於物空間定位精度影響
基於數位航測相機具有高重疊率拍攝特性，因 此目前國內引進的航空數位相機，包含(1) CCD 線 列式技術成像系統，如 Leica ADS 40(Airborne Digital Sensor)；(2) CCD 框幅式技術成像系統，如 Z/I Imaging 公司的 DMC(Digital Mapping Camera) 以及 Vexcel 公司的 UltraCamD，相機規格比較如 表 9。由於本研究所發展之航測網形分析模擬器僅 適用於框幅式成像幾何，因此在本實驗中則以傳統 類比及數位框幅式航測相機為討論對象。
為單純化實驗變因，本實驗摒除影像拍攝輻射 品質及其他誤差影響(如：影像拼接問題)，僅從成 像幾何上的角度，比較傳統類比型及數位框幅式航 測相機對於物空間定位精度的影響。由於數位航測
相機具高重疊率拍攝，與傳統類比型相機相比，可 大幅減少遮蔽問題並且降低相鄰影像攝影幾何差 異，增加共軛點特徵匹配之成功率以提升航測作業 自動化程度(陳英煥，2007)，因此數位航測相機逐 漸成為獲取航空影像之主要工具。但礙於技術發展 的限制，目前數位框幅式航測相機之影像像幅尺寸 仍較傳統相機小，若基於相同成像比例尺及重疊率，
則數位相機恐發生交會幾何較弱問題。因此，實驗 將比照普遍業務工作需求，事先決定地面解析度、
測區範圍以及控制點分佈，根據影像掃瞄品質(就 傳統類比型相機而言)或數位航測相機獲取影像之 像元大小及相機焦距，推算載具飛行航高及像片拍 攝張數。由此探討不同相機之成像幾何條件造成物 空間定位精度之影響。
本實驗先行決定地面解析度、測區範圍、地控 點分佈，並搭配不同相機焦距、影像之像元大小決 定飛行航高以及像片拍攝張數，以實際航測業務之
觀點探討傳統類比型及數位框幅式相機對於物空
航空相機類型 傳統類比相機 DMC UltraCamD ADS40
成像原理 框幅式 框幅式 框幅式 三線式
鏡頭數目 1 4+4 4+4 1
像元大小 (單位: μm) 依掃瞄品質而定 12 9 6.5
焦距 (單位: mm) 150 120 100 62.5
CCD 數量(x,y) 無 13824,7680 11500,7500 1,12000 像幅大小(x,y)
(單位: mm) 230,230 165.89,92.16 103.5,67.5 6.5(μm),78.0 FOV(x,y)
(單位: deg) 75,75 69,42 55,37 0.0059,64 表 10 框幅式航空相機實驗配置(固定地面解析度為 20cm)
DMC 9 19 12 1：16667 120 2000 0.08
UltraCamD 11 19 9 1：22222 100 2222.2 0.07
表 11 不同種類框幅式航空相機對於物空間定位精度之影響 傳統相機 30% 80% 2194 0.28 0.066 0.076 0.162 0.191
相機 DMC 30% 90% 3646 0.08 0.095 0.077 0.284 0.310
相機 Ultra-CamD 30% 90% 3762 0.07 0.090 0.082 0.324 0.346
由表 11 可知物空間定位精度以傳統相機最佳，
其次為 DMC，UltraCamD 最差。透過圖、表進行 以下 4 項成果分析：
(1) 由圖 12 得知傳統相機、DMC 及 UltraCamD 之 檢核點重疊次數各需大於 4、4、8 次使平面定 位精度趨於穩定，對照表 12 得知此三類航測 相機小於臨界重疊次數的檢核點數各為 37、2、
18 點。由於傳統相機於此配置下之平面定位精 度變化穩定且保持良好，因此未受到低重疊次 數檢核點影響。反觀 DMC 於重疊次數低時之 平面定位精度變化大，但由於其低重疊次數檢 核點少，因此其影響量受到稀釋。UltraCamD 小於臨界重疊次數的檢核點數居中，平面定位 精度較差。
(2) 同 理 ， 由 圖 13 可 知 傳 統 相 機 、 DMC 及 UltraCamD 之檢核點重疊次數各需大於 4、6、
10 次使高程定位精度趨於穩定，對照表 12 得 知此三類航測相機小於臨界重疊次數的檢核 點 數 各 為 37 、 25 、 63 點 。 由 於 DMC 及 UltraCamD 低重疊次數點位之高程定位精度因 交會幾何弱導致變化劇烈，於此配置下數位相 機高程定位精度則較傳統相機惡化近 2 倍。
(3) 承上，透過檢核點誤差向量圖 14 可知，在平 面方向點位誤差呈現平均之情形，但於高程方 向則多於測區頭尾兩側出現因為重疊次數較 低而導致誤差較大之點位。
(4) 在相同檢核點重疊次數之下，物空間定位精度 以傳統相機最優、DMC 其次、UltraCamD 最 差。
(5) 同前實驗之結論，由圖 12 及圖 13 可知數位相 機需要較高重疊次數以獲得物空間定位精度
情形之穩定，且當檢核點重疊臨界次數分別達 8 次及 10 次時，傳統與數位相機之平面及高程 定位精度將趨於一致。
圖 12 檢核點重疊次數與平面精度關係
圖 13 檢核點重疊次數與高程精度關係
表 12 不同相機類型之檢核點重疊次數所對應的檢核點數目
檢核點重疊次數 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18
相 機 類 型
傳統相機
檢 核 點 數
20 17 26 24 12 17 2 6 6 0 0 0 0 0 0 0
DMC 1 1 1 21 4 1 17 41 10 2 2 6 2 1 5 9
UltraCamD 0 0 0 18 0 0 18 27 20 0 0 0 0 0 20 30
(a) 傳統相機配置 平面誤差向量圖
(b) DMC 相機配置 平面誤差向量圖
(c) UltraCamD 相機配置 平面誤差向量圖
(d) 傳統相機配置 高程誤差向量圖
(e) DMC 相機配置 高程誤差向量圖
(f) UltraCamD 相機配置 高程誤差向量圖 圖 14 不同種類航空相機配置之檢核點誤差向量圖(平面放大 5000 倍，平面放大 200 倍) 經由以上實驗，可歸納得知物空間點位若為分
佈於測區外側且為低重疊次數之點，假設成像比例 尺或地面解析度固定之情況下，則會因為交會幾何 強度較弱使其物空間點位之高程精度發生較差之 情形。由於數位航空相機於高重疊率拍攝時，交會 幾何角度對於物空間點位高程方向之影響較傳統 航空相機敏感，因此數位航空相機應充分發揮其高 重疊率拍攝之功能提升點位重疊次數；此外，由於 低重疊次數點位多落於測區外圍，因此進行拍攝任 務時，應將拍攝之地面涵蓋範圍大於測區，使落於 測區內部之物空間點位為較高重疊次數點。