文獻回顧

第二節 文獻回顧

UAV 為一種無人駕駛的飛行載具，其應具備了遙控、自動導航、半自動導 航或是具備以上全部功能(Everaerts, 2008)。由於 UAV 快速發展致使 UAV 攝影測 量學科的出現，該學科是在描述UAV 如何執行攝影測量技術，其中包含了 UAV 的種類，取像設備、直接定位系統描述等等(Eisenbeiß，2009)。又因 UAV 具備 機動性強、成本低、即時回傳感測訊息且可於高風險之惡地進行航拍感測之優勢 下，廣泛應用於如考古（Eisenbeiss, 2004; Bendea et al., 2007）、災難即時監測、

自然資源監控（Horcher and Visser, 2004）以及作物監控（Kise et al., 2005;

Laliberate et al., 2007）；UAV 亦因可依據任務需求選擇飛行高度，獲得高空間解 析度之航拍影像，並可在多雲天氣於雲下拍攝影像，因此可應用於要求精度之正 射影像（Patias et al., 2007）、數值地型模型（Haarbrink and Eisenbeiss, 2008;

Eisenbeiss and Zhang, 2006）及三維模型建製之製作、甚至於三維虛擬城市建置 時，UAV 所獲取高解析度影像，經過適當的影像糾正，甚至可提供建物側面紋 理（Pueschel et al., 2008）。

應用UAV 測製地形圖相關實驗中，國外有 Li et al.(2008)以定翼型 UAV 實現 大比例尺地形圖，實驗中導入航空攝影測量各項需求，從UAV 載具設計、研發 到航高設定、相機酬載等參數設定，實驗UAV 測繪地形圖可行性。實驗過程中 以定翼型UAV 酬載 35mm 焦距的專業 SLR 相機，以平均離地面 350 公尺高航攝 取得北京海淀區Beianhe 鎮 1.5 平方公里區域像比例尺為 1/10000，地面解析力約 8 公分之七條航帶，航向前後約 60%重疊、側向左右重疊約 35%的 56 張航照影 像，以一般航測標準設置20 個全控點、12 個高控點搭配 VirtuoZoAAT+PATB 空三平差軟體完成符合大陸1/2000 之空三測量平差精度，即空三平差後於控制 點平面精度0.16 公尺(符合容忍誤差 0.50 公尺)以及高程精度 0.06 公尺(符合容忍 誤差0.22 公尺)，檢核點平面精度 0.10 公尺(符合容忍誤差 0.88 公尺)以及高程精

4

度0.16 公尺(符合容忍誤差 0.38 公尺)；研究中以 102 個外業實測點驗證所繪數 值線畫圖(Digital Line Graphic, DLG)之精度，平面均方根誤差±0.246 公尺可滿足 大陸1/2000 數值線畫圖 DLG 之精度。該文中並未清楚交代空三平差前相機率定 模式及過程中光束法平差模式。Li （2011）以 PuWen 鎮丘陵區約 20.8 平方公里 的1:2000 製圖為例，介紹低空 UAV 影像應用於在大比例尺地形圖測繪。以定翼 型UAV 酬載焦距 24.mm 的 Cannon 450D 數位相機，以平均航高 800 公尺航拍 取得地面解析力20 公分的 UAV 影像，其航帶間影像前後約 65%重疊、左右重 疊約35%，航攝後影像採預處理方式;相機焦距已知，影像畸變及離心畸變差視 為系統誤差，藉由數學模式修正，以適當數量的控制點完成空三平差，其平面精 度± 0.385 公尺、最大誤差 0.792 公尺以及高程精度± 0.230 公尺、最大誤差-0.577 公尺，但文中並未說明所使用的影像的航帶數和影像數量以及控制點與檢核點之 數量；完成空三後以航測軟體進行地形圖繪製，透過比較RTK 測量部分特徵位 置和高程測量點坐標誤差，在18 張圖上共 336 點的最大位置誤差 1.66 公尺、點 平面平均誤差0.57 公尺；以及在 12 張圖上共 113 點的最大高程誤差 1.70 公尺、

點高程平均誤差0.62 公尺，說明可滿足大陸丘陵區 1/2000 製圖精度。該文中並 未詳細描述預處理數學模式。Chen et al. （2012）以 UAV 酬載 Cannon 5D Mark II 所組成的四合成相機組以地面解析力10 公分，航拍取得山西地區 12 條航帶、1024 張影像，以106 個全控點完成空三加密點，其平面均方根誤差 0.21 公尺、高程 均方根誤差0.35 公尺；13 個均勻分布檢核點 X、Y、Z 方向均方根誤差分別是 0.209 公尺、0.182 公尺、0.261 公尺滿足大陸 1/1000 製圖空三精度；最後以 GPS 測量15 個測區明顯的地物點其 X、Y、Z 方向均方根誤差分別是 0.236 公尺、0.223 公尺、0.303 公尺(相當平面 0.325 公尺、0.303 公尺)說明立體繪製的 DLG 數值線 畫圖符合大陸1/1000 製圖之精度。

國內方面則有內政部國土測繪中心（2012）101 年度發展無人飛行載具航拍 技術作業工作總報告書中以顏怡和等人（2012）之試驗結果為基礎下，以花蓮縣

5

壽豐鄉以及花蓮壽豐新豐平大橋附近各約300 公頃之範圍，依基本圖測製規範之 作業流程辦理基本地形圖修測，作為區域基本圖更新應用試驗區，實驗成果包含 UAV 航攝影像、空三平差成果、正射影像、數值地形模型 DEM 及局部修測 1/5000 基本地形圖，在精度檢核有正射檢核精度X、Y 方向均方根誤差分別為 0.44 公 尺及0.32 公尺，但數值地形模型 DEM 及局部修側 1/5000 基本地形圖並未進一 步檢核精度。

6