全媒体环境下媒体无人机应急报道平台的设想

许志强

(1.四川传媒学院，四川 成都　611745；2.四川气象灾害预测预警与应急管理研究中心，四川 成都　611745)



全媒体环境下媒体无人机应急报道平台的设想

许志强1，2

(1.四川传媒学院，四川 成都611745；2.四川气象灾害预测预警与应急管理研究中心，四川 成都611745)

摘要:随着计算机网络技术的日益成熟，无人机在新闻报道领域的创新应用越来越多。从无人机的基本应用入手，通过分析无人机与新闻报道的融合应用与演进，提出了其未来在云计算、大数据技术支撑下，将与多维采集、三维重建、虚拟现实、全媒体交互创新融合的构想，使视觉从二维走向三维、使演播室与现场环境智能匹配，并试图通过其工作流程与系统设计方面的分析，从技术角度阐述未来媒体无人机在应急报道中的发展方向。

关键词:无人机；应急报道；三维重建；全媒体；虚拟现实

1无人机媒体中的运用

无人驾驶飞机简称“无人机”(见图1)，是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器[1]，有人将其称为“会飞的智能手机”。随着技术的日益演进，无人机以其小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、智能化等特点，逐步在军用和民用领域得到广泛的运用。无人机的发展使得高效且低成本的获取航拍影像成为可能，正在成为新闻采集的一个重要工具。

图1　无人机

2015年被称为无人机在媒体运用的元年。2015年1月，美国联邦航空局(FAA)与CNN达成协定，CNN可派遣无人机进行突发性新闻的报道。此消息一传出，美联社、纽约时报、华盛顿邮报、GettyImages、NBC环球媒体集团等10家新闻机构在华盛顿宣布，它们将设置出模拟现实新闻地区的场景，测试无人机安全高效捕捉新闻的可行性；在欧洲， BBC在新闻报道中将无人机定义为新闻采集的“飞行相机”；赛事直播方面，2014年的巴西世界杯大量使用无人机进行空中拍摄，在进行航拍获得优秀拍摄角度及画面的同时，有效控制制作成本，可谓赚足了眼球。在国内，媒体应用无人机也逐渐成熟：湖北日报报业集团、重庆日报报业集团等均配备了专门用于低空拍摄新闻的无人机；影视剧拍摄方面，《爸爸去哪儿》、《舌尖上的中国2》的拍摄都有无人机参与；2015年6月，新华网宣布成立国内首家新闻无人机编队，超前布局国内无人机新闻报道领域[2]。这些都标志着“无人机新闻”时代已经到来。事实上早在2011年，美国密苏里大学和内布拉斯加大学就合作建立了“无人机新闻实验室”。

然而，无人机目前在新闻领域的应用及场景还主要聚焦于二维图像的采集层面，可以说还处于一个初级阶段，缺乏深度信息，其采集的结果也仅仅是传回新闻中心，未能通过智能化、虚拟化、全媒体等手段整合到完整的新闻传播链条中，也未能成为人和环境之间交互的一个智能载体。本文针对上述问题，利用无人机的特点，将无人机与多维采集、三维重建、虚拟现实、全媒体技术相结合，试图使视觉从二维走向三维，使演播室与现场环境智能匹配，以发挥无人机在应急报道中作为智能媒体的作用。

2应急报道、媒体无人机与全媒体新闻

2.1应急报道

应急报道是指重大突发事件发生时，新闻媒体在无法预设程序、预知内容、预排串联单的“非常态”状况下，及时、客观、准确地对突发事件进行全方位、多层面、广角式的报道，以最大限度地满足受众的知情权，所提供发布实时报道、预警消息、协调救援、传达政令及收集反馈等服务。2011年美国“占领华尔街”事件、2011年日本大地震、2013年菲律宾台风“海燕”、2013年四川雅安芦山7.0级地震、2015年尼泊尔8.1级地震、2015年天津港特别重大爆炸安全事故等，新闻媒体的受众们发现了无人机应急报道的身影。通过航拍照片和视频影像，做出全方位的纪实报道，大大增强报道的新闻性和时效性。

2.2媒体无人机

媒体无人机，即把报社摄影师或电视台摄像师手中的照相机或摄影机延伸到高空中，使其轻而易举地获得“上帝视角”，拍出更优美、更独特、更震撼、更珍贵的新闻视角。与传统的地面新闻拍摄相比，其具有突破空间限制、新闻视角独特、地形环境适应性强等优势；辅以信息化的地面遥控、播控设备，其能更快速甚至实时完成多媒体新闻采集，可以胜任全天候、多地形、全媒体的新闻航拍，轻松灵活地进行多视角、大场面展示。尤其在突发事件、灾难事件发生时，媒体无人机在减少人力负担的同时还能提高新闻的采集效率，而在现场的记者也可以利用无人机突破屏蔽和限制，新闻触角延伸到常人所难及的空间和方位，近距离观察事件。无人机善于在“3D环境”(即Dull(阴暗的)、Dirty(肮脏的)和Dangerous(危险的))下完成拍摄任务，特别是诸如自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面，媒体无人机将使得新闻能够第一时间传播出去。一些业内人士甚至认为媒体无人机将是未来新闻采集的标配[3]。

2.3全媒体新闻

全媒体是指交互地综合采用文字、图形、声音、图像、动画和视频等多种媒体表现手段，全天候、全方位、全时空地展示传播内容[4]。全媒体时代，一切能传递信息的介质都是媒体。全媒体融合(融合传统电视媒体和网络新媒体)，将导致媒体的名称发生改变：Radio(广播)变成Audio(音频)，Television(电视)变成Video(视频)，Media(媒体)变成Platform(平台)[5]。把无人机与三维重建、虚拟/增强现实相结合并与新闻系统之间实现对接，使现场采集的内容能够实时匹配到到相应的内容库，碎片化抽取应用，为用户提供电视、PC、手机等多种终端的融合接收，实现随时、随地用最适合自己的方式来获取所需的资讯信息。全媒体传播的方式使新闻报道发生转变，全媒体新闻是媒体转型期发展的必然。

3系统目标

根据国家应急体系规划要求，媒体应急平台是新闻机构面对突发事件进行指挥调度和全程跟踪的应急管理系统[6]。媒体作为一种承担着社会责任的公共资源，集中了最广泛的采集渠道，建设并发展成熟了较广网络覆盖和较大系统容量的计算机网络系统。

本系统旨在搭建一套基于媒体无人机的应急报道平台，一方面通过无人机在第一时间抵达突发事件现场，通过高清图传系统传回视频和图片，以近距离观察事件并获取第一手资料，做出快速高效实施决策部署；另一方面试图将采集的图像进行三维计算与建模以恢复场景目标3D结构[7-8]，最终再与交互式全媒体演播室相互结合，将媒体无人机整合到完整的新闻传播链条中，使公众对突发公共事件情况的了解更加迅捷、信息的掌握更加丰富、全面与震撼。

4工作流程分析

媒体无人机应急报道工作流程图见图2。

图2　无人机图像系统工作流程图

根据工作流程分析，设计出系统的功能模块：1)无人机搭载拍摄设备：将无人机、拍摄设备、相关的遥控站、所需的指挥与管制链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成系统，用以完成飞行航线规划，并通过无人机对同一个目标、场景进行多次成像，形成多视角、多位置成像，一次性获取灾害现场多角度影像信息。2)高清图传：将天空中处于飞行状态的无人机所拍摄的画面通过压缩和存储，及时完整清晰地传输给地面无线图传遥控接收设备，图像传输的实时性、稳定性是关键。3)三维重建：主要包括图像预处理、特征点提取和匹配、三维计算以及三维建模，以还原出待重建目标的三维信息并构建模型。其中，特征点提取和匹配是三维重建中至关重要的步骤。4)虚拟现实与全媒体交互：将三维重建图像与虚拟现实、全媒体交互结合，实现演播室环境下的前台主持人对虚拟场景元素的直接控制，可提高节目制作效率和制作效果。

5系统设计

媒体无人机应急报道平台依托已有的全媒体平台，以应急指挥管理系统为应用核心，对航拍图像获取平台、三维重建、虚拟现实以及应急通信系统进行全面整合。鉴于平台基于各种先进的网络技术设备，因此该系统具有一定的复杂性，下面将从多个角度进行详细介绍。

5.1航拍图像获取平台

要进行基于航拍的三维重建必须有一套高效可靠的航拍图像获取平台(见图3)，可以完成飞行航线规划及高质量航拍图像的获取。该平台的结构包括无人机飞行主体、飞行控制系统(动力、导航通信等)、无线数据通信系统、地面站控制系统(遥控装置、监控系统、数据系统等)以及任务应用系统(传感器、摄像器材等)5个部分。各部分的基本要求和功能如下：

1)无人机飞行主体：安装有三轴电子陀螺、三轴加速度计、高精度气压计、精密电子罗盘、北斗导航模块等各种传感器，其特点是体积小、重量轻，非常适合对重量较为敏感的航拍应用。

2)飞行控制系统：被视为无人机大脑，影响着无人机的稳定性、数据传输可靠性、精确度、实时性等[9]，是无人机完成自动起飞、自动航线飞行、智能返航和自动降落等整个飞行过程的核心系统。

3)无线数据通信系统：保证飞行器和地面控制系统之间的数据交换，同时定向天线可以进一步加强图像传输的信号，使得地面监视器不会出现信号干扰和中断的情况，是无人机平台和指挥控制方互相联系的纽带。

4)地面站控制系统：主要负责飞机的任务规划，监测包括在地图上的位置、飞行高度、飞行模式、相对空速、信号强度、电池状态以及飞行姿态具体有横滚角、偏航角、俯仰角等各类飞行状态信息，支持航线规划功能。

5)任务应用系统：既图像获取系统，搭载高清照相机/摄像机和全视角智能云台，配合全高清数字图像传输系统，图像传输距离可达数十千米，使地面人员可以实时观察到飞行器飞行中图像获取的内容，最高可传输1 920×1 080 60I/P的全高清图像数据，其常用GoPro相机，且具有超广角透镜并内置WiFi。

图3　航拍图像获取平台示意图

5.2无人机航拍图像子系统

无人机航拍图像系统(见图4)，其工作流程可以分为3个部分：

1)任务规划阶段。该阶段包括飞行器设备的检测调试，飞行目标的确认，飞行航线的规划。

2)航拍任务执行阶段。通过设定的飞行航电对既定的目标进行拍摄，过程中根据实时传输回来的图像通过地面控制系统调整飞行器或者机载图像获取设备。

3)航拍图像信息处理。完成航拍任务后，对于数据的处理是系统的核心任务。该步包括图像的预处理，二维图像分析和三维的图像理解目标定位等内容。

图4　无人机航拍图像系统示意图

5.3三维重建与可视化子系统

基于无人机航拍图像进行三维重建恢复场景目标三维结构，是计算摄影学中的一个典型的多视图分析问题。该问题将无人机航拍获取的具有重叠区域的图像序列作为处理对象，在大数据、云计算等新一代信息技术的支撑下，通过分析和估计得到待重建区域的三维结构信息，通过 LumenRT等软件在少量人工干预的条件下，经过一系列自动化处理渲染实时场景，可帮助相关人员了解现场情况。

一般的三维重建方法采用基于双目立体视觉的方法，其大致分为图像获取、摄像机标定、特征区域提取和匹配、摄像机校正、立体匹配和三维重建6个步骤[10](见图5)。

图5　基于双目立体视觉的三维重建整体流程示意图

5.4虚拟现实与全媒体交互子系统

根据突发事件的类型及位置，通过数据交互接口，将三维重建后的目标场景加入云朵、光照、雨雪等相关因素的模拟并生成虚拟效果，再结合传感技术、识别技术、跟踪技术可实现主持人深入到虚拟场景中，并能对目标场景多视角浏览、缩放、漫游等功能，把逐步变化的战略态势事件“生动形象”地展现给观众，让观众能以360°的视角亲临新闻发生现场，由此可把观众“带入到”新闻内容中，更全面接收信息，而真实性，正是新闻的要义之一。同时，全媒体信息接入互动系统，还可将观众的短信、微博、微信等实时信息采集，实现与直播现场的跨媒体的多维实时互动。虚拟现实与全媒体交互子系统示意图见图6。

图6　虚拟现实与全媒体交互子系统示意图

6媒体无人机发展展望

随着无人机向各行业不断渗透，“无人机+媒体”的应用也显示出良好前景。展望未来，媒体无人机带来的信息爆炸或将推动媒体升级与转型，对未来的媒体形态和格局产生深远影响。

6.1将变为空中智能化装备

智能化改变人类生活方式。无人机是空中移动平台，“无人机+”的发展极富想象力。未来的媒体无人机将集成更多的机器人技术和更先进的算法，装备更多的传感器，加载更多的任务载荷设备，接入外部网络，智能化地完成各种复杂的任务，将变为空中的智能载体和智能节点。同时，还具有“跟随”选项，可以控制无人机按照既定任务跟随用户实现实时拍摄。此外，还可与智能硬件和可穿戴设备的结合，将会带来更丰富的交互和智能，如开发者可以开发可穿戴设备的无人机控制APP，实现更加丰富的人工交互，实现不同角度的拍摄，从而获得最佳的拍摄效果。

6.2将成为空中网络热点和资源节点

空中通信中继是无人机的一个重要用途[11]。当突发事件发生时，在一定地域内地面通信设施遭到大范围损毁，信息传递与沟通成为重大问题。此时此刻，在灾难现场等特殊地点放上几架无人机用以布局WiFi热点，不仅可快速构成一个应急局域无线通信网以解燃眉之急，还可为现场记者提供网络连接以及时传输更多现场资料。未来，媒体无人机还可充当空中数据资源节点，为云计算和大数据服务。

6.3将成为大数据入口

无人机最重要的一个功能便是采集数据，无论航拍还是电力巡线、测绘、警用巡视等，本质都是实时采集外界数据，传回云端进行大数据的实时分析，因此可以把无人机视为一个会飞的传感器(见图7)。数据是资产、更是资本。在未来，如果深度学习和人工智能获得突破性进展，结合采集的大数据，无人机将会成为会飞的机器人，让智能媒体时代再一次悸动。

图7　无人机将成为大数据入口

7结束语

媒体变革的浪潮中，不断求新求变，提升用户体验，是媒体共同的生存法则。媒体无人机参与新闻报道活动，旨在用新的新闻报道工具获取不一样的素材，并通过三维重建与虚拟演播与全媒体交互的方式给用户全新的视听感受，以不断探索新闻内容的全媒体化和移动化的呈现，在真正意义上实现跨时空的新闻呈现，以不断开创全媒体产品的新生态，或许将是未来新闻传媒的重要发展方向。这还是一个新鲜事物，如何把它用到最适合的地方、最能发挥它功效的地方，将是媒体从业人员需要不断探索创新的。而本文所探讨的媒体无人机在全媒体环境下的应急报道应用，则是以此为基础的一种抛砖引玉的构想。

参考文献：

[1]陶于金，李沛峰.无人机系统发展与关键技术综述[J].航空制造技术，2014(20)：34-39.

[2]蔡名照.新华网组建新闻网站首家无人机队 超前布局国内无人机新闻报道领域[EB/OL][2015-10-21].http：//xuan.news.cn/sub/politics/20150615/2443304_c.html.

[3]陈怡.媒体无人机新闻采集的未来标配[J].军事记者，2014(11)：61-62.

[4]XU Z Q，HE J L，LIU T. Researches on ominimedia development strategies and core competitive strength improvement in the context of triple play[J].International journal of future generation communication and networking, 2015(2)：27-36.

[5]申启武，李旦.全媒体时代的广播发展战略[J].现代传播，2012(2)：140-141.

[6]张岳.一种基于资源整合构建新闻媒体应急平台的设想[C]//中国新闻技术工作者联合会2009年学术年会论文集.[s.n.]：中国新闻技术工作者联合会，2009：256-260.

[7]王继周，林宗坚，李成名，等.基于UAV遥感影像的建筑物三维重建[J].遥感信息，2004(4)：11-15.

[8]FRANCISCO R M. Stereo vision three-dimensional terrain maps for precision agriculture[J].Computers and electronics in agriculture，2008(2)：133-143.

[9]胡正平，田弼臣.信息化条件下无人机的战场应用及发展趋势[J].飞航导弹，2011(10)：63-65.

[10]刘彦宏，王洪斌，杜威，等.基于图像的树类物体的三维重建[J].计算机学报，2002，25(3)：930-935.

[11]朱黎明，党彰，刘锦东.浅谈无人机在突发性公共事件中的应用及启示[J].中国应急管理，2009(7)：26-29.

责任编辑：时雯

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

中图分类号：TP37

文献标志码:A

DOI：10.16280/j.videoe.2016.05.014

基金项目：四川省教育厅科技成果转化重大培育项目(16CZ0041)；四川气象灾害预测预警与应急管理研究中心开放研究基金项目(ZHYJ15-YB10)；四川省教育厅自然科学重点项目(15ZA0352)

作者简介：

许志强(1981— )，硕士，高级工程师，IEEE高级会员、CIC高级会员、CIE高级会员，四川传媒学院新媒体研究院院长助理，长期从事媒体内容与业务信息系统、全媒体融合业务等领域的融合研究。

收稿日期：2015-11-24

文献引用格式：许志强.全媒体环境下媒体无人机应急报道平台的设想[J].电视技术，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.