淺談便攜式民用無人機在高海拔的航拍應(yīng)用

前言

隨著時代的發(fā)展，民用便攜式無人機進入人們生活，航拍技術(shù)的“上帝”視角造就了獨特的視覺感受，并在高海拔地區(qū)的活動中發(fā)揮著重要作用。隨著民用無人機的普及，越來越多的人在旅行時選擇使用便攜式無人機記錄自己的生活。在質(zhì)量好、畫質(zhì)優(yōu)的攝影鏡頭和高精度定位系統(tǒng)的快速發(fā)展下，借助便攜式無人機的航拍功能，為高海拔地區(qū)的拍攝提供了無限可能，無人機航拍技術(shù)在高海拔登山、應(yīng)急響應(yīng)等方面已有所應(yīng)用。本文就便攜式民用無人機航拍技術(shù)在高海拔地區(qū)的實際應(yīng)用進行分析，并提出相應(yīng)建議，以供參考。

民用無人機航拍的概念

無人機航拍是以無人駕駛飛行器作為空中平臺，借助機身攜帶的載體（如：攝影鏡頭），使用遙控器進行遠程控制，按照預(yù)期軌跡要求進行飛行拍攝。現(xiàn)已有綜合化、高集成度的無人機航空器在全系統(tǒng)的設(shè)置下進行應(yīng)用，比較常見的有大疆精靈、御、悟系列無人機航空器。

民用無人機航拍在高海拔地區(qū)的使用

民用無人機的操作流程

使用民用無人機進行攝影時，首先要確定飛行的范圍，并預(yù)測無人機在地面起降飛行的位置，同時規(guī)劃飛行航線。在起飛前向當(dāng)?shù)毓苤撇块T進行報備，提供飛行范圍、預(yù)期使用時間、飛行用途等，確保所在空域飛行航線的合法性。一般消費者使用的無人機可飛行的時間在20分鐘左右，因此在飛行前一定要設(shè)計好飛行航線。在飛行開始前，還需要對無人機進行檢查。一般分為兩部分，分別是系統(tǒng)和硬件。系統(tǒng)內(nèi)部檢查包括：校準(zhǔn)指南針（兩次起飛位置超過10公里時便建議校準(zhǔn)）、IMU的自檢、相機云臺的自檢，硬件檢查包括：遙控器搖桿桿量是否正常、鏡頭是否干凈無污漬、電池電壓溫度是否正常、旋翼外觀是否無損以及安裝松緊方向是否正確。在起飛后，要時刻觀察天空環(huán)境，尋找信號避免遮擋，以及飛行器空域適航位置，并及時調(diào)整鏡頭角度、飛行姿態(tài)以達到預(yù)期效果。

便攜式民用無人機航拍器的常見應(yīng)用

常見的便攜式民用無人機具有便攜、靈活、成本低、智能、高效等特點，由于不需要特別的跑道進行起降，所以具備隨時進行快速升空的優(yōu)勢。根據(jù)便攜式無人機的特點，便攜式無人機進入了日常生活與行業(yè)應(yīng)用中。

1.高海拔登山攝影記錄

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，越來越多的登山者也開啟了航拍的新紀(jì)元。在以往拍攝航空視角的鏡頭時，往往需要租賃昂貴的直升機進行高空拍攝，不僅成本高，潛在的風(fēng)險也非常大，如：空氣亂流導(dǎo)致直升機不平穩(wěn)等。現(xiàn)在很多的登山向?qū)o人機航拍運用到高海拔登山紀(jì)錄片的創(chuàng)作中（如圖1所示），通過無人機航拍攝影的優(yōu)勢，在登山拍攝的視覺角度上增添了“上帝視角”的特殊鏡頭，操控飛行器進行高復(fù)雜難度的飛行以記錄多維度的不同視角（如：由遠拉近再升高并借助鏡頭的俯仰達到新奇的視覺體驗）。民用無人機航拍器多采用廣角鏡頭，在飛行過程中可以記錄更多的周邊影像，在高速的“對沖”拍攝中也可以呈現(xiàn)出極強的速度感（如圖2所示）。

登山愛好者，隨身攜帶一架便攜式無人機便可隨時記錄登山過程中的精彩瞬間（如圖3所示）。這不僅是社會發(fā)展的結(jié)果，更是中國技術(shù)革新的重要體現(xiàn)。在視覺體驗上有了新探索，是高科技產(chǎn)物與影像技術(shù)的新結(jié)合。

2.高原地區(qū)應(yīng)急救援

在應(yīng)急救援中，對某一范圍進行搜索時，借助便攜式民用無人機靈活、智能、高效的特點，可隨時進行快速升空的高空搜索，大大降低了對人力物力的浪費，使得應(yīng)急救援任務(wù)更加高效（如圖4、圖5、圖6所示）。根據(jù)不同的環(huán)境特點，采取不同的鏡頭進行搭配可快速進行紅外探察、指示燈引航等活動。

3.無人區(qū)域線路巡檢

從廣闊平坦的內(nèi)蒙高原到起伏落差大的云貴高原，中國基建保障了人民安居樂業(yè)，在高原地區(qū)無人區(qū)域的線路較多，且線路相隔位置較遠，采用無人機巡檢降低了人工巡檢的危險，并為巡檢時提供了影像資料備份，提高了勘察的效率（如圖7、圖8所示）。

在高海拔地區(qū)的注意事項

高海拔地區(qū)風(fēng)力大、多大風(fēng)、雷暴和冰雹等，溫度日較差顯著，大多寒冷缺氧、氣候干燥。復(fù)雜多變的氣象環(huán)境、含氧量的降低給無人機性能造成衰減，也為飛行駕駛帶來危險。根據(jù)高海拔地區(qū)的特點，在使用無人機航空器飛行時有以下注意事項：

1.由于高原含氧量較低，空氣稀薄，飛行器動力會下降30%左右，建議飛行前更換高原槳葉。

2.在高寒地區(qū)，一般飛行器的電池需要預(yù)熱并穩(wěn)定電壓，建議使用行業(yè)應(yīng)用無人機電池（自帶加熱功能）或提前進行人工加熱（如暖寶寶）。

3.高原地區(qū)的土地含量不同，不同區(qū)域的磁場會有較大變化，飛行器指示信號的方位會出現(xiàn)偏差，所以在起飛前一定要校準(zhǔn)指南針并時刻觀察飛行器姿態(tài)。

4.為了追求極致的影像效果，在采取貼地飛行、穿越峽谷時，由于氣流影響非常容易導(dǎo)致飛行姿態(tài)偏移。

5.根據(jù)中國民用航空局的有關(guān)規(guī)定，在飛行過程中需通過UTMISS線上數(shù)據(jù)收發(fā)接口實時報送飛行動態(tài)數(shù)據(jù)。

民用無人機航拍技術(shù)的應(yīng)用啟示

民用無人機被應(yīng)用到了航空拍攝中，并得到了相關(guān)從業(yè)人員的關(guān)注和重視，并且無人機航拍技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了不同的場景中。無人機這種可便攜飛行的工具能夠完成其他工具不容易完成的項目，可以降低大量的人工風(fēng)險，特別是在高海拔易缺氧狀態(tài)下，無人機更能夠升空進行大范圍的探索拍攝，而且可以針對目標(biāo)物體在不同的角度下展現(xiàn)出的活動情況。在高海拔攀登過程中，便攜式無人機的航拍技術(shù)不僅能夠記錄真實狀態(tài)下的拍攝過程，也可以在發(fā)生危險時（如：雪崩、走失、滑落）提供快速的巡查功能。

總之，隨著民用無人機的普及，航拍技術(shù)的不斷提高，綜合無人機航拍技術(shù)的低成本、高效率等特點，可應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，在推進高海拔地區(qū)的發(fā)展中具有顯著作用。

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作者簡介：劉威（1998—），山東聊城人，大學(xué)本科，現(xiàn)就讀于首都師范大學(xué)科德學(xué)院攝影（無人機航拍）專業(yè)，主要研究方向為無人機航空攝影。