
2) 飞行高度较低, 能够获取大比例尺、高分辨率的图像数据, 较好的显示所拍摄物体轮廓、结构。
3) 飞行器采取高效快速的操作系统, 机动灵活, 运行方便, 拍摄或测量运行周期短。
4) 设备组装及携带简便, 人工成本较低;飞行安全系数相对较高, 更灵活机动。对文物建筑非接触的摄影测绘, 既不会破坏建筑本身, 也降低了外业强度[1]。而且随着拍摄器材和测量仪器等的发展进步, 航测数据可以更方便、高效地满足古建筑测绘等需求。
4 两种常用无人机航拍性能比较
目前民用航拍无人机主要分为固定翼与旋翼机两大类, 而旋翼机又主要分为传统直升机和多旋翼飞行器, 二者飞行原理大致相同, 但近年来多旋翼飞行器迅速发展渐成主流。
4.1 旋翼机
多旋翼飞行器又称多轴飞行器, 属于旋翼式无人机的一种, 其自重较轻但强度高。[2]与传统直升机相对复杂的主体及传动装置相比较, 多轴飞行器结构相对简单, 没有传动装置。
4.1.1 结构组成
目前, 多轴航拍飞行器主要由动力载机、云台、拍摄器材、遥控器及图像传输系统组成。
动力载机———即多旋翼飞行器本体, 主要由电机、电子调速器、飞行控制系统、机架及动力锂电池组成。
云台———拍摄器材的稳定器, 其作用在于使拍摄器材在飞行过程中保持水平稳定, 避免飞行器在飞行过程中产生的震动和晃动对拍摄的不良影响, 保障稳定的拍摄效果。
拍摄器材———拍摄器材种类很多, 可以是相机, 也可以是专业的摄像机等。目前最为流行微型拍摄器材非GOPRO莫属, 主要因为其具有体积小巧, 画质清晰等优点, 对于载重量较小的飞行器, 它的优势相当明显;但如果对拍摄画质有更高的要求, 可能就需要佳能、索尼等更为专业的品牌拍摄器材了。
遥控———是运用遥感技术对飞行器的飞行轨迹和姿态远程控制, 起到变换拍摄视角、调整视频构图的作用。
图像传输系统———主要包括图像发射、接收和地面显示器, 可将飞行器拍摄的画面实时地传回地面, 以便操控者对飞行器实时监控, 及时调整拍摄轨迹、飞行器姿态。
4.1.2 飞行原理
多轴无人机的飞行原理在于通过遥控系统给飞行器发出指令, 由飞行器上搭载的接收器接收后传送给中央控制系统, 转换成电机的转速调节信号, 再将这些信号传送给电子调速器, 从而调节多个动力输出电机的转速, 以改变旋翼所产生的扭矩和升力, 达到稳定机身和控制飞行方向的目的。除了手动发出指令操控飞行器之外, 飞行器还可以通过飞行控制系统内自带定位系统自主飞行, 通过GPS、高度仪、航向传感器等精密设备实现自主起降, 改变飞行高度和飞行路线[3]。
4.1.3 主要特点与应用领域
多轴飞行器最主要的特点在于垂直起降, 可悬停, 飞行灵活。在视频、照片拍摄方面, 多轴飞行器可在低空环境下灵活控制, 拍摄角度多变, 并能够做到精确悬停, 定位拍摄, 结合参照物定位和远近景物对比等手法, 拍摄效果将达到最佳。而且, 飞行器本身的优势在于受天气影响较小, 通过调整拍摄器材的光圈和感光度, 或后期软件调整光线和消雾处理, 即使在阴天或轻雾天也能达到良好的拍摄效果。显然, 多轴飞行器对复杂的地理环境、天气有很强的适应性。
多轴飞行器的发展趋势是更加智能化和载重量越来越大, 作为良好的空中搭载平台, 更多应用于救灾、农业播种、工程测绘等领域。
4.2 固定翼飞行器
4.2.1 结构组成
固定翼航拍无人机主要由动力载机、云台、拍摄器材和图像传输系统组成。
固定翼无人机的动力载机包括机身、电机、电子调速器、舵机、电池、飞行控制系统。而云台、拍摄器材以及图像传输系统的组成与功用与多轴飞行器大致相同, 不同的是由于民用固定翼无人机载重量有限, 目前只能搭载如GOPRO、卡片机之类体积小、质量轻的拍摄器材;另外, 由于固定翼无人机可以滑翔飞行, 航程比旋翼机大大增加。相应地, 固定翼需要支持更远距离的图像传输系统。
4.2.2 飞行原理、主要特点与适用范围
目前, 固定翼航拍除了一些专业的航测队伍运用无人机搭载专门研制的拍摄器材测量和拍照, 民用固定翼航拍无人机FPV (FIRST PERSONAL VIEW) ———第一视角飞行占绝大多数, 其航拍也是在第一视角飞行的同时起到记录作用, 出现这种现象的主要原因是:
1) 飞行时机身晃动幅度较大, 与之配套的云台调节能力有限, 导致镜头在飞行过程中除了滑翔时较为稳定, 机动飞行时晃动较为明显, 可用的视频素材较少。
2) 载重量有限, 对拍摄器材限制较大。
3) 无法悬停, 只能掠过式拍摄, 复杂的拍摄构图是无法实现的———固定翼能实现的拍摄角度, 多轴飞行器都是可以完成的, 但反之则未必可行。
5 结语
从视频拍摄的稳定性和画面质量等要求出发, 选择多轴无人机小范围、短距离地航拍古建筑、村镇民居聚落等渐成主流。但其续航能力只有几分钟至多二、三十分钟, 而可以无动力滑翔的固定翼飞行器续航时间长达几个小时, 飞行距离远至近百公里, 二者比较相差悬殊, 显然固定翼无人机更适用于大范围、远距离的城市景观、山区公路的航拍、航测以及灾情监测等领域。
参考文献
[1]李严, 李哲, 张玉坤.建筑摄影测量系统及其应用案例[J].新建筑, 2010, 05:130-135.
[2]田卫军, 李郁, 何扣芳, 刘恒, 殷锐.四轴旋翼飞行器结构设计与模态分析[J].制造业自动化, 2014, 04:37-39.
无人机航拍 篇8
1 无人机航空影像处理技术流程
无人机航拍技术进行大比例尺测图主要是通过航空摄影后进行影像畸变纠正, 从而提高影像的精度和效率。此后选择合适的航带进行影像金字塔的创建, 并建立过程、相机和航带。同时应当从相对定向和绝对定向两方面进行影像的匹。此后在SSK软件中利用ISAT模块进行连接点的提取, 并进行空三计算和分析。在进行检查修改之后就利用x轴和y轴进行正射校正处理, 并利用数学高程模型在z轴上进行高程数据纠正。数据纠正完就可以进行影像的拼接, 在拼接时需要修改镶嵌线, 并将其隐藏。在进行图像装饰之后就可以将航拍摄影图输出。
2 无人机航拍关键技术
2.1 无人机影像畸变纠正技术
无人机在实际航空摄影测量中由于自重小易受风向影响, 因而飞行较不稳定。此外在无人机上所搭载的相机并不是专业的测量相机, 因而其影响数据与定位定向系统所获取的数据较大飞机而言较为模糊。在无人机航拍测量过程中不可避免存在着倾斜误差和投影误差, 这都是受到搭载相机和地形影响而成的。相片的切斜造成像点的移位, 从而造成倾斜误差。而地形起伏造成的像点移位, 需要通过地面控制点数量的增加、纠正无人机影像畸变和提高影像镶嵌技术以及小像幅大数据两的数据处理。
2.2 光学成像畸变矫正技术
镜头设计的缺陷、制造过程中操作不当引起的缺陷以及加工安装过程中造成的误差容易造成薄棱镜畸变。此外若是CCD镜头形状有缺陷就会造成径向畸变, 会造成较大的畸变误差。相较于薄棱镜畸变和由于几何中心不一致而导致的偏心畸变而言, 径向畸变对于影像畸变的影响更大, 会严重影响空三精度。通过计算和实验, 不难发现镜头径向畸变较大, 切向畸变较小。在图像中心区域内发生畸变的可能较小, 而在图像的边缘区域内畸变较大。因此在实际使用无人机进行航空摄影时需要考虑到光学成像造成畸变的可能, 并将其进行正确的矫正, 避免出现较大的畸变。
2.3 均匀布点
无人机受风力的影响较大, 飞行时不能保持未定, 在飞行过程中所取得的POS数据精度不够高, 这就需要通过增加地面控制点的数量来提高测区的成图精度。在进行无人机航拍时需要确保测量人员的人为误差较小, 测量的温度适宜无人机的飞行, 大气压环境也较为适合, 这样才能通过已知的地面控制点采取实时动态定位系统 (real time kine-matic, RTK) 来进行控制点的加密工作。同时由于无人机飞行航带航向重叠高达80%, 旁向重叠达到60%, 其航带设置的要求远高于大飞机航拍测量的要求, 因而在设计飞行航带时在依据小比例尺地图的基础上要将地面控制点符号制作精确, 同时在布设时要均匀进行地面控制点的布设。相控点的布设必须均匀排数, 在航向三片重叠和旁向重叠的中线可以在重叠范围内布设。在无特征的大面积区域内可以增加控制点, 必须确保测区四周均匀布设, 当出现误差较大的控制点时应当及时剔除。
2.4 影像镶嵌技术
无人机所搭载的相机并非专业的测量相机, 无人机也无法达到较高的飞行高度, 因而在投影时会产生较大的误差, 影像与共线方程有出入。当无人机对地表高层建筑物进行航拍时不能真正射改正, 尤其是边缘位置出现的影像误差更大, 因而在使用无人机航拍技术进行大比例尺测图时应当进行影像镶嵌, 从正射纠正后的影像中提取相应的影像信息。但是在大比例尺测图成像时要避免出现明显的影像间接缝, 在自动生成之后再进行人工交互修改, 从而确保镶嵌线太过暴露。同时, 镶嵌线的选择和修改都应当采用线性特征的接边物, 避免直接穿过大型建筑物、水区、沙漠、戈壁和森林等大面积范围, 同时不应当将镶嵌线放置于影像的边缘, 应当沿着道路或地面等实体的边缘进行镶嵌。当镶嵌结束后应当张整个测区的拼接线集合成一套数据, 以便之后的编辑修改。由于受到各类环境的影响, 影像间会有一定的色差, 这就需要进行匀光匀色处理, 必要时还需进行羽化处理, 从而使影像的拼接自然过渡。
2.5 临界航带重复处理
无人机在进行航空摄影测量时会因为较高的重叠度而造成影响信息较大, 加大了影像处理工作的难度。在影像自动空三阶段需要将所有影像信息都进行处理, 按照分航带分块的方法提取DEM和正射纠正。对于临界航带要进行重复处理。为了确保影像的质量, 应当将影像镶嵌工作在同一工程中处理。当区域较大时, 可以人为分块具有一定重叠度的影像再进行镶嵌。当镶嵌工作完成后就可以进行输出。但由于相机像素较高, 分辨率也高, 因而最后的文件数据也大。然而镶嵌软件的性能决定了输出的文件不能大于4 GB影响, 因而当进行输出时要进行必要的分块再进行输出。
3 结语
随着中国改革开放的逐步深入, 经济建设迅猛发展, 各地区的地貌发生巨大变迁。现有的航空遥感技术手段已无法适应经济发展，需要新的遥感技术为日益发展的经济建设和文化事业服务。以无人驾驶飞机为空中遥感平台的技术, 正是适应这一需要而发展起来的一项新型应用性技术。使用无人机进行小区域遥感航拍技术, 在实践中取得了明显成效和经验。以无人机为空中遥感平台的微型航空遥感技术, 适应国家经济和文化建设发展的需求, 为中小城市特别是城、镇、县、乡等地区经济和文化建设提供了有效的遥感技术服务手段。遥感航拍技术对我国经济的发展具有重要的促进作用。
参考文献
[1]吕立蕾.无人机航摄技术在大比例尺测图中的应用研究[J].测绘与空间地理信息, 2016 (2) :116-118, 122.
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