數值地形模型建置成果

一、82 年航空像片數值地形模型建置 1. 拍攝時間:民國 82 年 7 月 20 日

2. 航空方向:二個航帶由右到左分別為 N-S、S-N 3. 相機型號:RC10 3113

4. 影像數量:二個航帶由右到左分別為 13、12 張，共 25 張(圖 4.2)。

5. 建置情形:一般在點選控制點的部分，會選擇道路、水溝蓋一些固定不動的點進 行點選，在下游區，控制點選擇，以能見到的道路、建築物和田地為主，而建置 的難度在於中上游地區的影像中只有樹林與河道，導致控制點點位較少(圖 4.3 &

圖4.4)，因樹林與河道不易尋找長久無改變的位置，故尋找控制點較難。章節 1.4 文獻回顧提到建議將RMSE 縮小至 RMSE 0.2 以內，82 年影像在 LPS 下經空三計算 後，均方根誤差RMSE 第一航帶 0.38、第二航帶 0.39，未在建議之內，導致誤差較 大，是由於此時期的相機屬於傳統底片式相機，像片品質與解析度較差，所建置出 之DTM 均方根誤差不易縮小，故 RMSE 值較高。但將建置好之 DTM 放大觀察，DTM 無明顯因匹配不佳而造成的低頻訊號，地形清楚正確(圖 4.5 和圖 4.6)；與基準比 較，在絕對高程的部分約有5m 的誤差，需透過平差的方法將高程修正，方能分析 供後續使用。

圖4.2 82 年航空像片與航帶分布圖(黃點航空像片拍攝中心之位置)

圖4.3 82 年航帶 1 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 82 年航帶 1 之位置)

圖4.4 82 年航帶 2 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 82 年航帶 2 之範圍)

圖4.5 82 年清水溪地區 DEM 建置成果

圖4.6 82 年清水溪地區 DSM 建置成果

二、91 年航空像片數值地形模型建置 1. 拍攝時間:民國 91 年 7 月 26 日

2. 航空方向:二個航帶由右到左分別為 N-S、S-N 3. 相機型號:RMKTOP15 144986

4. 影像數量:二個航帶由右到左分別為 6、7 張，共 13 張(圖 4.7)。

5. 建置情形: 與 82 年 DTM 建置情形相同，建置的困難在於中上游地區的影像中 只有樹林與河道，不易尋找控制點，控制點較少(圖 4.8 和圖 4.9)；在 LPS 下經空中 三角計算後，均方根誤差RMSE 第一航帶 0.19、第二航帶 0.27；此時期所使用的參 考資料精度較其他年份高，使得建置之數值地形模型於高程誤差下降，與基準DTM 比較，高程誤差約2m。將 DTM 放大觀察，DTM 無明顯因匹配不佳而造成的雜訊，

地形清楚正確，建置之DTM 於品質上是可接受的(圖 4.10 和圖 4.11)，而為了進行 後續之分析與降低誤差的影響，仍須進行地形平差的動作。

圖4.7 91 年航空像片與航帶分布圖(黃點航空像片拍攝之中心位置)

圖4.8 91 年航帶 1 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 91 年航帶 1 之位置)

圖4.9 91 年航帶 2 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 91 年航帶 2 之位置)

圖4.10 91 年清水溪地區 DEM 建置成果

圖4.11 91 年清水溪地區 DSM 建置成果

三、95 年航空像片數值地形模型建置 1. 拍攝時間:民國 95 年 8 月 14 日

2. 航空方向:二個航帶由右到左分別為 N-S、S-N 3. 相機型號:RMKTOP15 144986

4. 影像數量:二個航帶由右到左分別為 4、4 張，共 8 張(圖 4.12)。

5. 建置情形: 在 LPS 下經空中三角計算後，均方根誤差 RMSE 第一航帶 0.26、

第二航帶0.27，由於影像涵蓋的範圍較前兩時期小，無涵蓋到上游區域，於 控制點的選取相較前兩時期容易(圖 4.13 和圖 4.14)，加上 95 年影像品質較 82 年影像好，以至於誤差較82 年 DTM 低；與基準比較，高程誤差約有 3 米，

在95DEM 中於大溪流域的山壁上，地形有明顯的改變，以及一部分影像邊緣 處有變形的情形(圖 4.15 和圖 4.16)，可能此位置控制點與連接點匹配情形較 差，導致DEM 之地形產生誤差，對於此情形無特別處理，因不影響主研究的 清水溪流域，而為了進行後續之分析與降低誤差的影響，仍須進行地形平差 的動作。

圖4.12 95 年航空像片與航帶分布圖(黃點航空像片拍攝中心之位置)

圖4.13 95 年航帶 1 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 95 年航帶 1 之位置)

圖4.14 95 年航帶 2 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 95 年航帶 2 之位置)

圖4.15 95 年清水溪地區 DEM 建置成果

圖4.16 95 年清水溪地區 DSM 建置成果

四、97 年航空像片數值地形模型建置 1. 拍攝時間:民國 97 年 12 月 3 日

2. 航空方向:二個航帶由右到左分別為 N-S、S-N 3. 相機型號:DMC

4. 影像數量:二個航帶由右到左分別為 8、8 張，共 16 張(圖 4.17)。

5. 建置情形:在 LPS 下經空中三角計算後，均方根誤差 RMSE 第一航帶 0.25、第二 航帶0.14，此時期所建置之區域，皆有道路及一些易辨視之位置作為控制點(圖 4.18 和圖4.19)，加上影像為數位影像，影像的品質高，均方根誤差降低，建置之 DTM 良好，於DTM 上可清楚看見地表上建築物輪廓，地形位置均無變形、移位，與基 準的DTM 高程相近，高程誤差在 1 米以內；由於右航帶前兩張航空像片，因雲造 成右上地區無法建置，故將DTM 中右上方受影響部位移除(圖 4.20 和圖 4.21) ，而 為了進行後續之分析與降低誤差的影響，仍須進行地形平差的動作。

圖4.17 97 年航空像片與航帶分布圖(黃點航空像片拍攝中心之位置)

圖4.18 97 年航帶 1 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 97 年航帶 1 之位置)

圖4.19 97 年航帶 2 控制點與連接點分布之情形

(紅:控制點位置，黑:連接點位置，色階圖範圍為 97 年航帶 2 之位置)

圖4.20 97 年清水溪地區 DEM 建置成果

圖4.21 97 年清水溪地區 DSM 建置成果

由 91 年與 95 年資料可知，相同影像品質，參考資料的精度不同，91 年參考 資料精度較高，95 年參考資料精度較低，造成不同之 RMSE，參考資料精度提高可 確實使RMSE 下降，而為了看細部建置的情形，將各時期建置好之數值地形模型任 選一區域放大(圖 4.22、圖 4.23、圖 4.24、圖 4.25)，首先看到 DSM 中看到山坡上 樹木的有顆粒感的部分及DEM 中將樹木平滑後的部分；於河道中能看到側邊堆積 的部分，與河流流過的部分；其中比較值得注意的是，影像品質的不同，可從建 置的結果很明顯看出差異，91 與 95 年 DTM 較 82 年 DTM 清晰，河道及河道兩側 更清楚，而97 年 DTM 又較 91 與 95 年 DTM 更加清晰，連建築物的部分，都能清 楚的呈現。

圖4.22 82 年清水溪地 DTM 建置成果比較(左圖為 DEM，右圖為 DSM)

圖4.23 91 年清水溪地 DTM 建置成果比較(左圖為 DEM，右圖為 DSM)

圖4.24 95 年清水溪地 DTM 建置成果比較(左圖為 DEM，右圖為 DSM)

圖4.25 97 年清水溪地 DTM 建置成果比較(左圖為 DEM，右圖為 DSM)