王俊杰

摘要：随着无人机应用领域的不断拓展，无人机航拍技术在各类事故现场勘查领域的作用日益凸显。在火灾现场勘查中，无人机作为操作平台搭载不同设备具备实现全面、立体、多维、客观的取证，提高特殊条件下现场勘验的质量、效率和安全性。文章介绍了无人机航拍技术在火灾现场勘查方面的应用现状，对该技术的拓展应用进行了分析，也对今后无人机航拍技术在火灾调查领域的研究应用进行了展望。

关键词：无人机;航拍;火灾现场勘查

中图分类号：TU998.1       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2022）04-0035-03

無人机航拍技术是以无人机作为搭载平台，通过专用照相机、摄像机以及视频无线传输技术，从不同高度和角度俯瞰拍摄的方式，获取图像和视频信息的技术。无人机航拍技术具有的优势包括：（1）视野全面，具有超视距控制，具有广阔的视野，可实现多角度、大视角拍摄，按需获取现场重要信息;（2）影像分辨率高，可获取地面分辨率0.1m的影像;（3）机动灵活，无人机具有重量轻、反应能力快捷，对环境和气候有一定适应能力;（4）功能丰富，可以搭载高分辨率采集设备，实时监控传输设备，以及其他特殊采集设备等，可满足不同领域功能需求。

目前，诸多行业已利用无人机航拍技术实现高空侦察与遥测，包括：公共安全、应急救灾、摄影测量、资源勘探、环境与灾害监测、城市管理、事故勘查等。鉴于无人机航拍技术的优势，让勘查人员从高空观察火灾现场更加可行和便捷，为火灾调查现场照相、现场制图、重构火场、远程勘查、寻找和固定火灾痕迹物证提供了新的技术手段。

1  无人机航拍技术在火灾现场勘查中的应用现状

火灾现场勘验的主要任务是发现、收集与火灾事实有关的证据、调查线索和其他信息，分析火灾发生、发展过程。在现场勘查的过程中发现和收集证据、存储现场信息资料会遇到诸多的困难，尤其是大跨度、高层建筑火灾、森林火灾现场尤为明显，其主要体现：（1）现场范围广、搜索的面积大，无法做到对痕迹物证的细致收集;（2）现场无高点，方位照片和概貌照片范围有限，难以反映现场的地理方位和痕迹物品的位置关系，无法做到对现场的有效固定;（3）现场地形、地貌复杂无法到达且存在危险，对痕迹物证无法固定和提取，大大影响现场勘查的质量等。无人机航拍技术作为一种新型的现场勘查技术手段，可实现高角度、远距离、全方位的现场勘查，不仅提高现场勘查质量和工作效率，也能够有效保护勘查人员的自身安全[1]。

1.1  高角度、大面积现场全景拍照

在火灾现场，方位照是以整个现场和现场周围环境为拍摄对象，反映现场所处的位置及其与周围事物关系。现场概貌照是以现场或现场中心地段为拍摄内容，反映现场的全貌及现场内各部分关系。为实现这一拍摄目标，传统拍照方式需要勘验人员选取较高、较远、能显示出环境特点的位置上手持拍摄，且只能进行点、面拍摄，无法实现表现方位、概貌等犯罪现场摄影内容所需要囊括的画面范围，面对现场波及范围广、环境条件恶劣复杂的火灾现场，勘查人员难以找到合适的位置进行方位拍摄;传统人工拍摄概貌照、重点部位照或沿用的“先开道，再进入”的老办法，或在现场有限的位置条件下去适当拉开拍摄距离和调整摄影角度，极大增加了勘查人员工作量，费时费力。采用无人机航拍可有效解决拍摄点选取的问题，根据火灾现场的大小，实现大范围、大面积区域的现场勘查和图像采集，实现了“上帝之眼”，更便于勘查人员从一个较高的角度俯视现场全貌，有助于对火场全貌进行全面细致地了解，获取起火建筑物概貌、周边道路、火灾蔓延痕迹变化、火场周围监控视频分布等信息资料。同时，无人机在航拍过程中可实时进行静动态拍摄，将勘查人员“眼睛”延伸至火灾现场各个角落，特别对于大跨度结构建筑、高层建筑、森林等火灾现场，可以实现人机分离，有效提高勘查效果，减少人力投入，帮助调查人员更好地实现拍摄目的，见图1、图2。

1.2  远距离、全方位实时火灾现场勘查

无人机信号有效传输距离可达数千米，为勘查人员无法及时抵达现场观察或到达困难的火灾现场勘查提供了有效手段。在火灾救援处置过程中，勘查人员可以远距离操控无人机，在第一时间接近火灾现场核心位置进行信息数据采集，在起火点上空或周边开展身临其境的高清观察和拍摄，针对不同大小和范围火灾现场，根据需要调整飞行高度和拍摄视角，实现高俯视、全方位、宽幅度、大视野的俯拍效果，能够更清晰地反映火灾现场中心位置与周围事物的关系，寻找火灾发生蔓延痕迹特征。尤其高层建筑火灾通过传统拍照方式无法获取高楼外侧的燃烧痕迹，可以采用无人机环绕飞行、圆角平飞、盘旋拉升、俯瞰旋转等航拍方法，多角度拍摄建筑物的周围燃烧痕迹，获取起火建筑物的全景信息，掌握火灾痕迹特征变化规律，如图3、图4，对起火部位的认定和起火原因的判断提供科学依据。

1.3  机动、灵活快速固定现场痕迹

现场原始状态信息对火灾调查有极其重要的作用，对于短时间就要恢复正常秩序的现场，或根据火灾扑救需要对现场进行大面积破拆或沙土覆盖的火灾现场，传统的人工勘查方法或因受恢复现场时间限制，或因现场复杂，勘查人员无法快速进入现场核心区域，仅能在现场外围进行粗略勘查，难以准确、全面地观测到整个现场范围和核心内部状况，如高速公路上的行驶车辆火灾，勘查人员需要在交通秩序恢复前对现场进行快速记录，或大面积钢结构仓储建筑坍塌火灾在现场破拆或沙土覆盖前，勘查人员要对现场原始概貌做好证据固定等。此时可充分发挥无人机航拍技术机动、灵活的特点，跨越前方积压堵塞的车辆或坍塌障碍物快速抵近信息采集，这是其他设备和机械无法比拟的优势，勘查过程中可以在空中实时进行静态、动态拍摄，全方位搜集现场图像信息，快速、准确固定现场痕迹物品的原始、移动状态，完整记录和保存现场情况，降低作业强度，缩短勘查时间，为调查事故原因提供有力支持。

2  无人机航拍技术在火灾勘查中的拓展应用

目前，无人机航拍技术已逐步在火灾现场勘验中予以应用，因受搭载设备功能和性能的限制，大多作为拍摄和录像的一种技术延伸仅应用于现场勘查等静态全景拍摄，其他现场勘验效果功能拓展使用还不尽理想。为实现无人机在多场景下的勘查应用，满足对整个火灾现场全方位、多角度的立体化勘查需求，笔者借鉴无人机在警务领域案件勘查上的相关研究和应用，将航拍技术与光学技术、测绘技术以及搭载设备进行扩充和拓展，为火灾现场勘验效能的提升提供强有力的技术支撑[2]。

2.1  火灾现场重建

无人机航测是以无人机作为平台，以机载遥感设备，如数码相机、光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。火灾现场勘查可利用无人机测绘技术获取起火建筑物的尺寸信息，实现空间、距离、体积、面积等数据的快速精准测量。目前，可利用光学技术，采用正射、倾斜摄影技术构建火场高清影像和三维模型。目前，广泛使用的倾斜摄影技术是采用垂直、倾斜镜头同步进行影像采集，获取丰富的地面高分辨率影像信息[3]，不仅能够真实地反映地物情况、高精度获取建筑物纹理信息，还可以通过先进的定位、融合、建模等技术生成真实的三维模型。火灾现场三维实景重建可以全方位真实地记录火灾现场环境、物体及痕迹物证等一切现场实景的立体信息，并整合现场细目、测量数据、文字介绍等多媒体效果，改善和提高现场调查、取证、制图技术，提高事件现场三维环境分析与处理速度，建立全方位的火灾信息化记录。其主要优势在于：一是实现火灾现场全景重现，调查人员可通过火灾现场三维实景信息在不到场的情况下进行反复勘查，分析起火部位可能存在潜在的痕迹物证，确定进入现场勘查人员、任务及路线，制定可行性现场勘查方案，提高现场勘查效率;二是形成火灾蔓延过程动画模拟，运用软件重现火灾发生、发展以及蔓延扩大的过程，为案例的复盘和火灾延伸调查提供科学依据。

2.2  专家可视化远程“问诊”

目前，采用无人机进行远程可视化调度已开始广泛应用于灾害事故、应急救援、指挥调度等方面，即利用无人机采集现场实时视频，同步融合灾害事故现场概貌、受损建筑情况、消防员、救援设施物资等信息，实时掌握事故周边环境动态变化情况，实现应急救援现场各级指挥员信息远程即时互通，视频、图像、语音实时交互。随着5G技术和无人机技术的有效融合，依靠既有通信网络，对相应的有线与无线通信资源加以整合处理，和相关的音响、智能手机以及平板等装置相连，不仅能进行语音、视频通信交流，還实现了数字会议的效果，并借助5G技术，运用当前的智能手机和平板的基础上，以App的形式帮助现场勘查人员和异地火调专家之间的信息交流，接受火调专家异地实时可视化远程勘验指导，实现人机分离、远程勘查，提升火调专家和调查人员远程勘验协同能力。

2.3  痕迹物证远程采集

利用无人机扩展组件可根据需求增加的特点，在无人机上可搭载机械臂、真空泵、光源和红外摄录设备等，并植入相应的控制程序，实现无人机对固体、液体和气体物证的发现提取，以及在低照度条件下的摄录功能[4]。在爆炸、化工、高层建筑室外火灾现场，建筑物会受到不同程度的破坏，或人力无法达到的情况，贸然勘查现场存在风险。比如爆炸物未完全爆炸、化工品液体泄漏、气体泄漏和化学药剂扩散等现场，为避免现场勘查过程中发生次生事故，选择远程控制无人机，根据现场情况，针对不同物证在无人机上搭载不同提取装置，如图5、图6，如块状或粉末状固体物证可搭载机械臂抓取，液体可搭载液体采集设备提取，气体泄漏和化学药剂扩散可搭载气体采样或气体监测模块等，这样便可以摆脱特殊环境的束缚，提高在特殊环境下痕迹物证的提取率。

3  无人机航拍技术应用前景

无人机技术在现场勘查领域的研究和应用将不仅是搭载设备和应用领域的扩充，更重要的是面对复杂现场和复杂痕迹物证的精细化和智能化勘验[5]。无人机的研发应根据实战应用需要，加大与科研院校及生产企业的交流与合作，在电池续航、载重量、智能巡航、图像传输、智能人像、地理匹配识别等功能上取得更大的进展，使无人机航拍技术更加智能，作为人工勘验的一种有效补充手段，更加符合火调人员在实战应用中的需求，将有限的人力解放出来，为火灾调查工作提供有力的保障。虽然无人机的使用给现场勘查带来了极大的方便，但目前无人机的使用缺少相应的勘查技术标准，无人机勘查操作应用规范化建设有待提升，软硬件相结合的勘查指挥系统有待建立等。未来，无人机在火灾调查领域的发展和应用前景将会愈加广阔。

参考文献：

[1]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）：60.

[2]孙振文，刘冠华，王明直，等.无人机航拍技术在犯罪现场勘查中的应用探讨[J].刑事技术，2016，41（5）：398-401.

[3]李智财，曾友林，冯志华，等.基于4G技术的无人机远程可视化指挥调度系统的建设与应用[J].交通与科技，2019（03）：37.

[4]鲁玺龙，刘冠华，晏于文，等.无人机在案事件现场勘查中的应用[J].刑事技术，2018，43（6）：477-480.

[5]熊纬辉.警用无人机监管与应用问题研究[J].云南警官学院学报，2019（04）：77-81.