成果比較

本研究分別以未拼接環景之原始影像、球形投 影環景影像及圓柱投影環景影像進行方位重建，表 2 比較三種模式方位重建之成果，以相同的控制點 及檢核點進行精度評估，獨立檢核點的平均誤差及 均方根誤差顯示，未拼接環景之原始影像優於環景 影像。圖 10 為誤差向量圖，其中十字、三角形及 圓形分別代表測站位置、控制點位置及檢核點位置，

因為向量圖以二維展示，相鄰控制點及檢核點實際 上是分佈在不同的高程上的點。三種方法的平均誤 差比均方根誤差大，表示可能有系統性誤差存在，

分別觀察平面及高程之誤差向量圖，部份區域有局

部系統性誤差，以原始影像為例，其中水平誤差方 向垂直於鄰近測站之連線，誤差方向為角度弱交會 造成之誤差，但環景影像及圖柱影像的角度交會誤 差則較不明顯。此外，實驗中點位的角度交會多數 分佈在水平方向上，因此水平方向的誤差比高程方 向大。

(a) 未拼接相幅式影像

(b) 球形投影環景影像

(c) 圓柱投影環景影像

圖 10 誤差向量圖(十字、三角形及圓形分別代表 攝影站、控制點及檢核點位置)

本研究並比較球形投影與圓柱投影方位重建 後的成像中心表 3，兩種投影方式成像中心的平均 差值在 3 cm 內，中誤差在平面方向約 5 cm，高程 方向的中誤差為 3 cm，高程方向的分佈較平面小。

最大差值 14.10 cm 發生在移動測站轉彎之處，可

能的原因是測站改變行徑方向時，相鄰環景影像有

數量 3,003,044 3,888,665 4,080,857 花費時間 53min

(a) 未拼接原始影像

(b) 球形投影環景影像

(c) 圓柱投影環景影像 圖 12 剖面比較圖

5. 結論與建議

總結本研究所獲得的研究成果可分為以下幾 點：(1)未拼接原始影像測站位置無法全部成功方 位重建，因為部分均調區域特徵點較少，而環景影 像所涵蓋範圍較大，所以所有環景影像均可成功重 建方位參數。(2)環景影像之圓柱投影影像的像素 最多(7914 pixels × 15905 pixels)，圓柱投影產製的 三維點雲較球形投影多，同時圓柱投影所產製時間 也最久。(3)比較檢核點的誤差，未拼接原始影像精 確度最高，由於未拼接原始影像產製點雲時，要進 行較多張影像多重幾何交會，因此檢核點之誤差會 最小，而圓柱投影誤差最大。(4)未拼接原始影像因 影像張數較多，所以空間中點位需進行較多張影像 之多重幾何交會，成功交會點較為困難，因此三維 點雲數量較少，但檢核點精確度較高；而環景影像 點位多重幾何交會張數較少，所以產製之三維點雲 較多，但檢核點精確度較差。(5)產製三維點雲包含 方位重建及密匹配兩個階段，在方位重建的過程中，

若以未拼接原始影像進行方位重建，因單張未拼接 原始影像所涵蓋範圍較環景影像小，且均調區(如 天花板)特徵點少，在影像方位重建容易失敗，若失 敗則無法納入第二階段的密匹配產生三維點雲。而 環景影像涵蓋範圍大，在廣角的拍攝條件下，可同

時拍到均調區(如天花板)與部分非均調區(如連結 天花板之牆面)之特徵點，影像方位重建之環景影 像包含較大範圍，可納入第二階段的密匹配產生三 維點雲。在實驗成果中，有 40 張未拼接原始影像 未成功解算方位，故未拼接原始影像的天花板區域 點雲數量較少。因此建議實驗區若有局部區域為均 調區，採用環景影像拍攝可同時納入均調區週圍之 非均調區，以利三維點雲重建。

致謝

本研究承蒙科技部計畫(MOST 105-2628-M-009 -005 -MY3)支援得以順利完成，謹此致謝。

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1 Professor, Department of Civil Engineering, National Chiao Tung University Received Date: Nov. 24, 2017

2 Master, Department of Civil Engineering, National Chiao Tung University Revised Date: Jan. 30, 2018

* Corresponding Author, E-mail: [email protected] Accepted Date: Apr. 26, 2018

The Generation of 3D Point Clouds from Spherical and