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第五章 實驗討論
本章中將針對本研究中的幾點實驗步驟進行討論，其中包含選取最低點做 為樣本時網格大小的選取、波形過濾的條件、點雲空缺區域，最後為在本研究 中最後回波的適用性。
一、 網格大小的選取
本研究中門檻值是利用 20 公尺網格大小的最低點計算而得，選擇 20 公尺 的原因為較小網格尺寸的最低點包含非地面點的機會較高，如 5 公尺以及 10 公尺所得的最低點中，仍可發現有部分的非地面點，以 5 公尺所獲得之最低點 為例，繪製剖面線後可得圖 5-1，其中的紅色圓圈中的點雲與其他周圍的點雲 相比下高程較不連續，可能為非地面點，因此較不適合做為貝氏定理分析地面 點波形資料特性之樣本。最後較大的網格尺寸的最低點雖有較大的機率為地面 點，但由於實驗區較小，將導致最低點數量過少，貝氏定理無法解算。
圖 5-1 5 公尺所得最低點剖面線
將 10 公尺、20 公尺以及 30 公尺所得到的最低點分別求解門檻值，以闊葉 林單一回波為例，可得表格 5-1，由表格中可發現 10 公尺最低點的成果與本研 究所採用的 20 公尺最低點類似，但 30 公尺所求得的門檻值較為不同，明顯下
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圖 5-2 比較不同波形過濾條件成果
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由圖 5-2 中可以明顯發現，採用聯集的過濾條件的成果中有較多明顯的非 地面點，但同時在剖面線 A、B 以及 C 中的紅色圈圈處可發現，採用聯集的成 果可以保留較多正確的地面點，由於非地面點可以利用下一步驟幾何過濾去除，
但正確地面點的若在波形過濾時便被直接濾除，將無法在下一步驟中加入過濾 後的地面點成果中，因此本實驗採用的過濾條件為較寬鬆的聯集條件，即希望 可以盡量將具有地面點特性的點雲加入波形過濾後的成果中，而明顯非地面點 的部分可由幾何過濾去除，保證成果的正確。
三、 點雲資料空缺區域
在本研究的成果中，可以發現在某些地區點雲資料較缺乏，為確認其原因，
圖 5-3 中在這些缺乏點雲的區域繪製剖面線，觀察在原始點雲中這些區域的點 雲分佈情況。
圖 5-3 點雲空缺區域剖面線
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在剖面線中可以發現，缺乏點雲的區域都位在濃密的植被下，亦即原始點 雲中這些區域的點雲數就明顯較少，因此在最後的成果中無法將該區所有的點 雲都保留下來，針對此現象，最好的做法應為在掃描時增加掃描密度，使雷射 訊號有更多機會穿透濃密的植被覆蓋，獲取更多該區域的地面資訊。
四、 最後回波適用性
於上一點的討論中，可以得知點雲資料空缺的原因主要為濃密的植被，使 地面點數量較少， 而在圖 5-3 的剖面線中可以發現在原始資料仍有部分的地面 點存在，但在本實驗中無法保留下這些地面點。若同樣在圖 5-3 中的 A 和 B 的 位置中繪製原始資料的剖面線，並以單一回波以及最後回波顯示點雲的顏色，
可得圖 5-4，可以發現在濃密植被下的地面點多是最後回波，因此在實驗成果 中沒有被保留下來的也就是這些最後回波的地面點。
圖 5-4 原始點雲剖面線
與單一回波不同，最後回波可能為該訊號的第二、第三重或更多重的回波 訊號，而越多重的回波表示該訊號在路徑中遇到越多的物體，因此也表示越多 重的回波的能量也將消耗而越小。表 5-3 是最後回波的波形資料統計，分別統 計第二到第五回波的點位數、所占比例、平均振幅值、平均散射截面積以及平 均散射截面積參數，由表中可以發現，由於能量的衰減，三項波形參數將隨回 波數越多而下降，因此在本實驗中以同一門檻值範圍過濾不同回波數的點位，
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將可能導致多重回波數較多，能量衰減後的地面點被過濾為非地面點，因此就 最後回波而言，本研究所採用的方法並不完全適用，改正的方法可參考 Mücke
（2008）中所提到的，以振幅值計算每個點位為地面點的權值時，每多一重回 波的點位振幅值加 20 後再計算，如第二重回波加 20，第三重加 40，以此類推，
此改正方法應可有效改善本研究之成果。
表 5-3 最後回波統計 點位數 百分比
（%） 平均振幅值
平均散射截 面積
（M2）
平均散射截面積 參數 第二回波 46533 84.542 0.845424 84.542 82.983 第三回波 8080 14.680 0.1468 14.680 57.599 第四回波 424 0.770 0.007703 0.770 45.460 第五回波 4 0.024 0.000236 0.024 24.250