第三章 理論基礎
第一節 相機率定與拍攝方式
用於攝影測量的相機可分為量測型相機（Metric Camera）與非量測型 相機（Non-Metric Camera）。參考黃文利（2001），比較整理如下表二:
表二、量測型相機與非量測型相機比較
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率定的方法，包括實驗室法（Laboratory Calibration）、及恆星法（Stellar Method）（Wolf and Dewitt, 2000）。但近景攝影影像的特性較常用於近景攝 影測量中相機率定的方法為工作中法（Clarke and Fryer, 1998）。工作中法是 藉著事先定義的控制模板以相機進行拍攝，進而決定相機率定參數的方法（Fryer, 1996）。
由於相機鏡頭會因光線投影之折射現象或大氣條件的影響，造成光線 行進方向偏離直線，或是相機感光元件 CCD 不平整，使得拍攝之影像產生 變形，偏離共線特性。為了維持共線式成立，在高精度攝影測量作業當中，
除了內方位參數之外，還需率定會造成影像變形之畸變差，主要包括輻射 畸變差（Radial Lens Distortion）、離心畸變差（Decentric Lens Distortion）
及仿射畸變差（Affinity Deformation）（Fraser,1997;何維信，2004;吳笛豪，
2008;謝幸宜，2011）。
本研究選用 Photometrix 的 iWitnessPRO（Photometrix, 2010）為相機率 定之軟體。因 iWitnessPRO 提供三維布設之率定標，能自動率定，且其相 機透鏡畸變差數學模式與本研究所用之近景攝影測量軟體 PHIDIAS 相同。
iWitnessPRO 是一套近景攝影測量軟體，由澳洲墨爾本大學 Fraser 教授開發，
可用來執行全自動的相機率定（Fraser, 1997; Cronk and Fraser，2008）。軟
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體提供黑白率定標及彩色率定標做為自動率定的目標模板，本研究的相機 率定是以黑白率定標為主。軟體的黑白率定標共有 20 個模板，其中每個模 板又有 8 個黑色圓點以不同的排列形式組成，如圖四所示。
圖四、iWitnessPRO 黑白率定標目標模板
拍攝作業進行時，必須遵守下列條件（Photometrix, 2010），以利後續 率定作業進行:
（1）率定標勿布設於同一平面，需有景深約15-20公分。
（2）使用固定的焦距拍攝。
（3）率定過程切勿移動率定標。
（4）至少拍攝六張交會的照片。
（5）最外圍拍攝之交會角度（水平方向）需在70~100度。
（6）需有至少兩張旋轉 90 度拍攝之照片。
二、近景影像拍攝方式
依據相機拍攝光軸及基線的相對位置不同，其拍攝的方式可分為正直 攝影、等偏攝影、等傾攝影、交向攝影及旋轉多基線交向攝影，分別介紹 如下（黃文利，2001；柯濤、張祖勳及張劍清，2009）:
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（一）正直攝影（Normal Case Photography）:指在基線兩端，兩攝影 機拍攝光軸保持水平，並與攝影基線垂直。見圖五。
圖五、正直攝影
（二）等偏攝影（Parallel-Averted Photography）:在攝影基線兩端，兩 攝影機拍攝光軸保持平行，並都相對於攝影基線偏轉相同角度。見圖六。
圖六、等偏攝影
（三）傾斜攝影（Tilted Photography）:攝影機拍攝時，相對於水平面 傾斜一角度的攝影。見圖七。
圖七、傾斜攝影
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（四）交向攝影（Convergent Photography）:指在基線兩端，兩攝影機 拍攝光軸在物空間相交成某一角度。見圖八。
圖八、交向攝影
(五)旋轉多基線交向攝影(Rotating Multi-Baseline Photography): 指在一 個拍攝站上旋轉相機拍攝，並且增加基線的數量，對標的物進行多次拍攝。
見圖九。
圖 九、旋轉多基線交向攝影
本研究採用兩種拍攝取像方式，第一種為以傳統航照拍攝概念之拍攝 方式；第二種採旋轉多基線交向攝影。以傳統航照拍攝概念之拍攝方式系 採正直拍攝為主，拍攝時盡量垂直牆面攝影，若無法以一條攝影帶涵蓋拍 攝目標區域時，則可以多條航帶拍攝。而旋轉多基線交向攝影則是結合了 正直攝影、傾斜攝影或交向攝影之拍攝方式。兩種拍攝方式將於第四章第 三小節詳加介紹。
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三、影像重疊率
近景影像之重疊率直接影響的是能組成立體模型的區域大小，過大或 過小都會影響近景影像作業之品質。若重疊率過小，雖僅需幾張影像即可 涵蓋全區，但所能組成立體模型之區域也相對較少，嚴重甚至影響近景攝 影測量光束法區域平差之精度。假使重疊率過大，雖可組成較大區域的立 體模型，但相對的也增加了影像的數量，徒增人力作業量也增高成本（黃 文利，2001）。近景攝影測量延續傳統航空攝影測量之概念，拍攝時通常使 用 60%的左右重疊率及 30%的上下重疊率。但在實際拍攝時以有效涵蓋建 物為優先考量（黃文利，2001），因此本研究採用之左右及上下重疊率一率 超過 60%。
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