實驗成果與分析

4.1 校園測試場

本研究於自強校區中，建立了一個測試場，四 周建物之牆上具有特徵點，進一步測量後將其作為 檢核點，精度約為 0.009m。於測試場中共架設 5 個測站，測站與檢核點的分布如圖 11 所示，紅色 三角形為測站，藍色橢圓形為檢核點的區域。

4.1.1 實驗成果

以 PPIMS 影像合成的 5 張 SPI 進行光束法平 差，總共使用了 30 個連結點，其中包含了 21 個檢 核點，觀測量包含 e-GPS 量測之坐標以及 SPI 像元 觀測量，而平差的成果區分為三個案例，案例一為 不應用改正的平差成果，案例二為應用改正後的平 差成果，案例三為使用原始影像的平差成果，此乃 參考蔡博慶(2012)提出的方法來進行。表 1 依序展 示出五個測站的球形環景影像，表 2 為三個案例經 檢核點驗證後的誤差平均值以及均方根誤差。

圖 11 測站與檢核點於自強校區測試場的分布

表 1：五個測站於自強校區測試場的球形環景影像

測站 1

測站 2

測站 3

測站 4

測站 5

表 2 21 個檢核點驗證後之誤差平均值以及均方根誤差

案例一 案例二 案例三

∆𝐄(m) ∆𝐍(𝐦) ∆𝐡(m) ∆𝐄(m) ∆𝐍(𝐦) ∆𝐡(m) ∆𝐄(m) ∆𝐍(𝐦) ∆𝐡(m) 誤差平均值 -0.112 0.226 0.216 -0.051 -0.055 -0.083 -0.052 -0.070 -0.075 均方根誤差 ±0.321 ±0.741 ±0.386 ±0.209 ±0.376 ±0.270 ±0.216 ±0.323 ±0.252

4.1.2 分析與討論

案例二與案例一比較後可得知，誤差平均值在 三個方向上均有顯著性的降低，最後皆小於 0.1m，

而均方根誤差同樣在三個方向均有顯著地降低，在 E 和 h 方向大約降了 0.1m，在 N 方向則降了 0.365m，

由此證實了應用球形環景影像的改正於光束法平 差是必須且有效的。然而在 N 方向的均方根誤差 特別大，檢查測站與連結點的分布後，由於受限於 測試場的地景，因此測站沿著 N 方向而分布，而 連結點也分布於 N 方向的兩側，造成在 N 方向的 交會幾何不是很理想，因此反映在 N 方向的均方 根誤差上。案例二和案例三比較後可得知，兩者的 誤差平均值在三個方向上均小於 0.1m，兩者的均 方根誤差在 E 和 h 方向上，差值小於 0.02m，在 N 方向上差值約為 0.05m，因此應用球形環景影像改 正的光束法平差與原始影像的光束法平差，經檢核

點驗證後的成果是一致的，換句話說，球形環景影 像能夠取代原始的影像。

4.2 億載金城

億載金城是一座歷史古蹟，其建置目的為防禦 堡壘，因此具有砲台及護城河，地形較為複雜，以 e-GPS 系統量測砲台等地物之特徵點作為檢核點，

E,N,h 三方向之精度約為 0.03m。總共架設 8 個測 站，測站與檢核點的分布如圖 12 所示，紅色三角 形為測站，藍色 X 形狀為檢核點。

4.2.1 實驗成果

以 PPIMS 影像合成的 8 張 SPI 進行光束法平 差，總共使用了 20 個連結點，其中包含了 13 個檢 核點，觀測量包含 e-GPS 量測之坐標以及 SPI 像元 觀測量，而平差的成果區分為三個案例，案例一為 不應用改正的平差成果，案例二為應用改正後的平

差成果，案例三為使用原始影像的平差成果。表 3 依序展示出八個測站的球形環景影像，表 4 為三個

案例經檢核點驗證後的誤差平均值以及均方根誤 差。

圖 12 測站與檢核點於億載金城的分布

表 3 八個測站於億載金城的球形環景影像

測站 1

測站 2

測站 3

測站 4

測站 5

測站 6

測站 7

測站 8

表 4 13 個檢核點驗證後之平均誤差以及均方根誤差

案例一 案例二 案例三

∆𝐄(m) ∆𝐍(𝐦) ∆𝐡(m) ∆𝐄(m) ∆𝐍(𝐦) ∆𝐡(m) ∆𝐄(m) ∆𝐍(𝐦) ∆𝐡(m) 誤差平均值 -0.026 -0.079 -0.007 -0.024 -0.067 -0.021 -0.023 -0.071 -0.022 均方根誤差 ±0.165 ±0.138 ±0.071 ±0.109 ±0.131 ±0.104 ±0.104 ±0.145 ±0.108

4.2.2 分析與討論

案例二與案例一比較後可得知，誤差平均值在 三個方向上皆小於 0.1m，而均方根誤差在 E 方向 上有顯著地降低，然而在 h 方向則稍微提高，但在 三個方向上的均方根誤差變得更為一致，大約為 0.1m，再次證實了應用球形環景影像的改正於光束 法平差是必須且有效的。案例二和案例三比較後可 得知，兩者的誤差平均值在三個方向上均小於 0.1m，兩者的均方根誤差在三個方向上也一致，均 大約為 0.1m，因此應用球形環景影像改正的光束 法平差與原始影像的光束法平差，經檢核點驗證後 的成果是一致的，換句話說，球形環景影像能夠取

代原始的影像。

5. 結論

本研究使用新設計的可攜式全景測繪系統 (PPIMS) 拍 攝 八 張 影 像 所 組 成 的 球 形 環 景 影 像 (SPI)，發展新的方式來進行攝影測量與製圖，這 個新的 PPIMS 裝載 8 台相機能夠同時拍攝 8 張影 像，並提出了一套方法由這 8 張影像來形成 SPI，

隨著定義的 SPI 之中心與半徑，PPIMS SPI 的角度 坐標系統能夠對應至其投影至平面的像元坐標系 統，多測站網形平差能以 SPI 中心，地面控制點以 及 SPI 像點的觀測量來實行，因此達成了本研究之 目的：使用 SPI 於攝影測量與製圖，SPI 的光束法

平差是可行的。

由於 SPI 不符合嚴謹的共線條件，在自強校區 測試場中，其均方根誤差在三個方向為(±0.321m,

±0.741m, ±0386m)，在億載金城中，其均方根誤差 為(±0.165m, ±0.138m, ±0.071m)，兩者之實驗成果 皆不盡理想，研判是上述 PPIMS SPI 不完美的幾何 為(±0.109m, ±0.131m, ±0.104m)，均方根誤差顯著 性的降低且變得更為一致，兩個實驗皆顯示了應用

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