單一光達資料之分析

由 Leica 光達系統得到的 DEM、DSM 及 CHM 成果如圖 5-4。透過這三種數值地 形圖，分別可用來了解該區域地形起伏的狀態、地物表層的起伏，以及植生分佈的情 形。但由於森林地表之地真資料難以獲得，因此我們透過比較不同資料的成果來進行 分析。

A 區 B 區

DSM

DEM

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CHM

圖 5-4 利用 Leica 資料分別在兩個區域製作 DSM、DEM 及 CHM 之成果 其中，DEM 由光達點雲分類後的地面點內插而成，因此地面點的多寡和分類的 精度都會影響 DEM 的成果。由圖 5-5 中即可明顯看出，在 Leica 光達系統中全波形 點雲經分類後可以得到更多的地面點，有利於 DEM 的製作。

(a) (b)

圖 5-5 Leica 系統中的 (a) 一般光達地面點；(b)全波形光達地面點分佈圖 對於 Leica 光達系統的資料而言，利用全波形光達資料製作出來之 DEM 與一般 光達的 DEM 由相當的一致性，標準偏差在 0.5 以下。但全波形的 DEM 平均高度略 低於一般光達 DEM 約 15 公分左右，其中差異最大的區域可達 4 公尺，如圖 5-5 可以 看到，造成差異最主要的原因是該區域地面點點數不足，導致經內插得到的成果有較 不同的地形起伏變化。在茂密的森林區中，雷射光必須經過較多的葉片及樹枝才能打 到地面，造成地表的反射能量較低形成較弱的反射回訊，而 Leica 的即時解算得到的 多重回波點雲無法有效反應出弱回訊的地物，導致遺失真正地面點的資訊。反之，利 用全波形的資料可以藉由完整的波形資訊，搭配有效的回波萃取技術，能找出較完整 的地物點點雲。

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(a) (b)

(c)

多重回波光達之 DEM 網格點

全波形光達之 DEM 網格點

多重回波光達之地面點 全波形光達之地面點 (d)

多重回波光達之 DEM 網格點

全波形光達之 DEM 網格點

多重回波光達之地面點 全波形光達之地面點 圖 5-6 DEM 差異之比較圖：(a)DEM 差值圖；(b) DEM 差值統計直方圖；(c)

及(d)為圈選處放大圖及剖面圖

在 DSM 的部分，是利用點雲資料中全部的第一回波及單一回波點內插而成，使 用與 DEM 相同的克利金內插法所組合而成。應用不同點雲產製 DSM 的主要差異在

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於點雲萃取位置的不同，而且兩種光達資料的時間差 2 個多月，森林樹木會有許多變 化。其中差異較大的地方多出現在樹冠孔隙的位置(圖 5-6)，最大可差到 10 公尺左右，

對於整體資料而言 Leica 光達系統中兩種點雲得到的標準偏差為 0.4。

(a) (b)

(c)

一般光達之 DSM 網格點 全波形光達之 DSM 網格點

圖 5-7 DSM 差異之比較圖：(a)DSM 差值圖；(b)DSM 差值統計直方圖；

(c)為圈選處之放大圖及剖面圖

樹冠高度模型利用 DSM 與 DEM 相減得到，兩種點雲在樹冠高度模型上的差異 如圖 5-8，其中較大的差異區域，受到所使用的 DEM 或 DSM 的影響，多出現在樹冠 孔隙及地形起伏較大的地方。就單一種光達系統來說，由兩種點雲資料在製作 CHM 上差異的情形與 DSM 相似，其平均差值在 10 公分內，而標準偏差則是 0.63 公尺。

顯示出利用同種光達系統，不同萃取方式得到的點雲在製作數值模型能有穩定的成果

6m

40

。

(a) (b)

圖 5-8 CHM 差異之比較圖：(a) CHM 差值圖；(b) CHM 差值統計直方圖