全媒體環境下媒體無人機應急報道平臺的設想

許志強

(1.四川傳媒學院，四川 成都　611745；2.四川氣象災害預測預警與應急管理研究中心，四川 成都　611745)

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全媒體環境下媒體無人機應急報道平臺的設想

許志強1，2

(1.四川傳媒學院，四川 成都611745；2.四川氣象災害預測預警與應急管理研究中心，四川 成都611745)

摘要:隨著計算機網絡技術的日益成熟，無人機在新聞報道領域的創新應用越來越多。從無人機的基本應用入手，通過分析無人機與新聞報道的融合應用與演進，提出了其未來在云計算、大數據技術支撐下，將與多維采集、三維重建、虛擬現實、全媒體交互創新融合的構想，使視覺從二維走向三維、使演播室與現場環境智能匹配，并試圖通過其工作流程與系統設計方面的分析，從技術角度闡述未來媒體無人機在應急報道中的發展方向。

關鍵詞:無人機；應急報道；三維重建；全媒體；虛擬現實

1無人機媒體中的運用

無人駕駛飛機簡稱“無人機”(見圖1)，是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務設備、執行多種任務，并能重復使用的無人駕駛航空器[1]，有人將其稱為“會飛的智能手機”。隨著技術的日益演進，無人機以其小型輕便、低噪節能、高效機動、影像清晰、智能化等特點，逐步在軍用和民用領域得到廣泛的運用。無人機的發展使得高效且低成本的獲取航拍影像成為可能，正在成為新聞采集的一個重要工具。

圖1　無人機

2015年被稱為無人機在媒體運用的元年。2015年1月，美國聯邦航空局(FAA)與CNN達成協定，CNN可派遣無人機進行突發性新聞的報道。此消息一傳出，美聯社、紐約時報、華盛頓郵報、GettyImages、NBC環球媒體集團等10家新聞機構在華盛頓宣布，它們將設置出模擬現實新聞地區的場景，測試無人機安全高效捕捉新聞的可行性；在歐洲， BBC在新聞報道中將無人機定義為新聞采集的“飛行相機”；賽事直播方面，2014年的巴西世界杯大量使用無人機進行空中拍攝，在進行航拍獲得優秀拍攝角度及畫面的同時，有效控制制作成本，可謂賺足了眼球。在國內，媒體應用無人機也逐漸成熟：湖北日報報業集團、重慶日報報業集團等均配備了專門用于低空拍攝新聞的無人機；影視劇拍攝方面，《爸爸去哪兒》、《舌尖上的中國2》的拍攝都有無人機參與；2015年6月，新華網宣布成立國內首家新聞無人機編隊，超前布局國內無人機新聞報道領域[2]。這些都標志著“無人機新聞”時代已經到來。事實上早在2011年，美國密蘇里大學和內布拉斯加大學就合作建立了“無人機新聞實驗室”。

然而，無人機目前在新聞領域的應用及場景還主要聚焦于二維圖像的采集層面，可以說還處于一個初級階段，缺乏深度信息，其采集的結果也僅僅是傳回新聞中心，未能通過智能化、虛擬化、全媒體等手段整合到完整的新聞傳播鏈條中，也未能成為人和環境之間交互的一個智能載體。本文針對上述問題，利用無人機的特點，將無人機與多維采集、三維重建、虛擬現實、全媒體技術相結合，試圖使視覺從二維走向三維，使演播室與現場環境智能匹配，以發揮無人機在應急報道中作為智能媒體的作用。

2應急報道、媒體無人機與全媒體新聞

2.1應急報道

應急報道是指重大突發事件發生時，新聞媒體在無法預設程序、預知內容、預排串聯單的“非常態”狀況下，及時、客觀、準確地對突發事件進行全方位、多層面、廣角式的報道，以最大限度地滿足受眾的知情權，所提供發布實時報道、預警消息、協調救援、傳達政令及收集反饋等服務。2011年美國“占領華爾街”事件、2011年日本大地震、2013年菲律賓臺風“海燕”、2013年四川雅安蘆山7.0級地震、2015年尼泊爾8.1級地震、2015年天津港特別重大爆炸安全事故等，新聞媒體的受眾們發現了無人機應急報道的身影。通過航拍照片和視頻影像，做出全方位的紀實報道，大大增強報道的新聞性和時效性。

2.2媒體無人機

媒體無人機，即把報社攝影師或電視臺攝像師手中的照相機或攝影機延伸到高空中，使其輕而易舉地獲得“上帝視角”，拍出更優美、更獨特、更震撼、更珍貴的新聞視角。與傳統的地面新聞拍攝相比，其具有突破空間限制、新聞視角獨特、地形環境適應性強等優勢；輔以信息化的地面遙控、播控設備，其能更快速甚至實時完成多媒體新聞采集，可以勝任全天候、多地形、全媒體的新聞航拍，輕松靈活地進行多視角、大場面展示。尤其在突發事件、災難事件發生時，媒體無人機在減少人力負擔的同時還能提高新聞的采集效率，而在現場的記者也可以利用無人機突破屏蔽和限制，新聞觸角延伸到常人所難及的空間和方位，近距離觀察事件。無人機善于在“3D環境”(即Dull(陰暗的)、Dirty(骯臟的)和Dangerous(危險的))下完成拍攝任務，特別是諸如自然災害、事故災難以及社會安全事件等方面，媒體無人機將使得新聞能夠第一時間傳播出去。一些業內人士甚至認為媒體無人機將是未來新聞采集的標配[3]。

2.3全媒體新聞

全媒體是指交互地綜合采用文字、圖形、聲音、圖像、動畫和視頻等多種媒體表現手段，全天候、全方位、全時空地展示傳播內容[4]。全媒體時代，一切能傳遞信息的介質都是媒體。全媒體融合(融合傳統電視媒體和網絡新媒體)，將導致媒體的名稱發生改變：Radio(廣播)變成Audio(音頻)，Television(電視)變成Video(視頻)，Media(媒體)變成Platform(平臺)[5]。把無人機與三維重建、虛擬/增強現實相結合并與新聞系統之間實現對接，使現場采集的內容能夠實時匹配到到相應的內容庫，碎片化抽取應用，為用戶提供電視、PC、手機等多種終端的融合接收，實現隨時、隨地用最適合自己的方式來獲取所需的資訊信息。全媒體傳播的方式使新聞報道發生轉變，全媒體新聞是媒體轉型期發展的必然。

3系統目標

根據國家應急體系規劃要求，媒體應急平臺是新聞機構面對突發事件進行指揮調度和全程跟蹤的應急管理系統[6]。媒體作為一種承擔著社會責任的公共資源，集中了最廣泛的采集渠道，建設并發展成熟了較廣網絡覆蓋和較大系統容量的計算機網絡系統。

本系統旨在搭建一套基于媒體無人機的應急報道平臺，一方面通過無人機在第一時間抵達突發事件現場，通過高清圖傳系統傳回視頻和圖片，以近距離觀察事件并獲取第一手資料，做出快速高效實施決策部署；另一方面試圖將采集的圖像進行三維計算與建模以恢復場景目標3D結構[7-8]，最終再與交互式全媒體演播室相互結合，將媒體無人機整合到完整的新聞傳播鏈條中，使公眾對突發公共事件情況的了解更加迅捷、信息的掌握更加豐富、全面與震撼。

4工作流程分析

媒體無人機應急報道工作流程圖見圖2。

圖2　無人機圖像系統工作流程圖

根據工作流程分析，設計出系統的功能模塊：1)無人機搭載拍攝設備：將無人機、拍攝設備、相關的遙控站、所需的指揮與管制鏈路以及批準的型號設計規定的任何其他部件組成系統，用以完成飛行航線規劃，并通過無人機對同一個目標、場景進行多次成像，形成多視角、多位置成像，一次性獲取災害現場多角度影像信息。2)高清圖傳：將天空中處于飛行狀態的無人機所拍攝的畫面通過壓縮和存儲，及時完整清晰地傳輸給地面無線圖傳遙控接收設備，圖像傳輸的實時性、穩定性是關鍵。3)三維重建：主要包括圖像預處理、特征點提取和匹配、三維計算以及三維建模，以還原出待重建目標的三維信息并構建模型。其中，特征點提取和匹配是三維重建中至關重要的步驟。4)虛擬現實與全媒體交互：將三維重建圖像與虛擬現實、全媒體交互結合，實現演播室環境下的前臺主持人對虛擬場景元素的直接控制，可提高節目制作效率和制作效果。

5系統設計

媒體無人機應急報道平臺依托已有的全媒體平臺，以應急指揮管理系統為應用核心，對航拍圖像獲取平臺、三維重建、虛擬現實以及應急通信系統進行全面整合。鑒于平臺基于各種先進的網絡技術設備，因此該系統具有一定的復雜性，下面將從多個角度進行詳細介紹。

5.1航拍圖像獲取平臺

要進行基于航拍的三維重建必須有一套高效可靠的航拍圖像獲取平臺(見圖3)，可以完成飛行航線規劃及高質量航拍圖像的獲取。該平臺的結構包括無人機飛行主體、飛行控制系統(動力、導航通信等)、無線數據通信系統、地面站控制系統(遙控裝置、監控系統、數據系統等)以及任務應用系統(傳感器、攝像器材等)5個部分。各部分的基本要求和功能如下：

1)無人機飛行主體：安裝有三軸電子陀螺、三軸加速度計、高精度氣壓計、精密電子羅盤、北斗導航模塊等各種傳感器，其特點是體積小、重量輕，非常適合對重量較為敏感的航拍應用。

2)飛行控制系統：被視為無人機大腦，影響著無人機的穩定性、數據傳輸可靠性、精確度、實時性等[9]，是無人機完成自動起飛、自動航線飛行、智能返航和自動降落等整個飛行過程的核心系統。

3)無線數據通信系統：保證飛行器和地面控制系統之間的數據交換，同時定向天線可以進一步加強圖像傳輸的信號，使得地面監視器不會出現信號干擾和中斷的情況，是無人機平臺和指揮控制方互相聯系的紐帶。

4)地面站控制系統：主要負責飛機的任務規劃，監測包括在地圖上的位置、飛行高度、飛行模式、相對空速、信號強度、電池狀態以及飛行姿態具體有橫滾角、偏航角、俯仰角等各類飛行狀態信息，支持航線規劃功能。

5)任務應用系統：既圖像獲取系統，搭載高清照相機/攝像機和全視角智能云臺，配合全高清數字圖像傳輸系統，圖像傳輸距離可達數十千米，使地面人員可以實時觀察到飛行器飛行中圖像獲取的內容，最高可傳輸1 920×1 080 60I/P的全高清圖像數據，其常用GoPro相機，且具有超廣角透鏡并內置WiFi。

圖3　航拍圖像獲取平臺示意圖

5.2無人機航拍圖像子系統

無人機航拍圖像系統(見圖4)，其工作流程可以分為3個部分：

1)任務規劃階段。該階段包括飛行器設備的檢測調試，飛行目標的確認，飛行航線的規劃。

2)航拍任務執行階段。通過設定的飛行航電對既定的目標進行拍攝，過程中根據實時傳輸回來的圖像通過地面控制系統調整飛行器或者機載圖像獲取設備。

3)航拍圖像信息處理。完成航拍任務后，對于數據的處理是系統的核心任務。該步包括圖像的預處理，二維圖像分析和三維的圖像理解目標定位等內容。

圖4　無人機航拍圖像系統示意圖

5.3三維重建與可視化子系統

基于無人機航拍圖像進行三維重建恢復場景目標三維結構，是計算攝影學中的一個典型的多視圖分析問題。該問題將無人機航拍獲取的具有重疊區域的圖像序列作為處理對象，在大數據、云計算等新一代信息技術的支撐下，通過分析和估計得到待重建區域的三維結構信息，通過 LumenRT等軟件在少量人工干預的條件下，經過一系列自動化處理渲染實時場景，可幫助相關人員了解現場情況。

一般的三維重建方法采用基于雙目立體視覺的方法，其大致分為圖像獲取、攝像機標定、特征區域提取和匹配、攝像機校正、立體匹配和三維重建6個步驟[10](見圖5)。

圖5　基于雙目立體視覺的三維重建整體流程示意圖

5.4虛擬現實與全媒體交互子系統

根據突發事件的類型及位置，通過數據交互接口，將三維重建后的目標場景加入云朵、光照、雨雪等相關因素的模擬并生成虛擬效果，再結合傳感技術、識別技術、跟蹤技術可實現主持人深入到虛擬場景中，并能對目標場景多視角瀏覽、縮放、漫游等功能，把逐步變化的戰略態勢事件“生動形象”地展現給觀眾，讓觀眾能以360°的視角親臨新聞發生現場，由此可把觀眾“帶入到”新聞內容中，更全面接收信息，而真實性，正是新聞的要義之一。同時，全媒體信息接入互動系統，還可將觀眾的短信、微博、微信等實時信息采集，實現與直播現場的跨媒體的多維實時互動。虛擬現實與全媒體交互子系統示意圖見圖6。

圖6　虛擬現實與全媒體交互子系統示意圖

6媒體無人機發展展望

隨著無人機向各行業不斷滲透，“無人機+媒體”的應用也顯示出良好前景。展望未來，媒體無人機帶來的信息爆炸或將推動媒體升級與轉型，對未來的媒體形態和格局產生深遠影響。

6.1將變為空中智能化裝備

智能化改變人類生活方式。無人機是空中移動平臺，“無人機+”的發展極富想象力。未來的媒體無人機將集成更多的機器人技術和更先進的算法，裝備更多的傳感器，加載更多的任務載荷設備，接入外部網絡，智能化地完成各種復雜的任務，將變為空中的智能載體和智能節點。同時，還具有“跟隨”選項，可以控制無人機按照既定任務跟隨用戶實現實時拍攝。此外，還可與智能硬件和可穿戴設備的結合，將會帶來更豐富的交互和智能，如開發者可以開發可穿戴設備的無人機控制APP，實現更加豐富的人工交互，實現不同角度的拍攝，從而獲得最佳的拍攝效果。

6.2將成為空中網絡熱點和資源節點

空中通信中繼是無人機的一個重要用途[11]。當突發事件發生時，在一定地域內地面通信設施遭到大范圍損毀，信息傳遞與溝通成為重大問題。此時此刻，在災難現場等特殊地點放上幾架無人機用以布局WiFi熱點，不僅可快速構成一個應急局域無線通信網以解燃眉之急，還可為現場記者提供網絡連接以及時傳輸更多現場資料。未來，媒體無人機還可充當空中數據資源節點，為云計算和大數據服務。

6.3將成為大數據入口

無人機最重要的一個功能便是采集數據，無論航拍還是電力巡線、測繪、警用巡視等，本質都是實時采集外界數據，傳回云端進行大數據的實時分析，因此可以把無人機視為一個會飛的傳感器(見圖7)。數據是資產、更是資本。在未來，如果深度學習和人工智能獲得突破性進展，結合采集的大數據，無人機將會成為會飛的機器人，讓智能媒體時代再一次悸動。

圖7　無人機將成為大數據入口

7結束語

媒體變革的浪潮中，不斷求新求變，提升用戶體驗，是媒體共同的生存法則。媒體無人機參與新聞報道活動，旨在用新的新聞報道工具獲取不一樣的素材，并通過三維重建與虛擬演播與全媒體交互的方式給用戶全新的視聽感受，以不斷探索新聞內容的全媒體化和移動化的呈現，在真正意義上實現跨時空的新聞呈現，以不斷開創全媒體產品的新生態，或許將是未來新聞傳媒的重要發展方向。這還是一個新鮮事物，如何把它用到最適合的地方、最能發揮它功效的地方，將是媒體從業人員需要不斷探索創新的。而本文所探討的媒體無人機在全媒體環境下的應急報道應用，則是以此為基礎的一種拋磚引玉的構想。

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責任編輯：時雯

Idea of emergency platform of media UAV in all media environment

XU Zhiqiang1，2

(1.SichuanUniversityofMediaandCommunications，Chengdu611745，China；2.SichuanMeteorologicalDisasterForecastingandEarlyWarningandEmergencyManagementResearchCenter，Chengdu611745，China)

Abstract:Along with the computer network technology matures，unmanned aerial vehicle (UAV) more and more innovative applications in the field of news reporting. Basic application of the UAV of through the analysis without man-machine and news reports of the integration and evolution， put forward its future in cloud computing， big data technology， and collecting multi-dimensional， three-dimensional reconstruction and virtual reality， all media interactive innovation fusion concept， the visual from 2D to 3D， make the studio intelligent matching with the environment， and tries to through the analysis of its working process and system design， from a technical point of view on the development direction of future media UAV in the emergency report.

Key words:unmanned aerial vehicles； emergency reports； reconstruction； all media； virtual reality

中圖分類號：TP37

文獻標志碼:A

DOI：10.16280/j.videoe.2016.05.014

基金項目：四川省教育廳科技成果轉化重大培育項目(16CZ0041)；四川氣象災害預測預警與應急管理研究中心開放研究基金項目(ZHYJ15-YB10)；四川省教育廳自然科學重點項目(15ZA0352)

作者簡介：

許志強(1981— )，碩士，高級工程師，IEEE高級會員、CIC高級會員、CIE高級會員，四川傳媒學院新媒體研究院院長助理，長期從事媒體內容與業務信息系統、全媒體融合業務等領域的融合研究。

收稿日期：2015-11-24

文獻引用格式：許志強.全媒體環境下媒體無人機應急報道平臺的設想[J].電視技術，2016，40(5)：62-66.XU Z Q. Idea of emergency platform of media UAV in all media environment [J].Video engineering，2016，40(5)：62-66.