【无人机新技术在公益诉讼取证中的运用及思考】

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针对无人机航拍取证，检察机关目前采用的现场拍摄取证技术指标主要参照了GAT582- 2005、GAT117-2005和《道路交通事故现场无人机勘测技术规范》中关于平面摄影相关规定，虽然能够即时准确地反映现场的地理概貌，但仍难做到对三维环境的信息提取，尤其是针对越来越多的大面积、复杂地形的现场环境，传统的拍摄取证技术获取信息较为单一、图像数据拓展利用不高，在为检察官全面客观反应现场环境方面显得捉襟见肘。下面对多旋翼无人机单镜头倾斜摄影三维影像建模技术在公益诉讼中的应用进行分析。

一、技术特点

(一)三维建模技术概况
传统的三维建模技术是通过专业的三维建模软件对实物建模，其能够直观立体的反映物体特征，具有效果好，精度高等特点，但是也存在复杂纹理难还原、耗时长、效率低等缺点。随着科学技术的逐步发展，出现了诸如激光、深度相机、光场、摄影等类型的三维扫描建模方案。整体来说，以上四类三维扫描建模方案克服了传统建模的大部分缺点，均能够准确、快速、高效的对需建模物体进行信息采集，并利用配套软件进行三维建模。

在上述四类采集方法中，激光采集是通过测算激光束扫描物体表面的反射情况计算出深度数据，需要足够精度的激光设备且采集空间较小;深度相机采集是通过不同光谱的光线反射信号用算法计算深度数据，需要多光谱设备支持信息采集;光场采集则是捕捉一个场景中来自所有方向的光线，利用电脑辅助计算出深度信息，需要大量的图像采集设备和计算机算力。摄影采集则是通过拍摄物体的多个角度的可见光图像，利用算法将图片进行拼接。
相较于前三类采集手段，摄影采集硬件要求低，采集方法简单易行，后期处理效率高，是一种性价比非常高的方案。
(二)倾斜摄影技术建模的可行性
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项新的对地观测技术。该技术目前已在欧美等发达国家广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。
2010年前后，我国刘先林院士研制的SWDC-5倾斜摄影系统成功地完成了平顶山试验，是国内的倾斜相机的一大突破。其数据获取部分一般由四个倾斜摄影相机和一个垂直摄影相机构成，与GPS接收机、高精度IMU进行高度集成。摄影相机用来提供影像信息，而 GPS、IMU则分别提供位置和状态信息。



在后续的数据处理过程中，一般通过在系统中集成定位、定姿设备或进行空中三角测量处理为拍摄的每张影像提供位置姿态信息。通俗的来说，即通过至少四个不同位置、不同角度的摄影图像进行融合，从而建立三维的可视化模型。
(三)多旋翼无人机单镜头倾斜摄影的优势
在倾斜摄影的基础上，利用多旋翼无人机单镜头设备具有以下几个优势:一是常见多旋翼无人机滞空时间长，操作灵活，可实现多角度多机位拍摄，充分展现现场各个方位的情况;二是单镜头相机对比多镜头相机，成本低、体积小、重量轻，拍摄设备更便携、更轻便，适宜小载荷无人机搭载;三是常见多旋翼无人机已经能够实现通过无线传输系统在地面端进行实时查看，便于取证人员现场确认拍摄效果。

二、使用要点

(一)现场信息的采集要求
1.飞行资质和飞行员资质。飞行器必须按照规定进行登记3，驾驶员应取得相应型号飞行器的驾驶资质，在飞行前应更具相关要求，取得对应飞行空域的飞行许可。
2.摄影图像采集标准。应参照GAT582-2005、GAT117-2005和《道路交通事故现场无人机勘测技术规范》中关于平面摄影相关规定，进行多点位、多角度拍摄。
3.航迹的选择。根据《低空数字航空摄影规范(CH/Z3005-2010)》里的一般规定，结合目前常用摄影三维建模软件对图片的基本要求，可以在采集初期明确数据采集的基本要求:即在常规摄影要求的基础上，增加了航向重叠度(航向上相邻航片重叠的比例)和旁像重叠度(相邻航向间的航片重叠的比例)两个重要指标，用以保证后期图像拼接效果"。



(二)采集数据的处理和保存
在采集至少四个角度倾斜影像后，将所有的影像序列导入到一个统一的三维建模软件中进行合成。常见的三维建模软件有: DJIGO, Litchi,Altizure,ContextCapture(原名 Smart3D)，Photoscan，OpenDroneMap 等。
在三维建模软件进行合成并检查合成质量后，即可对生成的图像进行导出保存，常见的格式有OSGBOBJ，FBX，STL、3DS等，所列格式各有所长，可根据使用需求和使用环境自行选择。原始图像信息应一并保存，以实现拼合步骤的可重复性。
(三)关于三维模型的使用
1.重点空间的展示。根据生成的三维数据模型，可以通过远近变换、切换角度等方式，数字化展示现场状况，既能用于检察官熟悉现场详情也能用于出庭示证，增强了对现场环境的直观呈现。



2.现场环境的测量。根据生成的三维数据模型，通过计算机辅助计算，可以有针对性的对特定区域进行电子测量计算，计算结果用于辅助检察官对现场区域大小的判断。
3.数字化保存与追溯。通过同一地点的多次数据采集和建模，可以建立具有追溯性的地理空间数据库，随时对环境修复状况和修复进度进行全程监督管理。



三、思考与辨析

(一)证据不越位
测绘应具备主体、专业技术人员、仪器设备、办公场所、质量管理、档案和保密管理、测绘业绩等多个方面的具体严格要求，测绘的结果经法庭审查属实，能够作为认定案件事实的根据。而三维建模测量结果作为现场拍摄图像后建模的衍生品，仅能作为办案辅助参考，不能作为直接或间接证据使用。
(二)资质不错位
虽然检察机关大部分取得了视距内(视距内半径500米,相对高度低于120米的区域)驾驶员资格，但是一方面视距内范围通常难以满足日常取证需要;另一方面视距内驾驶员没有独立申请作业空域的权力，造成实际工作中无人机飞行员资质与用途错位。应加强超视距驾驶员(机长)类资质的提升，保证取证不错位。
(三)技术不缺位
无人机倾斜摄影、三维建模等技术的使用，虽然在一定程度上增强了检察机关在公益诉讼领域的工作力度，但是在微光、弱光领域的表现有待加强，特别是针对夜间违法活动，需要及时与红外、热成像等先进技术进行衔接，提高夜间取证能力，强化全天候取证能力，真正做到取证“无死角”、监督“全覆盖”。

四、结束语

作为一门新技术，多旋翼无人机单镜头倾斜摄影三维影像建模技术在检察机关应用处于起步阶段，相比传统的图像摄录技术有着更多优势及先进之处，能够将地理情况更为直观地呈现出来并进行演算，可以有效辅助检察官的工作。
但是仍有很多方面值得探讨和完善，需要在今后的工作中，继续大胆创新和深入研究，使得该技术更好地服务检察机关在公益诉讼中的取证需求。



来源：检察技术与信息化，转自：检务科技新动态

毛闽燕：快检技术助力公益诉讼

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