第三章 研究方法與理論基礎
第一節 研究方法
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第三章 研究方法與理論基礎
本章分為兩節，第一節為研究方法介紹，包含本研究流程圖及研究流 程說明；第二節為理論基礎，先介紹相機率定方法，接著介紹影像定位定 向的相關理論，包含相對方位、絕對方位、後方交會、以及加入線特徵之 光束法平差理論。
第一節 研究方法 本研究流程圖見下圖 7。
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圖 7 實驗流程圖
本研究使用 PHIDIAS 軟體、Pix4DMapper 軟體、Photoscan 軟體以及 iWitnessPro 軟體等，將在第四章第一節中的研究工具詳述。
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參數匯入如 Pix4DMapper 和 Photoscan 軟體中，輸出無畸變差影像執行檢 核。此外，亦可由輻射畸變差k1值之正負號執行相機參數檢核，其原因是 因輻射畸變差可細分為桶形失真(barrel distortion)和枕形失真(pincushion distortion)。桶形失真出現於像主距較小之相機，對應輻射畸變差k1值為負 值；枕形失真出現於像主距較大之相機，對應輻射畸變差k1值為正值 (Drap and Lefèvre, 2016)。本研究採用像主距較小之相機，輻射畸變差應有 桶形失真的情形，k1應為負值。另外，本研究亦使用iWitnessPro 軟體率定相機參數，率定場設置於本 校的體育館後方，詳細率定場的佈設將於第四章第三節的相機參數的檢核 資料提供或iWitnessPro 軟體率定得到；影像連結點資料檔為避免自動匹配 有匹配錯誤情形，由人工量測連結點資料；控制點資料檔從車載資料中光 達資料檔選取；連結線則是於PHIDIAS 軟體視窗中，盡量點選線特徵上兩
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圖 8 控制點和連結線的佈設示意圖
備齊資料後，於 PHIDIAS 軟體中執行相對方位、絕對方位、後方交 會、最後進行光束法平差。粗差偵錯方法選擇Data-Snooping，並使用驗後 方差估計執行調權，驗後方差估計將於下節理論基礎中的光束法平差詳述；
最後利用檢核點檢核，檢核點則均勻佈設於測區內，利用光束法平差計算 的檢核點三維坐標與光達資料取得檢核點三維坐標計算檢核點的RMSE。
建物模型精度CityGML，CityGML 以五種細緻化的層級來表示三維模 型，五種細緻化層級分別為 LOD1、LOD2、LOD3、LOD4、LOD5(Gröger, 2008)，其中 LOD3 要求窗和門較細緻的模型並且需高解析度建物紋理，故 本研究採用此作為平面精度跟高程精度評估標準。LOD3 模型精度要求為 0.5m。研究計算檢核點的 RMSE 分析平面精度和高程精度是否在 LOD3 模 型精度內。
各方向檢核點RMSE 如式 7、式 8、式 9，平面精度採用 X 方向和 Y 方向的RMSE 計算如式 10，高程精度即為 Z 方向 RMSE 如式 9。
X 方向 RMSE = √∑𝑛𝑖=1(𝑋𝑖 − 𝑋̂ )𝑖 2 𝑛
式 7