第一章 前言
1-1 研究動機及目的
近年來許多測量儀器設備，伴隨著科技的進步相繼而生，使得測 量作業的速度與精度都得以大幅提昇。
目前國內對於量測的設備，多使用傳統測量儀器（如GPS、及全 測站經緯儀等），通常傳統測量的方式，只能針對幾個取樣點來評估 結構體的幾何變化，這是在以往測量儀器設備的眾多限制條件下，非 常無可奈何的方式。
三維雷射掃瞄技術近年來已有長足的進步，已經突破傳統測量技 術的瓶頸，引起台灣各界對其高度的重視，由於三維雷射掃瞄儀能夠 準確且快速的記錄極為複雜的空間資料，預期對於現階段量測作業將 產生革命性的影響。
以目前對於三維雷射掃瞄儀精度相關文獻的研究，均為固定距離 及相同材質做為共軛基準點與特徵點的基準，但是在實際應用上，三 維雷射掃瞄儀往往因作業環境的影響，如通視等問題，共軛基準點的 擺設位置就必須視狀況而調整其位置。且共軛基準點與特徵點所擺放 的設備規格也常因為在不同考量下而有所不同（表 1-1），有鑑於此，
故本研究的主要目的有下列二點：
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1、將反射標（如圖 1-1）與共軛球（如圖 1-2）在不同距離的情 況下，分析二者精度之表現。
2、將反射標與共軛球配置在與測站之長短距離的情況下，分別 進行座標套合交叉比對，來探討三維雷射掃瞄儀對此狀況的精度 表現。
表 1-1 共軛球與反射標之適用差異表
圖 1-1、反射標 圖 1-2、共軛球
雖然目前三維雷射掃瞄儀的價格非常昂貴，相信未來在業界的普 遍使用後，將可分攤其生產成本，成為測量作業中最適當、最普及且 最符合測量效益的測量量測工具。
成本 放置區 掃瞄角度
共軛球 高 平面 360∘
反射標 低 立面 ±70∘
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1-2 研究方法
本研究所選用的三維雷射掃瞄儀為 Trimble 的子公司 Mensi 所生 產的 GS200 型，此設備除了掃瞄儀本體外，還包括了原場所率定的共 軛球（Sphere）及反射標（Targer）之配件。
在選擇掃描共軛基準點與特徵點的配件方面，本研究選用原場所 率定的共軛球及反射標，除了考量共軛球與反射標的適用性不同外，
也是考量了使用者的普遍選擇，使用者可依據現地環境的狀況及不同 的需求，而自由選擇適合的掃描共軛基準點與特徵點的配件。
本論文除了測試共軛球與反射標的精度差異，另外還需模擬三維 雷射掃瞄儀在掃描作業中，所發生的長短邊問題。故本研究首先測試 共軛球與反射標的精度差異。利用固定的點位，使三維雷射掃瞄儀之 測站在不同距離下，先後放置共軛球與反射標在相同的實驗點位上，
進行重複觀測。另一部分則針對長短邊問題，設計分隔較遠的兩區固 定點位，由儀器對在不同距離下，對這兩區產生長短邊的觀測，並先 後放置共軛球與反射標在兩區的實驗點位上，進行重複觀測。
最後，將上述所觀測之原始點雲資料，經相關之數學模式運算 成果，分析共軛球與反射標的精度差異之後，套入已知座標，再進行 共軛球與反射標的交叉比對分析。
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1-3 研究流程
本研究之研究流程圖如圖 1-3 所示，詳細步驟說明如下：
一、 訂定研究方向及研究題目
經由現行的測量作業方式來發現目前所遭遇的問題，訂定 研究方向及研究題目。
二、 回顧相關文獻並修正研究題目
針對暫定之研究方向及研究題目，收集國內、外相關文獻 加以研讀，從文獻回顧中修正研究題目，並探討相關的研究
方法，確定出適合本論文之研究方式。
三、 確立研究題目
經由上述的過程，即可確立研究題目。
四、 設計研究方法
確立研究題目後，設計出如何得到題目所需各項數據之 方式，並研擬研究的流程及步驟。
五、 研究成果探討
經由測量外業所得到之各項數據，選定適合的數學模式 進行數值分析。
六、 結論與建議
歸納研究成果，並提出對後續研究之建議。
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本論文研究流程圖如下:
暫定研究方向及研究題目
回顧相關文獻並修正研究題目
確立研究題目
設計研究方法
研究成果探討
結論與建議 圖 1-3 、研究流程圖
1-4 論文架構
本文各章內容簡述如下：
第一章 前言：說明本文之研究動機，目的，方法與研究流程。
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第二章 理論基礎：概略介紹三維雷射掃瞄儀之基本理論及相關