實驗步驟與結果

本實驗同時探討了控制點標記影像數量對影像拼接精度影響之變化，

而控制點標記影像數量至少得為兩張以上，因此將從兩張影像逐步增加 到五張影像，並觀察檢核點精度之變化，而進行影像標記時，將以影像 中心之三維座標最接近該控制點三維座標之影像，作為初始影像。步驟 如下：

1. 在 Pix4Dmapper 中將每個控制點與檢核點，以人工選點方式標記在兩 張影像上，並將成果輸出，製成表 4.14。

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2. 將第一步驟中，在初始影像上人工標記之控制點影像座標輸出，匯入 DIC 中，以初始影像比對出第二張影像上，控制點之影像座標並匯出，

再將比對出之影像座標與初始影像之座標，匯入 Pix4Dmapper 中進行 影像拼接，並將成果輸出，製成表 4.15。

3. 逐步增加影像標記數量，步驟如同第一步驟與第二步驟，製成表 4.16、

表 4.17、表 4.18、表 4.19、表 4.20、表 4.21 與表 4.22。

54 Sigma [m] 0.085547 0.303731 1.346800 RMS [m] 0.109183 0.315600 3.122796 Sigma [m] 0.080930 0.300646 1.121730 RMS [m] 0.086901 0.347382 2.319958

55 Sigma [m] 0.071825 0.311595 0.338870 RMS [m] 0.089188 0.340637 1.144241 Sigma [m] 0.057739 0.290029 0.289791 RMS [m] 0.057833 0.340085 0.792955

56 Sigma [m] 0.074174 0.309111 0.286528 RMS [m] 0.093932 0.3399978 0.741426 Sigma [m] 0.067270 0.285466 0.265965 RMS [m] 0.069598 0.3322287 0.601809

57 Sigma [m] 0.073238 0.304822 0.231781 RMS [m] 0.074985 0.336216 0.302731 Sigma [m] 0.056748 0.278415 0.241304 RMS [m] 0.056819 0.323795 0.291110

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4.3.3 結果與討論

從表4.14、表 4.15 可以發現，不論單純人工選點，或是 DIC 選點，

若是僅將控制點標記於兩張影像上，雖然相較於人工選點，DIC 選點於 高程誤差標準差精度改善約為17%，但其高程誤差標準差卻達 1.12 公尺，

並不適合應用於三維數值模型之建立。接著從表4.16、表 4.17 可以發現，

當控制點標記於3 張影像時，相較於僅標記 2 張影像，DIC 選點在 x 方 向之誤差標準差精度改善24.40%，y方向之誤差標準差精度僅改善約 7%，

高程誤差標準差之精度改善14.48%；而人工選點則在 y 方向上有變差的 情況發生，這很可能是因為標記於第3 張影像上時，產生較大的人為誤 差。表4.18、表 4.19 的結果顯示，x 方向之誤差標準差改善約為 10.26%，

y 方向之誤差標準差改善約 7.65%，高程之誤差標準差改善 23.76%，其 中x 方向誤差平均值較標記於 3 張影像時大，可能是因為第 4 張影像與 初始影像差異較大，造成DIC 比對的結果於某方向累積較大的誤差；表 4.20、表 4.21 顯示，x 方向上的誤差平均值又降低了，甚至低於標記 3 張影像時之結果，可能是DIC 比對第 5 張影像與初始影像上產生的誤差，

與第4 張影像之誤差抵銷的結果所致。為了方便比較人工選點與 DIC 選 點精度差異改善趨勢，將前一節的表格重新繪製成折線圖，標如圖4.14、

圖4.15、圖 4.16、圖 4.17、圖 4.18 及圖 4.19 所示。

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圖4.14 x 方向檢核點之誤差標準差

在x 方向上，不論標記於幾張影像上，相較於單純採用人工選點，

DIC 選點皆能提升控制點定位之精度，惟當欲標記之影像與初始影像相 差較大，如影像有旋轉或是真實座標距離較遠時，會增加DIC 比對之難 度，因此選定控制點之初始影像後，建議選擇初始影像拍攝序號前後，

飛行方向相同之影像，選定包含初始影像在內奇數張影像進行標記，可 能可以降低在某方向上，DIC 所累積的誤差。

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圖4.15 y 方向檢核點之誤差標準差

圖4.15 顯示，在 y 方向上 DIC 選點亦能改善現地控制點定位之精 度，但相比於x 方向上之誤差標準差，y 方向之誤差顯然大得多，可能是 因為UAV 飛行方向為 x 方向，而標記之控制點影像座標，其在 x 方向上 的位移較飛行方向一致，因而在x 方向上有著較大幅度的改善，而 y 方 向上的改善則相當有限，若能提高影像之解析度，使得在影像有較大變 形時仍能以DIC 比對出控制點影像座標，則有望改善 y 方向上之誤差。

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圖 4.16 z 方向檢核點之誤差標準差

在高程方面，從圖4.16 可以看到，不論人工選點或是 DIC 選點，標 記影像為3 張時，其精度都大幅高於標記影像為 2 張時，因此可知影像 拼接控制點之影像標記數量，須以3 張以上為佳。再者，DIC 選點之精 度大致上較人工選點優異，然而當影像標記數量達5 張時，人工選點之 精度與DIC 大致相同，很可能是因為人工選點所產生的誤差為隨機誤差，

並非於某個特定方向上的積累，因此產生誤差抵銷的結果。

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圖4.17 x 方向檢核點之均方根誤差

均方根誤差較能說明整體定位結果差異之離散狀況，從圖 4.17 可以 發現，相較於單純人工選點，輔以 DIC 定位時，能改善檢核點的精準度，

在影像數量為 2、3、4 及 5 張時，分別改善了 20.40%、35.16%、25.91%

及 24.23%。而整體趨勢與標準差大致相同，如前述所言，DIC 比對會產 生系統誤差，又本研究以該檢核點影像座標最接近影像中心之影像作為 初始影像，而第 2、3 張影像分別為該初始影像前一張與後一張，其檢核

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點影像座標位移方向大致為反方向，該系統誤差可能互相抵銷，當影像 標記數量為 4 張時，該系統誤差又增加，而數量為 5 張時又可抵消。

圖4.18 y 方向檢核點之均方根誤差

從圖4.18 可以發現，相比於 x 方向，在 y 方向上的檢核點均方根誤 差也相當大，且改善程度相當有限，在表4.14、表 4.15、表 4.16、表 4.17、

表4.18、表 4.19、表 4.20 及表 4.21 可以發現，在點 3 與點 10 有著較大

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的誤差，從控制點與檢核點分布圖(如圖 4.13)得知，長軸兩側控制點分布 密度較低，可能造成檢核點校正誤差較大。

圖 4.19 z 方向檢核點之均方根誤差

圖4.19 顯示，影像標記數量越多，其檢核點之精準度越高，然而與 標準差之改善趨勢相同的是，在影像標記數量為5 張時，已不能透過 DIC 有效改善其校正誤差，其結果可能是因為DIC 所累積之系統誤差較大，

而人工選點之隨機誤差有互相消弭的情況。

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