(4) 導線網(Traverse network)：多個閉合導線、附合導線連結成網狀者。
6-2-2 導線測量學習要點
導線測量係一控制測量，故其位置是否適當，將直接影響整個測量作業之進 度及精度，而導線之位置係由導線點所決定，故其導線點位置之選定須注意下列 各要領與原則[9,11]：
1. 先根據現有地圖或現地勘察待測區，依其大小、形狀及導線之用途，擬定導 線之大略形狀及行經路線。
2. 導線點應擇於視野開闊，方向變化之處，發揮其控制功能，使測得較多之地 形地物，如此可以減少導線點，提高導線精度。
3. 相鄰兩導線間應能互相通視，且需適合所使用之量距儀器之施測。
4. 導線邊長宜均勻，避免過長與過短，邊長太短時測角誤差較大，影響導線精 度。
5. 為避免導線點遺失，應儘量利用不易變動之地物，每一點位應繪成草圖詳加 註記。
綜合以上要領與原則，本系統學習目標為：1.學生選擇導線點技巧 2.導線分 佈情形3.導線點間的連線。
6-2-3 導線測量虛擬實境教學系統應具備之功能
1. 佈建導線(1) 使用者可以在虛擬實境區視窗中鳥瞰整個虛擬實境地形，了解其測區之區域 大小、地形、地物之詳細情況，概略擬定作業計畫，如圖6-1。
圖6-1 鳥瞰待測虛擬實境地形
(2) 以反射鏡的高度作為視準高，在虛擬實境區遊走選擇適當之導線點位，按下 滑鼠左鍵建立反射鏡以選擇導線點，如圖6-2。在此過程中，需確認兩點間通 視無礙。
圖6-2 建立反射鏡選定導線點
(3) 依次在 2D 平面顯示區點選前後兩導線點，以兩點為一直線建立導線，如圖 6-3。
圖6-3 新一代 ICALS 系統之建立導線想像圖
(4) 連結所有相鄰導線點間之導線，即完成導線測量，如圖6-4。
圖6-4 新一代 ICALS 系統之導線測量完成想像圖
2. 刪除導線點
使用者在工具列上選擇刪除功能鍵，於2D 視窗內將滑鼠移至欲刪除的導線 點上方(此時地形導線點會以反白顯示)，於 3D 視窗中該點所對應之標記物同樣 會以反白顯示，按下滑鼠左鍵既可將此點刪除，同時測量記錄表中此點的資料也 會一起刪除。
3. 刪除導線
使用者在工具列上同時選擇刪除功能鍵，於2D 視窗內將滑鼠移至欲刪除的 導線上方(此時導線將呈現黃色表示被選定)按下滑屬左鍵既可將此導線刪除。
6-2-4 品質分析回饋作業
導線測量之品質分析，係依下列各要點原則加以計算評分，並以定量方式展 現品質指標：
(1) 導線的長度宜均勻，以維持導線測量成果的精度，導線長度是否均勻可用6-1 式計算長度均勻指標 (Length Uniformity Index，LUI)：
( )
L n
L L LUI
n
i
∑
i=
−
=
1
2
………(6-1)
=
LUI 長度均勻指標。
Li：各段導線長度。
=
L ：各段導線平均長度。
LUI 指標愈接近於 0，該項品質指標愈佳。
(2) 因為較多的導線點可使導線點間更易於通視，也更易於觀測地形、地物，但 相對的也會促使測量成本的增加，所以設定導線點的上限，將有助於學生學
習如何在有限的點數中，選擇最適當的導線點位置，進而達到學習導線測量 觀念的效果。此項品質指標可用下式6-2 計算導線點數指標 (Point Number Index，PNI)：
之上限 系統指定之導線點數目
佈設之導線點數目
=
PNI ………(6-2)
PNI 指標須小於 1，且愈小該項品質愈佳。
(3) 相鄰兩導線點間是否能夠通視將是系統誤差分析之重要準則，當學生導線點 佈置完成後，系統將逐步檢查相鄰兩點間是否達到通視之要求，若相鄰兩點 間無法通視(穿透地形或地物之情況)，則該點則為不合格之導線點。此項品 質可由下式6-3 計算導線通視指標 (Traverse Vision Index，TVI)：
導線之段數 無法觀測之段數
=
TVI ………(6-3)
TVI 指標愈接近於 0，該項品質指標愈佳。
(4) 設置導線點是為了觀測重要之地形地物，所以學生設置之導線點能否達到此 觀測目地，將是評分重要的参數。因此可設置若干地形地物點，而這些點最 少必須能由一個以上的導線點觀測。此項品質可由下式6-4 計算測點通視指 標 (Point Vision Index，PVI)：
系統指定須觀測之點數 無法用導線觀測之點數
=
PVI ………(6-4)
PVI 指標愈接近於 0，該項品質指標愈佳。
導線佈設分析則依以上四點為分析原則，在測量作業完成之時，以定量方式 來展現導線品質。
6-3 數值法平面圖測量
地形測量繪製而成之圖籍，僅表示地物之位置者，稱為平面圖。數值法之平
面圖測法可分為[9]：
(1) 直接座標測量：以全站儀進行直接座標測量，可以自動紀錄儲存，用以電腦 計算繪圖。此法作業速度較快，且不必讀數、記錄、鍵入，可以減少錯誤。
(2) 間接座標測量：以經緯儀與電子測距儀進行間接座標測量，以人工逐次紀錄 儲存，再輸入電腦計算、繪圖。此法作業速度較慢，且讀數、記錄、鍵入易 發生錯誤。
6-3-1
數值法平面圖測量學習要點
在本系統中學習目標主要為：1. 地物選點原則：平面圖測量中，學生首先必要學習的是地物點選擇的技巧。
選擇了不適當的地物點，將會造成在測量中過多的贅點形成測量作業時間過 度冗長。除此之外，更將會導致平面圖繪製後與實際地物形狀不符。學生常 犯錯誤舉例：a.道路、湖泊施測時，在曲度變化較大的轉折處選擇了非轉折 處的關鍵點或跳過重要的地物點。b.建築物的屋頂與屋簷施測時卻選擇了屋 簷。
2. 地物點數量：太多的點造成施測上的成本與效率的困難性，而太少的點則會 影響平面圖地物形狀之真實性。
3. 指正學生選點通病：在平面圖測量中，學生最常犯的錯誤不外乎是在選擇適 當的地形地物點技巧。學生在進行測量時，對於該地物點選擇與否的關鍵，
常常是囿於施測該點之程序繁簡、難易程度所左右，並不是以點位的重要與 否來決定。在這種施測條件下，將會造成重要之地形地物無法正確呈現在平 面圖中。
6-3-2 數值法平面圖測量虛擬實境教學與系統應具備之功能
1. 測量平面圖(1) 使用者可以在虛擬實境區視窗中鳥瞰整個虛擬實境地形，了解其測區之區域 大小、地形、地物之詳細情況，概略擬定作業計畫。
(2) 學生依循 ICASL 系統中所提供的控制點(圖 6-5 中之紅點)上模擬全站儀儀 器，以垂直上下仰俯、水平左右移動，於虛擬實境區域中選擇施測點。選擇 適當位置後，按下滑鼠左鍵建立地物點(圖 6-5 中之藍點)。
圖6-5 新一代 ICALS 系統建立地物點想像圖
(3) 當該控制點之視域無法測得欲施測點時，方可移至下一控制點進行步驟(2)之 動作，如此重複直到施測完畢之時。
(4) 若 ICASL 系統中所提供之控制點不足以測得所有重要之地形與形物時，可以 利用加入圖根點之功能鍵，在適當的位置加入圖根點(圖 6-6 中之綠點)，以利 作業之進行。
(5) 依地形地物圖形，於 2D 平面顯示區繪製平面圖，如圖 6-7。
圖6-6 新一代 ICALS 系統之加入圖根點想像圖
圖6-7 新一代 ICALS 系統之 2D 平面顯示區繪製平面圖想像圖(視點位於圖根點上) 圖根點
圖 根 點
圖 根 點
2. 增加圖根點
使用者在工具列上選擇增加圖根點之功能鍵，在虛擬實境區中遊走，選定欲 建立位置後，按下滑鼠左鍵即可隨即建立該圖根點，隨即在虛擬實境與2D 示意 圖中可看見此圖根點被設立。同時在測量記錄表中此圖根點之座標資料也會一起 被記錄下。
3. 刪除地物點或圖根點
使用者在工具列上選擇刪除功能鍵，於2D 視窗內將滑鼠移至欲刪除的地 物、圖根點上方(此時地物、圖根點會以反白顯示)，於 3D 視窗中該點所對應之 標記物同樣會以反白顯示，按下滑鼠左鍵既可將此點刪除，同時測量記錄表中此 點的資料也會一起刪除。
4. 刪除平面圖地物
使用者在工具列上同時選擇刪除功能鍵，於2D 視窗內將滑鼠移至欲刪除的 地物上方(此時地物將呈現黃色表示被選定)按下滑屬左鍵既可將此地物刪除。
6-3-3 誤差分析回饋作業
在平面圖測量當中，將影響平面圖施測成果優劣與否的主要因素有：
1. 施測點數的數量：施測點數與施測點位是否選取適當有著直接的關係。施測 點數過多，可能是在施測點位的選擇上錯誤，例如：選擇道路轉彎處非曲度 大的關鍵點、建築物上的窗台等等，造成施測點之贅點過多。反之施測點數 過少，將造成地形與地物無法適當的呈現原貌，造成施測成果不良。系統應 依不同的虛擬地形來設定最適宜的施測點數量，以作為評分的標準；當數量 超過系統所設定之數量，即依超過之數量多寡扣分。此項品質可由下式6-5 計算測站點數指標 (Survey Point Index，SPI)：
限 系統指定之施測點數上
學生使用之施測點數
SPI= ………….………(6-5)
SPI 指標須小於 1，愈小該項品質指標愈佳。
2. 增加圖根點之位置與數量：當 ICALS 系統中所提供的控制點無法測得欲施測 之地形、地物時，可以利用增加圖根點之功能鍵，在欲建立圖根點位置上增 加圖根點。圖根點並不是毫無限制的建立增加，過多的圖根點將造成成本的 提高和效率的下降，所以適宜的圖根點位與數量都是評分的依據。系統應依 不同的虛擬地形來設定最適宜的圖根點數量，以作為評分的標準；當數量超 過系統所設定之數量，即依超過之數量多寡扣分。此項品質可由下式6-6 計 算圖根點數指標 (Root Point Index，RPI)：
限 系統指定之圖根點數上
學生使用之圖根點數
RPI= ………(6-6)
RPI 指標須小於 1，愈小該項品質指標愈佳。
3. 施測點位選取：本單元中學生應學習選擇適當施測點位，方能夠適當地表達 出施測範圍裡的地形地物。當數值法平面測量作業完成後，將以學生所繪製 之地形、形物與測區內正確之地形、地物套疊比較評分，如圖6-8所示。此項 指標可由下式6-7 計算面積交集指標 (Area Intersection Index，AII)：
Β Α
Β
= Α U
AII I ………(6-7)
其中：
(1) A：某地物正確圖形。
(2) B：學生繪製之地物圖形。
(3) AII：AII =1 則代表兩地物圖形完全一樣，愈接近 1 誤差愈小。
圖6-8 將兩圖形套疊
在數值法平面測量作業裡，影響地形及地物是否以原貌呈現最主要因素是 施測點位選取與施測點位數量多寡，圖6-9 中展示了這兩項因素分別對地形地物 之原貌所帶來的差異(本例假設系統所指定之施測點數為 20 點)。誤差分析則依 以上三點為分析原則，在測量作業完成之時，以定量方式來展現誤差值。
圖6-9 施測點位與數量對地形與地物原貌之影響
A B
重疊部分之面積
a. 待測地物
圖6-9 施測點位與數量對地形與地物原貌之影響(續一) 1
2 3 4 5 6
7 8
109 1211 13
14 15 16 17
18 19
20
d. 學生繪製模擬(測點選點不當) SPI =20/20=1
e. 將 d 與待測地物套疊比較 AII=0.945/1.05=0.90
1 3
2 4
5
6
7 8 9
10 11 13 12 14 14 15
16 17
18 19
20
b. 學生繪製模擬(測點選點適當) SPI = 20/20=1
c. 將 b 與待測地物套疊比較 AII=0.99/1.01=0.98
1 3
2 4
5 6
7 8 9
10 11 13 12 14 14 15
16 17
18 19
20
圖6-9施測點位與數量對地形與地物原貌之影響(續二)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12
13 14
1615 17 18 20 19 21
22 23
24 25 26
27 2829
30
f. 學生繪製模擬(測點過多) SPI =30/20=1.5
g. 將 f 與待測地物套疊比較 AII =0.997/1.002=0.995
1 2
3 4
5 6
78
9 1110 12 13 14
15 16 17
18
h. 學生繪製模擬(測點過少) SPI =18/20=0.9
i. 將 h 與待測地物套疊比較 AII =0.988/1.04=0.95
在建構數值法平面圖測量單元之虛擬地形時，有一項是需要注意的。也就是 在真實戶外環境中，真實的地物皆是呈現最自然狀態(輪廓、外表)如天然湖泊、
道路轉折處、建築物非結構體之構件(窗臺、屋簷、造形物)。這些都會使施測者 難以選擇正確之地物點，進而思考並學習如何正確選擇地物點。相對的，如果在 虛擬實境中所有的地物都源自規侓的線條與形狀，那在虛擬實境中，學生將輕易 的選擇正確的地物點，這樣一來便失去了本單元的學習意義了。所以在建構虛擬 實境時，對地物的逼真度應非常的注重；例如一個湖泊如為15 個地物點構成如 圖6-10，則其地物點太容易被選定無法達到學習的效果，但如果為 20 個點所構 成，如圖6-11，則非常接近真實環境中之型態，則較不易選定可達到選地物點學 習目標。另外，在虛擬實境中建構建築物也是值得注意的，如果建築物太過於方 正或規律，例如圖 6-12 及圖 6-13，學生將非常容易選擇地物點，如此一來就會 失去其學習意義，將來學生到現實環境中施測，將無法有效地提昇施測能力。
圖6-10 由 15 點所構成之湖泊
圖6-11 由 20 個點所構成之湖泊