引言

当今社会恐怖主义活动猖獗，暴恐事件频发。为了最大限度的减少社会恐慌，在暴恐案件发生后尽快恢复正常的生产生活秩序，消除社会影响，重庆市公安局刑侦总队制订了相应的暴恐案件现场勘查机制，按照快速处置、及时打击、有效控制的原则，快速、高效、全面、详实地开展现场勘查工作。基于无人机航拍的360°全景照相技术能够以空地一体的形式对现场进行呈现，对比地面360°全景照相技术[1]，能够更加全面的反映整个现场的空间方位以及现场各部位的位置分布关系，具备快速、高效、直观的特点，能够满足暴恐案件现场固定记录的特定要求，具有较好的应用效果。

一、传统360°全景照相技术的局限性

传统360°全景照相技术可以客观、全面地记录拍摄地点的现场整体情况。实际操作中，选定拍摄点后就可以实现对拍摄点四周的拍摄，最终获得360°的全景图像。但该项技术对拍摄点的选择只能依托于地面，因此对案件现场整体地形、地貌进行把握时，尤其是较大范围的现场就不能满足实际需要。暴恐案件大多场景较大，传统360°全景照相技术拍摄的照片不能完整地反映整个案件现场情况，而无人机航拍可以大范围的开展现场勘查和图像采集，飞行高度可达几百米，航拍面积可达几十平方公里，在实时指挥、现场重建和分析、掌握犯罪嫌疑人活动轨迹等方面具有重要的作用。同时，无人机航拍可以从远离中心现场的地点起飞，无需特定选择拍摄地点，可以有效保障现场勘查人员的安全，这些都是传统360°全景照相技术所不具有的优势，因此开展基于无人机航拍的360°全景照相技术研究就显得非常必要。

二、无人机航拍在现场勘查中的应用现状

无人机在现场勘查中的应用目前已经广泛开展[2, 3],通过无人机航拍可以巡视现场，有效的反映现场所处的位置及其与周围事物的关系，但尚处于起步阶段，多数单位运用无人机航拍技术进行现场勘查时还仅局限在获取现场方位

或概貌照片等方面，利用无人机航拍技术开展全景照相的研究较少。湖北省武汉市公安局[4]在无人机应用方面起步较早，该局研究的球面全景图合成技术是运用360°全景照相技术在现场勘查中的初步尝试，但由于图像拍摄较少，存在细节反映不够全面，图像底部有黑洞等问题，不能满足现场勘查全面客观的要求。本文所研究的基于无人机航拍的360°全景照相技术可以有效克服上述缺点，具有分辨能力强、清晰度好、获取信息量大等特点，此技术所拥有的数据测量功能也为全面准确把握现场情况提供了帮助。

三、基于无人机航拍的360°全景照相技术在暴恐案件现场的应用

（一）无人机航拍360°全景技术的实现

全景技术是一种基于图像的建模与渲染的技术，其在空间一点连续采集视野范围上的图像，经过处理形成该视点的无缝隙全景图像，并利用全景显示引擎在计算机上模拟从视点任意角度观察的三维虚拟场景。这种三维虚拟场景实现方式采集是视点所见的真实影像，能够准确地反映现场实际情况，且无需对视野中的场景进行具体建模，是一种伪3D技术[5]。制作三维效果图，首先要制作全景图，全景图的制作就需要对现场环境相应的影像数据进行全面采集，目前较常用的方法是使用全景云台等采集全景图像或采用相机拍摄多张重叠图片，经过后期处理制作全景图，上述数据采集手段存在的问题是步骤较多、时间较长，需要人工干预多，难以满足暴恐案件快速处置的要求。基于无人机航拍的360°全景照相技术在图像采集时，只需在控制软件上设置好相关参数，整个拍摄过程无需人工干预，可以自动完成。

在小学阶段，培养学生的数学思考能力尤为重要。《数学课程标准》强调了要让学生“学会独立思考，体会数学的基本思想和思维方式”。教师必须在平时的课堂教学中，致力于学生数学思考力的培养，切实提高学生的数学素养。

（二）无人机航拍360°全景技术的全景数据采集

全景数据采用的是大疆系列的小型多旋翼无人机实现，在暴恐案件现场任意视点上方一定高度悬停无人机，打开全景拍摄控制软件，根据无人机电池电量的情况，选择旋转角度和俯仰角度，控制拍摄照片的张数。旋转角度、俯仰角度参数越大，拍摄照片越多，每张照片重合度就越大，画面拼接越完美。如8个旋转角度，5种俯仰角度，可拍摄40张图片，最后再拍摄一张地面俯视图，共计41张图片，如图1所示，只需8分钟即可完成拍摄；12个旋转角度，5种俯仰角度，可拍摄60张图片，外加一张地面俯视图，共计61张图片，如图2所示，只需12分钟即可完成拍摄。这种基于无人机的全景图像采集方式，通过360°旋转能够快速获得视点观察范围内的所有地面物体和地貌的影像，图像清晰、作业步骤简单，且视点下方的影像完整无缺，不存在关键部位的拍摄盲点。

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（三）无人机航拍影像的全景图制作

研究生第一年，金钻明就以第一作者身份发表了文章，这对于研究生新生来说是少见的。他的研究是基于“逆法拉第效应（一个高强度的脉冲激光可以产生瞬态有效磁场）”首次在磁光晶体中实现全光磁开关。这个工作在刊出的同时，就被Nature Photonics杂志选为亮点文章加以评述，认为这项“超快磁开关”技术有助于将来实现超高速数据存储和信息处理。金钻明说，看到自己的文章作为亮点被引述报道时还是挺激动的，他没想到自己的研究工作能得到本领域影响因子这么高的杂志的肯定和认可。这对于一个研究生来说无疑是巨大的激励，增强了他的研究自信。

全景图实现方式是将视野范围内的照片投影到以视点为中心的投影面上，为了实现影像的正确投影和平滑过渡，需要将无人机采集的照片拼接成360°全景图。由于无人机拍摄的照片之间存在一定程度的重合区域，采用图像特征点匹配算法，建立相邻图像之间的特征点对应关系，然后将图像旋转、扭曲和偏移，实现相邻图像相同区域的无缝像素拼接，拍摄照片越多，拼接效果越好，这样两两拼接直到拼接完成所有航拍照片，生成全视野的平面全景图。全景图的拼合设备主要采用360°全景照相设备所含软件中的全景拼合软件或采用PtGui等通用的免费全景拼合软件，上述软件能够自动对相邻图像接缝处的像素亮度和色调进行计算融合,可以校正图像曝光，消除明显的图片接缝线，色彩过渡自然，色调一致，使图像整体平滑真实，最后对天空部分进行填充，就可以得到可用于全景浏览的基础平面全景图像，然后在此基础上制作现场三维效果图。通过自由旋转、缩放可以观看视点范围内的立体图像，所获得的三维效果图是对现场真实情况的反映，客观、全面、直观、完整的记录了现场场景情况，对于后期的现场分析再现不可或缺，如图3、4、5所示。针对暴恐案件场景较大的特点，可以在不同视点拍摄360°全景图，通过设置链接，将空间三维效果图、地面三维效果图、重点部位照片、细目照片进行关联，使案件现场更为全面。

 

 

 

（四）无人机航拍360°全景技术在暴恐现场勘验数据测量中的应用

无人机航拍360°全景技术可以实现现场数据测量的功能，进行测量之前，只需在原视点将无人机拉升到另一高度，再次拍摄一组照片，制成全景图，通过360°全景照相技术设备软件，在同一视点不同高度拍摄制作的两张全景图上分别选取相同位置的2对点，则可以实现距离的自动测量，如图6所示。

 

四、基于无人机航拍的360°全景照相技术实例运用

基于无人机航拍的360°全景照相技术已经应用于重大暴恐案件中，并发挥了重要作用。2016年，某市行驶中的轻轨被枪击，玻璃被打碎，虽未造成人员伤亡，但在社会上造成恐慌。在现场勘查中，由于轻轨运行轨道高，传统地面360°全景照相无法全面还原现场，虽然有山坡可以架设设备，但树木茂盛，视野受到限制。无人机航拍技术可在此类大范围的现场案件中发挥重要作用，直接展示案发现场的位置关系，为确定枪击地点奠定了基础，如图7、8所示。另外，还可以直观地了解现场进出口之间的位置关系，为掌握犯罪嫌疑人的活动轨迹和路线提供了依据。

 

 

五、结语

基于无人机航拍的360°全景照相技术应用于暴恐等突发案事件现场勘查中的优势在于对现场全貌的快速记录和再现，以及现场中区域和较大物体尺寸的测量。将空中三维重建效果图与传统地面360°全景照相、地面勘查照片资料结合起来，从全局、局部、重点、细目形成更完美的呈现效果。随着无人机技术应用的不断深入和技术的不断成熟，将会在公安工作各个领域发挥重要作用。此研究方法具有一定的局限性，只能在一个视点拍摄伪3D图像，因此下一步继续开展基于无人机航迹规划的三维建模研究，能够更加直观的反映地物的外观、位置、高度等属性，为现场重建提供更有利保证。

参考文献

[1] 王昕,蒋军等.暴恐案件中360°全景照相技术应用探讨[J].警察技术,2016(06):p36-38.

[2] 兰海.无人机航拍在刑事案件现场照相中的应用[J].海峡科学,2016(10):p60.

[3] 孙振文,刘冠华等.无人机航拍技术在犯罪现场勘查中的应用探讨[J],2016,41(05):p388-401.

[4] 张敏,刘军等.无人机航拍合成球面全景图技术研究[J],2014(03):p63-64.

[5] 陈文龙,张煜等.无人机全景技术在现场监测中的应用[J],2016,33(11):p89-92.