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第四章 實驗及成果分析

第七節 旋轉多基線交向攝影拍攝之實驗

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一、模擬實驗

模擬實驗之實驗目的為利用獨立坐標系初步測試旋轉多基線交向攝影 的流程及其可行性。然而,以全測站測得之獨立坐標系精度較高,因此模 擬實驗之成果,僅能決定是否繼續加入航空影像控制實體作為光束法區域 平差之控制,進行後續旋轉多基線交向攝影拍攝實驗之精度探討。

本實驗採用旋轉多基線交向攝影方式取得目標區影像,共兩個拍攝站,

以交向攝影及傾斜攝影完成拍攝,相鄰兩張影像之間的重疊率為 60%。詳 細拍攝方式可見本章第三節之「旋轉多基線交向攝影拍攝方式」。

模擬實驗之控制點、控制線及檢核點的三維坐標是建構在以全測站建 立之獨立坐標系之下,其 X 軸方向為平行建物牆面與道路的方向,Y 軸為 指向逸仙樓的方向,而 Z 軸則為垂直 XY 平面之方向,如圖七十七。

圖七十七、模擬實驗獨立坐標系之坐標軸定義

本實驗使用了 19 張影像(拍攝之影像見圖七十八)以及 37 個地面點

(其中包括 3 個控制點、27 個連結點及 7 個檢核點)以及一條控制線。其 控制資訊之幾何分布可圖七十九。

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a.左拍攝站 b.右拍攝站

圖七十八、逸仙樓旋轉多基線交向攝影之 19 張影像

圖七十九、控制點、檢核點及控制線幾何分布示意圖

(黃:檢核點,紅:控制點、控制線)

因本模擬實驗目的僅為了瞭解旋轉多基線交向攝影之流程及可行性,

故於 PHIDIAS 解算影像之定位定向時,僅使用自率光束法區域平差求解。

成果之平面精度以 XY 平面精度的 RMSE 表示,高程精度以 Z 方向 RMSE 評估。表十三為模擬實驗的成果。

表十三、模擬實驗之實驗成果

X Y XY 平面 Z

RMSE( m) 0.03 0.04 0.06 0.04 由上表十三顯示,以旋轉多基線交向攝影,使用獨立坐標系解算近景 攝影測量時,其平面精度 6 cm,高程精度 4 cm,精度非常高,甚至可符合

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(3)實驗D(逸仙):兩控制點在屋頂一控制線在路面,且控制線與兩控 制點連線近似垂直,如本章第五節圖五十五所示。

(4)實驗G(逸仙):三控制點皆位於屋頂,如本章第六節圖七十所示。

(5)實驗H(逸仙):兩控制點及一控制線皆位於屋頂,如本章第六節圖 七十一所示。

(二)實驗結果及分析

本實驗之檢核點共 13 個,分布情況如下圖八十所示。而其網形如圖八 十一所示。

圖八十、旋轉多基線交向攝影其 13 個檢核點分布情況

圖八十一、逸仙樓實驗區 13 個檢核點網形圖示

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綜合以上比較,以旋轉多基線交向攝影拍攝而得之近景影像,解算自 率光束法區域平差後之精度皆可達到與傳統航測拍攝方式相當之精度。雖 旋轉多基線交向攝影其實驗之地面連結點及檢核點數量皆較多,可能會導 致旋轉多基線交向攝影有較佳的成果,但仍可證明旋轉多基線交向攝影可 運用於近景攝影測量作業當中。

因樓高的影響,逸仙樓實驗區不論以傳統航測方式正直拍攝或旋轉多 基線交向攝影,解算光束法區域平差後精度大多無法應用於 LOD 3 精度等 級牆面敷貼所需之精度。如第二章所述增加控制點及控制線數量亦是提升 光束法區域平差精度的方法之一,接著本研究將精度較差之高樓層逸仙樓 實驗區,以傳統航照正直拍攝與旋轉多基線交向攝影分別加入六個控制點 及四條控制線,並觀察其精度是否提升,控制點與控制線之分布圖如圖八 十四,而光束法區域平差解算成果如下表十五與十六。

圖八十四、高樓層實驗區六控制點及四控制線分布圖

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表十五、高樓層實驗區以傳統航測拍攝方式拍攝加入多控制點及線 平面 RMSE(m) 高程 RMSE(m)

自率光束法 一般光束法 自率光束法 一般光束法 傳統航測拍攝 0.56 0.58 0.11 0.21

表十六、高樓層實驗區以旋轉多基線交向攝影加入多控制點及線 平面 RMSE(m) 高程 RMSE(m)

自率光束法 一般光束法 自率光束法 一般光束法 旋轉多基線

交向攝影

0.35 0.42 0.16 0.47

高樓層旋轉多基線交向攝影時,若繼續加入控制點及控制線,其平面 精度及高程精度即明顯提升,由其精度來看可應用於 LOD 3 精度等級牆面 敷貼所需之精度;而高樓層以傳統航測方式拍攝時,繼續加入控制點及控 制線後,其精度亦有提升,但提升幅度不大,應是地面連結點數量及光束 交會幾何不佳而造成。以傳統航測拍攝方式拍攝時,高樓層處之交會角度 較小,且交會光束的數量亦少,又繼續加入之控制點多為於屋頂,故於高 樓層傳統航測拍攝時,繼續加入控制點及控制線之精度提升效果有限。

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