第四章 實驗成果與分析
第三節 光束法平差
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第三節 光束法平差
影像量測的過程，是先以ERDAS IMAGINE 9.3 的 LPS，人工選取像 對間的連結點(tie points)，且每個像對間盡量找到 6 個以上分布較佳的連結 點，再以LPS 自動量測連結點的功能增加連結點數。本研究中因於自動匹 配策略中加入外方位參數為參考，但MD4-200 所獲得的外方位精度有限，
加上Optio A40 為非量測型像機，且測區內部有許多植被、溪流區，致使自 動匹配的結果仍需以人工判別、搭配使用LPS 的粗差偵錯(robust checking) 功能，剔除錯誤的觀測量，各航高影像的連接點分布如圖 4-11 所示，(b) 圖中部分點位落於影像覆蓋區外者，平差時並未納入計算。
(a) 100 m 航高影像的連接點分布
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(b) 70 m 航高影像的連接點分布
(c) 100 m 與 70 m 航高影像的連接點分布 圖4-11 連接點(Tie Points)分布圖
光束法平差的測試中，是將像機率定所得的像主距、像主點、透鏡畸 變差等參數視為已知，並將MD4-200 所獲取的外方位參數視為觀測量使用。
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以LPS 執行光束法平差計算時，各參數的權值給定需根據該參數的先 驗中誤差而定。本研究設定外方位參數的先驗中誤差為(X: 5 m, Y: 5 m, Z: 5 m, ω: 5°, φ: 5°, κ: 5°)（詳見第三章），GCPs 的先驗中誤差則參考 GPS-RTK 的精度，設定為(X: 2 cm, Y: 2 cm, Z: 5 cm)。而影像觀測的精度，則設定為 0.33 pixel。平差計算後，可獲得權單位中誤差（LPS 中稱之為 Total Image Unit-Weight RMSE），用於描述空三平差的整體精度。
下列將以不同航高所攝得的影像，分別使用PhotoModeler 與 Australis 率定的內方位參數，執行光束法平差的計算與分析。
一、僅使用 100 m 航高的影像
僅使用100 m 航高的影像時，所有控制點與檢核點的分布如圖 4-12 所 示，圖中的 表示地面控制點， 為檢核點。以 PhotoModeler 與 Australis 率定的像機內方位參數，執行光束法平差後的成果如表4-3，表中的 RMSE 取到公分(cm)，平面精度的 RMSE 則由
RMSE
X2+ RMSE
Y2= RMSE
平面計 算而得。圖4-12 100 m 航高（66 張影像）的 GCPs ( )、檢核點( )分布
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率定參數 PhotoModeler Australis3/17-all APs
Australis 出：以PhotoModeler 率定成果執行光束法平差的精度較低，除了平差後權 單位中誤差最差，檢核點在地面坐標平面方向的RMSE 也最大，為 27 cm。
檢核點在高程方向的RMSE 則以 Australis 於 5 月的率定成果最大，為 28 cm，表示其高程精度最差。而 PhotoModeler 的率定成果高程精度則最高。
二、僅使用 70 m 航高的影像
僅使用 70 m 航高的影像時，控制點與檢核點的分布如圖 4-13 所示，
其中，地面控制點以 表示，檢核點則以 表示。而 、 表示未落 在70 m 航高影像上的控制點與檢核點，並不參與光束法平差的計算。平差 計算的成果如表4-4 所列，表中的 RMSE 僅取到公分(cm)。
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率定參數 PhotoModeler Australis3/17-all APs
Australis
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差最小，其次為 5 月率定的內方位參數。但 5 月率定的內方位參數於空三 平差後，地面坐標在高程方向的精度則最差。
相較於僅採用100 m 航高的影像執行光束法平差成果，70 m 航高的影 像於空三平差後，權單位中誤差皆略為減少，但地面坐標的精度則未必提 升：比較表4-3 與表 4-4，只有 PhotoModeler 率定參數於 70 m 航高的影像 平差後的地面檢核點坐標精度較100 m 航高的結果差，應是 PhotoModeler 率定所得的參數較難完整描述影像上的系統誤差所致。此外，僅採用100 m 航高的影像與僅採用70 m 航高的影像，分別使用三組率定參數執行空三平 差的結果，其權單位中誤差、檢核點的平面精度、檢核點高程精度的優劣 排序相當一致。
三、使用航高 100 m 與 70 m 的影像
使用航高 100 m 與 70 m 航高的影像時，控制點與檢核點的分布如圖 4-14 所示，其中，地面控制點以 表示，檢核點則以 表示。
圖4-14 航高 100 m 與 70 m（308 張影像）的 GCPs ( )、檢核點( )分布 以PhotoModeler 與 Australis 率定的成果，帶入光束法平差計算後的成 果如表4-5 所列。
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率定參數 PhotoModeler Australis3/17-all APs
Australis
地面坐標於平面方向的 RMSE 為 23 cm、高程方向 38 cm。PhotoModeler 率定成果執行光束法平差的精度最低，檢核點的地面坐標的精度也最差：
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程中最適合描述像機內方位的參數。
當同時使用100 m 與 70 m 航高的影像時，比較以相同的像機率定參數 搭配不同航高、拍攝角度組合的影像執行光束法平差計算的結果，可發現 使用「航高100 m 與 70 m 的影像」時，其空三平差後權單位中誤差並非最 佳，且檢核點的地面坐標精度也幾乎是最差。故知此實驗中雖取用不同航 高與拍攝角度的影像，但因影像除了在航高的不同外，其影像在重疊率、
拍攝角度上並不同，雖然可能較類似近景攝影測量率定像機時要求不同拍 攝角度、交會良好的概念，卻並不符合自抵消法中的概念，而無法有效地 抵銷系統誤差。
僅使用 100 m 航高的影像、或僅使用 70 m 航高的影像時，使用 PhotoModeler 與 Australis 的兩次率定參數執行光束法平差的結果中，以 PhotoModeler 率定參數執行光束法平差所得的高程精度，皆優於 Australis 於 5 月率定所得的參數執行光束法平差所得的高程精度。而 Australis 兩次 率定參數執行光束法平差所得的平面精度，則皆優於PhotoModeler 率定參 數執行光束法平差所得的平面精度。可知不同軟體率定所得的結果、或相 同軟體於不同時間率定而得的像機內方位參數，皆難以適切地描述航拍過 程中的像機狀態。因此後續將探討自率光束法及預改正的自率光束法能否 解決率定結果不一致，對空三平差成果的影響。