不論原始資料品質良劣，可經由內業處理提升一定品質。本章主要探討幾項 影響產品品質的重要項目，包含點雲密度、自動過濾、人工編修及以地面實測檢 核點比較等項目，就其中現象進行討論。
4-1 使用資料說明
本研究所使用之 蒐集。使用的空載光
達 設 備 為 Leica ALS50 系 統 ， 實 際 進 行 掃 瞄 時 ， 裝 設 在 大 鵬 航 空 公 司 之 Britten-Norman BN-2B-26 單引擎飛機上。飛航作業時間因地區不同而有所不同，
工作範圍包含高屏地區、桃竹地區、台南高雄地區、外傘頂洲和九二一災區，共 約 880 幅 1/5,000 基本圖圖幅範圍，各測區的基本資料如表 4-1 和圖 4-1 所示。
平均每幅原始點雲一千多萬點，平均密度每平方公尺 1.4 點~1.5 點。本研究所使 用資料包含高屏地區、桃竹地區、台南高雄地區。
表 4-1、計畫測區基本資料統計表(工研院，2006) 空載光達資料為工研院於 93 和 94 年所
測區名稱 圖幅數 高程範圍(m) 坡度(度) 涵蓋海岸區 高屏地區 266 幅 0~1400m 0~60 否 台南高雄地區 333 幅 0~1,620m 0~60 是 桃竹地區 197 幅 0~1,750m 0~75 是 九二一災區 48 幅 90~1,860m 0~70 否 外傘頂洲地區 18 幅*2 0~10m 0~3 是
(
(b (c)高程變化 (d 變化圖
九二一災區
a)位置圖
)衛星影像 圖 )坡度
圖 4-1、計畫測區基本資料圖(工研院，2006) 4-2 點雲密度計算
點雲密度為原始掃瞄資料品質的重要指標之一；穿透率則是產出成果之品質 指標之一。
外傘頂洲地區 桃竹地區
台南高雄地區
高屏地區
4-2-1 地表覆蓋
地表覆蓋物分為五類，根據王與曾(2003)，定義其中四類地表覆蓋物，由於 會區定義根據 EPA(2003)而訂，各類覆蓋物定義如
。
2. TIN 三角形個數
到一圖層(Polygon)。若進行排序，亦可算出 95%指標或繪製直方圖，顯示密度分 布機率。作為詮釋數據之項目，可以選用最大三角形
指標。至於此一面積篩選標準，有待進一步研究，方能釐清。
4. 徐昇多邊形(Thiessen
徐昇多邊形為 Delaunay nay 不規則三角網
否劇烈、以及點位所在位置，均與內插值之品質相關。故空載光達點雲密度分布 僅為一項基礎資訊。
重回波會影響到點雲密度，但是地形面上點雲密度之主要影 率，即穿透率愈高，地面點密度愈高。穿透率定義如下：
4-2-3 穿透率計算
雷射具有多重回波之能力，不同之地表覆蓋，多重回波次數不同，如建物通 常只有單一回波。多
響因素為穿透
×100%
= 總點雲數
地面點點數 穿透率
TIN 種方式進
本研究以格網方式及 三角形個數兩 行穿透率計算，分別敘述
如下。
z 格網方式
使用高屏地區掃瞄資料，自不同圖幅中挑選符合表 4-2 所列各種覆蓋面定義 之格網，每種覆蓋面各選 個格網進行穿透率計算，成果如表 。
將以 1/5000 像片基本圖圖幅外擴 50 公尺為參考圖框分幅之點雲資料利用 TerraScan 將其分為 100 公尺* 100 公尺的格網如圖 4-3 所示。
10 4-3
圖 4-3、將 1/5000 像片基本圖大小分為 100 公尺見方格網示意圖
表 4-3、不同覆蓋面之穿透率
覆蓋面 地面點密度(pts/m2) 原始點雲密度(pts/m2) 穿透率(%)
裸露地 0.557 1.383 44.3
矮植被 0.586 1.678 37.7
疏遮蔽林 0.337 1.970 21.5
密遮蔽林 0.144 1.130 15.3
都會區 0.527 1.491 38.6
z TIN 三角形個數
不同覆蓋面之地面點數量及分布方式不相同，使 TIN 的組成方式和面積大 小有所差異，如圖 4-4 所示，圖 4-4 中展示五種不同覆蓋面地面點之 TIN 組成，
其中每幅圖面積範圍皆為 100 公尺* 100 公尺。
裸露地 矮植被 疏遮蔽林
密遮蔽林 都會區
圖 4-4、不同覆蓋面之 TIN 組成 差異
為方便計算穿透率，利用 Delaunay 三角網組成 TIN，計算一面積單位(一面
積單位為 100 公尺見方)中 方式計算時相同之 10 個 角形數比值計算穿透率：裸露地>疏遮蔽林>都會區>矮植被>密遮蔽林。
兩方式計算之穿透率得到大致趨勢，發現皆以裸露地最高，密林區最低，其
利用 TerraScan 過濾地面點，過濾參數對於成果影響相當大，依不同地形調 整適合的 會得到較佳的成果。選擇三幅 同地形覆蓋面的圖幅分別使用兩組 不同參數進行地面點過濾比較不同參數設定造成的差異。圖 4-5~圖 4-10 中紅圈
地穿透率為最高
不夠多， 兩種方式
參數 不
處表示錯誤處(本節只為比較不同參數造成之差異，故不修改錯誤)。
A. 平坦地區(裸露地)
圖號：9419_3_038( )
主要 面
4-5、9419_3_038 參數設
參數名稱 平地
Max building size(m) 60 Terrain angle(degrees) 55
Iteration angle (degrees to plane) 4
Iteration distance(m to plane) 1.4 地面點點數 3,298,859
表 4-6、9419_3_038 分區參數設定(2)
參數名稱 平地
Max building size(m) 80 Terrain angle(degrees) 55
Iteration angle
(degrees to plane) 4 Iteration distance(m to plane) 1.4
地面點點數 3,296,945 圖 4-5 和圖 4-6 中紅圈處表示明顯或大範圍錯誤，主要為植被所佔面積超過 最大建物尺寸(max building size)設定而無法被濾除和最大建物尺寸(max building size)設定對於田埂而言過大，造成田埂被削平。而表 4-5 所 的最大建物尺寸設
圖 4-5、以表 4-5 參數過濾地面點成果圖
圖 4-6、以表 4-6 參數過濾地面點成果圖
B. 山區(密遮蔽林)
圖號：9622_1_075(桃竹地區) 主要地形：山區(含河谷)
全部雷射點高程：261.31 公尺~1075.92 公尺
使用兩組不同參數過濾地面點。參數設定如下表 4-7、表 4-8：
表 4-7、9622_1_075 參數設定(1)
參數名稱 山區
Max building size(m) 20 Terrain angle(degrees) 70
Iteration angle
(degrees to plane) 8 Iteration distance(m to plane) 1.2
地面點點數 1,512,880
表 4-8、9622_1_075 參數設定(2)
參數名稱 山區
Max building size(m) 35 Terrain angle(degrees) 70
Iteration angle
(degrees to plane) 8.5 Iteration distance(m to plane) 1.2
地面點點數 1,523,467
圖 4-7、以表 4-7 參數分區過濾地面點成果圖
圖 4-8、以表 4-8 參數分區過濾地面點成果圖
C. 地形變化複雜的區域 圖號：9419_2_097(台南地區)
主要地形：山區、平坦地、河谷、丘陵 全部雷射點高程：50.92 公尺~1197.61 公尺
使用兩組不同參數過濾地面點。參數設定如下表 4-9、表 4-10：
表 4-9、9419_2_097 分區參數設定(1)
參數名稱 全區
Max building size(m) 20 Terrain angle(degrees) 70 Iteration angle(degrees to
plane) 7 Iteration distance(m to plane) 1.2
地面點點數 2,344,359
表 4-10、9419_2_097 參數設定(2)
參數名稱 全區
Max building size(m) 30 Terrain angle(degrees) 72 Iteration angle(degrees to
plane) 10 Iteration distance(m to plane) 1.1
地面點點數 3,617,294
圖 4-9 中的錯誤類型包含建物未被濾除或植被點被分為地面點，如第 3、4、
6 號錯誤，亦有山脊被削平或山頂無法分 第 1、2、5、7、
8 號錯誤；圖 4-10 中錯誤主要為山脊處無法過濾出地面點和山脊被削平，而沒有 植被點被誤分為地面點的情況，故以表 4-10 的參數較為理想。
類出地面點之情況，如
圖 4-9、以表 4-9 參數過濾地面點成果圖
圖 4-10、以表 4-10 參數過濾地面點成果圖
4-3-2 型Ⅰ錯誤及型Ⅱ錯誤分析
為了單純比較自動過濾和人工編修的差異，在自動過濾前先將明顯的異常點 TerraScan設定參數 濾和人工編修後 先經自動過濾再由人工編修)的點數 分別與最終人工檢查後的點數比較。以下表格中使用參數 80-60-6-1.4-5 序表示
ax building size：80 m； errain angleT ：60 度； teration angle：6 度；Iteration I distance：1.4 m；Reduce iteration angle when Edge length < 5.0 m。圖 1~圖 4-18
展示 修後之變化，而人工檢查改變之點數造 地面點 3,296,945 3,278,701 3,281,203 非地面點 7,550,008 7,568,252 7,565,746
低點 166 166 170
未使用(包含雲) 143601 143601 143601
表 4-14、裸露地錯誤比例
型Ⅰ錯誤(%) 型Ⅱ錯誤(%) 總和錯誤(%)
自動過濾 0.48 0.21 0.29
人工編修 0.08 0.03 0.05
圖 4-11、9419_3_038 自動過濾後之成果圖
圖 4-12、9419_3_038 人工編修後之成果圖
圖 4-13、9419_3_038 人工檢查後之成果圖
圖 4-11 為自動過 個錯誤(不同類型或
較特別者)的放大圖。9 個自動過濾產生的錯誤經過人工編修的成果展示於圖 4-12 中，可看出人工編修有助提升產品品質。而表 4-13 中，地面點點數的變化：由 自動過濾至人工編修，再至人工檢查後的點數是先減少再增加的趨勢，主要原因 為人工編修時以消去被誤分為地面點的植被點為主，故地面點點數減少，而人工 檢查除檢查是否仍有分類錯誤的植被點，另外亦將被削平的田埂處增加地面點，
以求田埂處的完整，如圖 4-12 和圖 4-13 中第 9 號錯誤的左側田埂及第 7 號錯誤 的田埂，故地面點點數會比人工檢查時多，而圖 4-13 中第 7 號田埂處仍有少數 地點模型不完整，是由於該處缺少雷射點所致。圖 4-12 和圖 4-13 的邊緣有些區 域模型呈現空缺(無建立模型)，原因為圖幅邊緣地區地面點點數量少造成所謂的
「邊緣效應」，即單純因位於圖幅邊緣造成模型無法建立，而非無地面點。
濾後全圖的地表模型及自錯誤中選出 9
B. 山區
表 4-15、山區過濾成果表 圖號：9622_1_075
使用參數：35-70-8.5-1.2-5 總點數：12,139,818
類別 自動過濾後點數 人工編修後點數 人工檢查後點數 地面點 1,523,467 1,546,415 1,548,365 非地面點 10,616,345 10,593,397 10,591,444
低點 1 1 4
未使用(包含雲) 5 5 5
表 4-16、山區錯誤比例
型Ⅰ錯誤(%) 型Ⅱ錯誤(%) 總和錯誤(%)
自動過濾 1.61 0.03 0.41
人工編修 0.13 0.02 0.03
C. 地形變化複雜地區
表 4-17、地形變化複雜區域過濾成果表 圖號：9419_2_097
使用參數：30-72-10-1.1-5 總點數：13,400,920
類別 自動過濾後點數 人工編修後點數 人工檢查後點數
Ground 3,617,294 3,686,315 3,703,225 Non-ground 9,783,616 9,714,595 9,697,680
Low point 3 3 8
Unused(含cloud) 7 7 7
表 4-18、地形變化複雜區域錯誤比例
型Ⅰ錯誤(%) 型Ⅱ錯誤(%) 總和錯誤(%)
自動過濾 2.32 0.89 1.28
人工編修 0.46 0.17 0.25
圖 4-14、9622_1_075 自動過濾後之成果圖
圖 4-15、9622_1_075 人工編修後之成果圖
圖 4-16、9622_1_075 人工檢查後之成果圖
在山區地形部分，自動過 量不將植被點誤分為地面
點，即被過濾為地面點者皆正確，再經由人工編修增加無過濾出之地面點，故此 參數設定易造成山脊被削平的狀況，因此人工編修主要工作是增加地面點，由表 4-15 可發現地面點點數漸增，表示增加的地面點點數多於消除的地面點點數。此 圖幅自動過濾發生之錯誤中為植被點被誤分為地面點山脊被削平兩類，自其中選 出 7 個較明顯之錯誤加以放大並和整圖幅的成果展示於圖 4-14 中；人工編修後 的成果展示於圖 4-15。而對照圖 4-14 及圖 4-15 中第 2 號錯誤，發現兩張放大圖 幾乎一樣，是因該處為密遮蔽林，地面點數量相當少，可以修改的部分並不多。
濾參數選擇之原則為盡
圖4-17、9419_2_097自動過濾後地面點建立之模型圖
圖 4-18、9419_2_097 人工編修後地面點建立之模型圖
圖 4-19、9419_2_097 人工檢查後之成果圖
地形變化複雜區域會發生山脊被削平和建物或植被點被分為地面點等錯 誤，故人工編修時會進行加點和消點，地面點數量增減要視其地形覆蓋及自動過 濾參數而定。圖 4-17 展示自動過濾後產生的錯誤，包含前述的山脊被削平(第 1、
3、5、8 號錯誤)和建物被誤分為地面點(第 6 號錯誤)及山頂無法過濾出地面點(第 2、7 號錯誤)、橋樑無法濾除(第 4 號錯誤)等錯誤。然而這些錯誤的出現與自動 過濾參數設定關係密切，如針對不同地形覆蓋以不同參數進行分區過濾，成果會 較理想。經過人工編修後成果展示於圖 4-18 中，但由於地面點點數不足，造成 模型不平滑。
表 4-19 和表 4-20 為以圖表比較自動過濾和人工編修發生的型Ⅰ錯誤和型Ⅱ 錯誤，其中不論是自動過濾或人工編修都以地形變化複雜地區的錯誤較大，原因
表 4-19 和表 4-20 為以圖表比較自動過濾和人工編修發生的型Ⅰ錯誤和型Ⅱ 錯誤，其中不論是自動過濾或人工編修都以地形變化複雜地區的錯誤較大，原因