《無人機航拍技術(shù)（微課版）》課件 項目1　無人機航拍技術(shù)概述

無人機航拍應(yīng)用PHOTOGRAPHY講授人：XXX項目一任務(wù)一

了解無人機航拍無人機航拍作為目前比較流行的拍攝方式，吸引了諸多行業(yè)的關(guān)注。什么是航拍，航拍發(fā)展經(jīng)歷了怎樣的過程？通過該任務(wù)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解無人機航拍的概念、無人機航拍發(fā)展歷史等相關(guān)理論知識，并明確無人機航拍在生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用。任務(wù)描述認(rèn)識航拍01航拍發(fā)展史02CONTENTSPart01認(rèn)識航拍航拍又稱空拍、空中攝影或航空攝影，是指從空中拍攝地球地貌以及世間萬物，獲得俯視圖或空照圖。航拍攝像機可以由攝影師控制，也可以由設(shè)備自動拍攝或遠(yuǎn)程控制。如圖所示為魔都上海冬日的暖陽航拍效果圖。一、航拍概念航拍作為一種非常先進(jìn)的攝影方式，在多個領(lǐng)域的攝影場景中得到了廣泛應(yīng)用，其拍攝效果不僅能給人們帶來視覺上的表現(xiàn)力和沖擊力，更能讓人體驗極致的拍攝美感。航拍圖片能夠清晰地表現(xiàn)被攝物體的具體形態(tài)。除了應(yīng)用在攝影領(lǐng)域外，也常應(yīng)用于軍事、交通建設(shè)、水利工程、生態(tài)研究、城市規(guī)劃等其他領(lǐng)域。二、航拍應(yīng)用領(lǐng)域三、航拍平臺航拍常用的平臺包括無人機、直升機、熱氣球、小型飛船、火箭、風(fēng)箏、降落傘等，如圖所示為直升機航拍場景圖。無人機把鏡頭帶到了天空，被稱作“會飛的照相機”，它是通過無線電遙控設(shè)備或機載計算機控制系統(tǒng)進(jìn)行操控的無人飛行器。Part02航拍發(fā)展史第一階段航拍最早可以追溯到1858年，如圖所示為法國攝影師納達(dá)爾乘著熱氣球，帶著老式的濕板照相機，在法國郊外拍下了最早的航拍照片。他實現(xiàn)了第一次空中攝影的偉大創(chuàng)舉，把夢想變成了現(xiàn)實，把眼睛帶到了天空，這一創(chuàng)舉向全人類第一次展示了上帝視角，開創(chuàng)了攝影史上新的篇章。

一、航拍發(fā)展歷程1882年，英國氣象學(xué)家阿奇博爾博把相機綁在風(fēng)箏上進(jìn)行拍攝；1897年，瑞典發(fā)明家阿爾弗雷德諾貝爾拍攝了第一幅以火箭作為搭載平臺的航拍作品；1903年，朱利葉斯·紐布蘭納爾設(shè)計了一種極小的、可固定在鴿子胸間的相機，相機每30秒自動曝光一次，以此來進(jìn)行拍攝。第一階段一、航拍發(fā)展歷程航拍發(fā)展的第二階段是飛艇的出現(xiàn)。飛艇是一種輕于空氣的航空器，它與熱氣球最大的區(qū)別在于其具有推進(jìn)和控制飛行狀態(tài)的裝置，并且飛艇具有成本低、安全系數(shù)高、穩(wěn)定性強、升空時間長、高度可調(diào)節(jié)、準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢，可用于影視拍攝、節(jié)目錄制、企業(yè)資料和品牌推廣、投資考察、城市規(guī)劃與發(fā)展、新聞采集與事件報道、大型活動與賽事等方面。一、航拍發(fā)展歷程第二階段航拍發(fā)展的第三階段是有人機航拍，即攝影人員乘坐固定翼飛機或直升機，攜帶相關(guān)攝影器材在高空進(jìn)行俯視拍攝，如圖所示。有人機航拍成本較高，飛行審批手續(xù)也較復(fù)雜，隨著無人機應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，有人機航拍勢必會大大減少。一、航拍發(fā)展歷程第三階段近年來，隨著通信與導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，憑借無人機自身獨特的優(yōu)勢，利用無人機平臺搭載一些任務(wù)設(shè)備進(jìn)行工作的做法被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，例如利用無人機與相機的結(jié)合制造出航拍無人機。目前，航拍無人機被廣泛應(yīng)用于影視航拍、紀(jì)錄片拍攝、偵查監(jiān)視等諸多領(lǐng)域。一、航拍發(fā)展歷程第四階段從人類冒著生命危險在熱氣球上進(jìn)行航拍，到有人駕駛飛機進(jìn)行航拍，再到無人機搭載攝像機進(jìn)行航拍，直至消費級無人機航拍的普及，航拍走過了百年的歷史，使人類能夠站在全新的視角審視世界。一、航拍發(fā)展歷程航拍無人機從誕生至今，各項關(guān)鍵技術(shù)均已經(jīng)取得了長足發(fā)展。無人機航拍技術(shù)以低速無人駕駛飛機為空中遙感平臺，用彩色、黑白等攝像技術(shù)收集空中影像數(shù)據(jù)，并利用計算機對圖像信息進(jìn)行加工處理，是集成遙感、遙控、遙測技術(shù)與計算機技術(shù)于一體的新型應(yīng)用技術(shù)，不僅為大眾帶來《戰(zhàn)狼》、《影》等優(yōu)秀作品，也通過《航拍中國》等特色紀(jì)錄片再現(xiàn)了我國波瀾壯闊的景色。二、航拍發(fā)展趨勢未來，無人機航拍技術(shù)還可以廣泛應(yīng)用于國家生態(tài)環(huán)境保護(hù)、礦產(chǎn)資源勘探、海洋環(huán)境監(jiān)測、土地利用調(diào)查、水資源開發(fā)、農(nóng)作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)作業(yè)、自然災(zāi)害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與市政管理、森林病蟲害防護(hù)與監(jiān)測、公共安全、國防事業(yè)、數(shù)字地球及廣告攝影等領(lǐng)域，市場需求廣闊。如圖所示為無人機正在進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘探作業(yè)。二、航拍發(fā)展趨勢1.什么是航拍？2.航拍發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個階段？課后練習(xí)感謝觀看！PHOTOGRAPHY講授人：XXX無人機航拍應(yīng)用講授人：XXX項目一任務(wù)二

無人機航拍應(yīng)用影視航拍01航拍直播02航拍測繪03航拍檢測04CONTENTS航拍搜救05航拍交通執(zhí)法06Part01影視航拍認(rèn)識影視航拍

自電影誕生以來，視覺特效的拍攝手法日新月異，攝影器材也不斷推陳出新，從地面的軌道車，到空間升降的大型搖臂，再到無人機航拍，無不體現(xiàn)著拍攝人員對空間視覺效果的極致追求。影視航拍近年來，應(yīng)用無人機航拍制作的影視作品層出不窮。部分專題片、影視劇、廣告宣傳片等都采用了無人機完成航拍作業(yè)，并取得了令人矚目的社會與經(jīng)濟(jì)效益，如《航拍中國》《遷徙的鳥》《地球》等紀(jì)錄片，《戰(zhàn)狼2》《影》等電影都利用了無人機進(jìn)行影視取景。影視航拍優(yōu)點

無人機航拍與傳統(tǒng)飛行航拍方式相比，傳統(tǒng)航拍需要影片制作公司雇傭直升機，拍攝人員在直升機上完成俯拍，成本相對較高。無人機航拍的出現(xiàn)，讓影視拍攝變得更簡單，更安全、且便于操控，因此受到影視創(chuàng)作與專業(yè)技術(shù)人員的熱捧。它克服了有人機航拍的不足，可以最大限度地超低空飛行，也可懸停接近目標(biāo)物體，完成視圖更加直接，影像也更加清晰。除此之外，無人機航拍還可以完成搖臂設(shè)備拍不到的高度和角度，特別適合航拍城市樓群、鐵路橋梁、河流湖泊、運動場景等，影視航拍Part02航拍直播近年來，無人機航拍在直播節(jié)目中應(yīng)用越來越廣泛。隨著消費級無人機的普及，普通人也可以用“上帝視角”鳥瞰世界。而網(wǎng)絡(luò)直播的興起，使無人機被廣泛應(yīng)用于交通、應(yīng)急搜救、農(nóng)林、環(huán)保、公共安全、影視等領(lǐng)域的航拍直播中，如：警方執(zhí)法過程網(wǎng)絡(luò)直播、節(jié)日無人機燈光秀直播、戶外賽事無人機直播、婚禮現(xiàn)場無人機直播等。認(rèn)識航拍直播航拍直播優(yōu)點近年來，無人機航拍在直播節(jié)目中應(yīng)用越來越廣泛。隨著消費級無人機的普及，普通人也可以用“上帝視角”鳥瞰世界。而網(wǎng)絡(luò)直播的興起，使無人機被廣泛應(yīng)用于交通、應(yīng)急搜救、農(nóng)林、環(huán)保、公共安全、影視等領(lǐng)域的航拍直播中，如：警方執(zhí)法過程網(wǎng)絡(luò)直播、節(jié)日無人機燈光秀直播、戶外賽事無人機直播、婚禮現(xiàn)場無人機直播等。航拍直播Part03航拍測繪無人機航拍測繪是以無人機作為空中平臺，以機載遙感設(shè)備，如高分辨率數(shù)碼相機、輕型光學(xué)相機、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測儀等獲取信息，用計算機對圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作圖像。無人機航拍測繪系統(tǒng)可以攜帶數(shù)碼相機、數(shù)字彩色航測相機等設(shè)備，以便快速獲取地表信息，呈現(xiàn)高分辨率影像，進(jìn)而得到更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)尤其適合勘測帶狀地區(qū)（公路、鐵路、河流、水庫、海岸線等）航拍影像。認(rèn)識航拍測繪航拍測繪優(yōu)點1.精確度高航拍測繪的實際測量精度達(dá)到亞米級，測圖精度可以達(dá)到1：1000。除此之外，航拍測繪具有豐富的三維地理信息，可以捕獲大比例尺地形的數(shù)據(jù)。如果測繪需要較高的精度，無人機比其他設(shè)備更能滿足實際的測量需求。航拍測繪2.靈活性及安全性高無人機航拍測繪的飛行高度一般低至50m，高達(dá)1000m，環(huán)境產(chǎn)生的變化對無人機航測結(jié)果影響甚微。相比傳統(tǒng)的測量技術(shù)，無人機具有廣泛的應(yīng)用空間，靈活性更高，例如地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測、礦區(qū)地質(zhì)分析、部分危險區(qū)域測繪等，無人機都能更順利地開展工作。3.效率高測繪工作中有許多小面積區(qū)域極易受到空域管理和天氣的影響，進(jìn)而導(dǎo)致工作效率降低，而無人機受天氣影響較小，獲取影像的周期也較短，不但不會影響工作進(jìn)度，還可以減輕工作人員的壓力，提升工作效率。4.成本低傳統(tǒng)測繪成本投入普遍偏高，而航拍測繪利用無人機結(jié)合攝影儀進(jìn)行作業(yè)，減少了人力、物力和財力的投入，縮短了測量周期。優(yōu)點航拍測繪Part04航拍監(jiān)測無人機航拍監(jiān)測主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、大氣監(jiān)測、交通監(jiān)測等諸多領(lǐng)域，為相關(guān)部門管理工作提供了有效的監(jiān)測途徑。目前，環(huán)保執(zhí)法者在調(diào)查企業(yè)偷排現(xiàn)象時，主要依靠手持式氣體檢測儀進(jìn)行逐戶檢查，效率極低，而使用搭載著污染物檢測吊艙的無人機，可實現(xiàn)短時間內(nèi)完成整個園區(qū)的污染物巡查。此外，利用可視化數(shù)據(jù)分析軟件實時獲取污染物分布格柵圖，地面人員可根據(jù)圖中污染源的定位即時上門巡查，使執(zhí)法更具針對性和實時性認(rèn)識航拍監(jiān)測航拍監(jiān)測Part05航拍搜救隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的救援方式很難適應(yīng)多場景的需求。隨著新技術(shù)的引入，無人機在救援工作中逐漸被認(rèn)可。目前，無人機在對抗自然災(zāi)害過程中主要應(yīng)用于實時監(jiān)視、災(zāi)后搜索救援和災(zāi)后災(zāi)情評估三方面。航拍搜救自然災(zāi)害具有突發(fā)性，而救援的關(guān)鍵在于災(zāi)害發(fā)生后救援的響應(yīng)速度，無人機可以從空中快速發(fā)現(xiàn)情況，并建立災(zāi)區(qū)三維模型，協(xié)助救援人員查看建筑物的破壞程度、道路通行能力、遇難人員分布等狀況。同時，無人機航空遙感系統(tǒng)具有實時性強、機動靈活、影像分辨率高、成本低等特點，且還能在高危地區(qū)進(jìn)行作業(yè)。除此之外，無人機還配備各種救援設(shè)備，搭建救援系統(tǒng)平臺并集成多項功能，實現(xiàn)多方控制，信息互通共享，達(dá)到更快捷、更高效的救援效果。航拍搜救的優(yōu)點航拍搜救Part06航拍交通執(zhí)法認(rèn)識航拍執(zhí)法除了在影視航拍、航拍直播、航拍測繪等領(lǐng)域的應(yīng)用，無人機航拍在智慧交通領(lǐng)域的執(zhí)法應(yīng)用中也凸顯出巨大的優(yōu)勢。航拍執(zhí)法不僅提高了交通整治效率，還提升了交通管理科學(xué)化、智能化的水平。當(dāng)前，無人機承載著巡查執(zhí)法、交通疏導(dǎo)、違規(guī)拍攝、應(yīng)急救援等任務(wù)航拍交通執(zhí)法掌控全局通過無人機對某地區(qū)進(jìn)行實時航拍獲取車流統(tǒng)計數(shù)據(jù)，即可了解其交通狀況，并分析出造成該路段交通擁堵的原因。通過連續(xù)監(jiān)測從車流變化中摸索出交通變化規(guī)律，可為交管部門進(jìn)行交通實時疏導(dǎo)提供依據(jù)?？焖俑咝c出動多輛警車執(zhí)行任務(wù)相比，無人機具備可低空飛行、速度快、變換視角靈活、活動范圍大等優(yōu)勢；與載人通用飛機、載人直升機或其他交通工具相比，無人機地勤和機務(wù)準(zhǔn)備時間短，可隨時出動，更有利于交通管理部門快速、高效地控制局面。機動靈活在城市交通管理中，無人機表現(xiàn)出特有的靈活性和機動性，既能飛行在高速道路和橋梁道路之上，又能穿行在高樓大廈之間，甚至可以穿過隧道進(jìn)行事故現(xiàn)場的勘查和取證。節(jié)省成本在城市交通管理中，較少架數(shù)的無人機即能代替較多地面警力完成同樣的任務(wù)，有助于節(jié)省人力和勤務(wù)成本。航拍交通執(zhí)法未來，無人機在交通領(lǐng)域的應(yīng)用不可限量，將會是智慧交通的重要力量。除此之外，無人機在空中偵察的作用也不容忽視，警用無人機可隨時備戰(zhàn)，適合在城市空間狹小的現(xiàn)場快速部署，尤其適用于群體事件現(xiàn)場情況的全局掌控，充分發(fā)揮無人機機動性強的特點，接到任務(wù)后能快速抵達(dá)現(xiàn)場，并將實時圖像信息傳輸至指揮中心，充分發(fā)揮“查得準(zhǔn)、盯得住、傳得快”的優(yōu)勢，為指揮中心合理調(diào)配警力、做出重大部署提供詳實可靠的依據(jù)。YOURLOGO航拍交通執(zhí)法1.無人機航拍測繪的優(yōu)點有哪些?2.無人機在對抗自然災(zāi)害的過程中主要應(yīng)用于哪幾個方面？課后練習(xí)感謝觀看后會有期PHOTOGRAPHY講授人：XXX無人機航拍應(yīng)用PHOTOGRAPHY講授人：XXX項目一任務(wù)三

無人機安全指南為了更好地發(fā)揮航拍無人機的作業(yè)效果，保障飛行安全，我們需要了解無人機飛行過程中的注意事項，避免不必要的安全事故發(fā)生。通過該任務(wù)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解限飛區(qū)、IMU校準(zhǔn)、指南針校準(zhǔn)等飛行安全知識，并掌握在大風(fēng)、失聯(lián)等飛行環(huán)境下的應(yīng)對措施。任務(wù)描述CONTENTS限飛區(qū)01020304050607IMU和指南針校準(zhǔn)飛行高度安全深夜飛行注意事項飛行中遭遇大風(fēng)天氣的應(yīng)對方法圖傳信號丟失的應(yīng)對方法如何找回失聯(lián)的無人機Part01限飛區(qū)概念

限飛區(qū)對無人機的飛行高度、速度有一定的限制，在該區(qū)域內(nèi)飛行的無人機必須遵守相應(yīng)的限制規(guī)定。限飛區(qū)包含但不限于機場、由于一些突發(fā)情況（如森林火災(zāi)、大型活動等）造成的臨時限飛區(qū)域、一些永久禁止飛行的區(qū)域（如監(jiān)獄、核工廠等）。此外，無人機操控人員在部分區(qū)域（如野生保護(hù)區(qū)、人流密集的城鎮(zhèn)等允許飛行的區(qū)域）也可能收到飛行警示。以上這些無法完全自由飛行的區(qū)域，統(tǒng)稱為限飛區(qū)，包含警示區(qū)、加強警示區(qū)、授權(quán)區(qū)、限高區(qū)、禁飛區(qū)等。限飛區(qū)當(dāng)無人機靠近禁飛區(qū)時，一般APP會給出相應(yīng)提示。當(dāng)無人機操控人員需要在限飛區(qū)進(jìn)行飛行時，可以準(zhǔn)備相關(guān)材料申請臨時解禁。但需要注意的是，解禁功能不適用于高度敏感的區(qū)域。限飛區(qū)Part02IMU和指南針校準(zhǔn)IMU（InertialMeasurementUnit）即慣性測量單元，是無人機內(nèi)部重要的傳感器。IMU由加速度計和陀螺儀組成，結(jié)合溫度計、氣壓計等傳感器，可以高精度地測量無人機姿態(tài)、角度、速度和高度等狀態(tài)信息，在飛行輔助功能中充當(dāng)極其重要的角色。一、IMU校準(zhǔn)由于磁場、無人機發(fā)生外力損傷或碰撞、長時間放置不水平等諸多因素影響，導(dǎo)致無人機可能會出現(xiàn)IMU異常提示，如圖所示，起飛前則需要重新校準(zhǔn)，但也有可能會出現(xiàn)校準(zhǔn)失敗的情況。如果多次嘗試都校準(zhǔn)失敗，則需要返場維修。一、IMU校準(zhǔn)二、指南針校準(zhǔn)指南針用于分辨無人機在地理坐標(biāo)系中的方向，其獲取的地磁數(shù)據(jù)關(guān)系到無人機對航向的判斷，指南針由于受到磁場干擾，可能導(dǎo)致測量的航向偏離無人機的真實航向，嚴(yán)重影響飛行安全。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時，均需進(jìn)行指南針校準(zhǔn)：01新機第一次飛行02無人機出現(xiàn)指南針異常提醒03在距離上次飛行地點較遠(yuǎn)時飛行04超過一個月未使用無人機二、指南針校準(zhǔn)注意事項若多次校準(zhǔn)失敗，可能是環(huán)境磁場干擾過大，可更換場地后重新嘗試校準(zhǔn)。若提示異常但未校準(zhǔn)就起飛，則會影響無人機懸停穩(wěn)定及返航功能。123請勿在強磁場區(qū)或大塊金屬附近校準(zhǔn)，如磁礦、停車場、輪船或帶有地下鋼筋的建筑區(qū)域等校準(zhǔn)時請勿隨身攜帶磁鐵物質(zhì)，如手機等指南針校準(zhǔn)時務(wù)必將無人機各機臂（折疊機臂）完全展開Part03飛行高度安全根據(jù)相關(guān)法規(guī)要求，除空中禁區(qū)、機場、軍事禁區(qū)、危險區(qū)域等周邊一定范圍內(nèi)，微型無人機無需批準(zhǔn)可以在真空50米以下空域飛行，輕型無人機可以在真空120米以下空域飛行。若飛行高度大于120米時，則需備案。

飛行高度安全Part04深夜飛行注意事項飛行前需提前做好規(guī)劃，詳細(xì)了解拍攝環(huán)境，認(rèn)真觀察無人機飛行路線是否存在強干擾情況，避免飛行時觸碰到高壓線、建筑物等障礙物導(dǎo)致炸機。無人機操控人員可在天黑前試飛一次，仔細(xì)觀察取景范圍并設(shè)計好構(gòu)圖。夜晚拍攝時，如果光線過暗，那么可以在起飛前適當(dāng)調(diào)高感光度、加快快門速度，進(jìn)而增加畫面亮度，這樣更有利于觀察周圍環(huán)境、確保飛行安全，并且可以得到更加準(zhǔn)確的畫面構(gòu)圖。一、周圍環(huán)境飛行高度是保障夜間飛行的關(guān)鍵因素，無人機操控人員可在白天調(diào)查清楚夜間航拍路線上建筑物的大致高度，并在飛行前設(shè)置好返航高度，避免無人機返航時與障礙物發(fā)生碰撞。有下視補光燈的無人機系統(tǒng)，建議無人機操控人員時刻將補光燈打開，以提醒其他人員，避免事故發(fā)生。二、飛行高度風(fēng)速是決定是否可以飛行的關(guān)鍵條件，無人機操控人員可根據(jù)無人機的抗風(fēng)情況選擇是否進(jìn)行飛行。航拍作業(yè)時，一般選擇無風(fēng)或者風(fēng)很小的天氣進(jìn)行拍攝。三、風(fēng)速等級Part05遭遇大風(fēng)天氣的應(yīng)對在大風(fēng)情況下，無人機為保持正常飛行會耗費更多的電量，會導(dǎo)致續(xù)航時間縮短，無人機穩(wěn)定性也會下降。無人機操控人員應(yīng)第一時間讓無人機下降到風(fēng)力較弱的高度，時刻注意無人機的飛行狀態(tài)，及時調(diào)整或選擇返航，避免意外發(fā)生。當(dāng)無人機在飛行中與風(fēng)力抗衡時，逆風(fēng)時務(wù)必觀察飛行速度是否為0，飛行距離是否有所縮短，以此來判斷無人機當(dāng)時是否能抵御強風(fēng)。另外，可以將無人機調(diào)至運動模式，讓無人機以更高的速度、更大的姿態(tài)飛行，以抗御強風(fēng)干擾。飛行中遭遇大風(fēng)天氣的應(yīng)對方法注意事項在運動模式下，無人機電量會消耗得特別快，而且部分無人機會失去自動避障能力，飛行動作將會變得很敏感，不太容易操作。故在使用運動模式飛行時，要更加謹(jǐn)慎小心。不要在強風(fēng)下拉距。當(dāng)遙控或圖傳信號中斷，無人機進(jìn)入自動返航模式時，有可能因為飛行前設(shè)置了返航高度，既