第三章 研究材料與實驗
第六節 立體測圖精度
立體測繪基本地形圖依據「臺灣地區數值像片基本圖測製規範」相關規定測 製,立體測繪包含建築區、植被區及獨立高程點測繪,並依內政部基本地形資料 分類編碼建立相關圖層圖例。檢核點精度要求須與「臺灣地區數值像片基本圖測 製規範」檢核點均方根誤差須小於等高線四分之一。
經由上節實驗:以點特徵的航空影像控制資訊所進行自率光束法空三平差成 果符合「臺灣地區數值像片基本圖測製規範」所規定檢核精度後進行立體測圖實 驗。
一、立體測圖
(一) 實驗設計
基於取像設備為非量測型相機,並透過自率光束法空三平差解決近景攝影測 量率定所得相機参數不完整、不穩定性,惟注意整張影像周圍之鏡頭畸變差乃存 在影響到立體測圖作業。故定義單一模型有效測繪範圍佔整個模型70%,(由模 型中心位置往上下約各佔35%範圍),避免非量測型相機鏡頭內方位率定不完整 所造成影像邊緣變形,影響測圖精度。全區測製過程分別依40%、60%、80%組 成立體模型,本研究探討立體測圖平面精度及高程精度時,以GPS RTK 施測地
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形檢核點,以可明顯判釋量測之人工地物,例如建物滴水線、人行道、斑馬線等 立體模型上可以清晰辨識地物特徵,地形檢核點如圖3-41 所示,正射影像如圖 3-42 所示。
圖3- 41 吉安立體測圖檢核點分布圖
圖3- 42 正射影像成果圖
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(二) 實驗成果
立體測圖精度不單是影像品質、基高比等因素,還有測製人員經驗、素養等 因素,故在執行測製前,必須檢視測製人員立體觀測穩定度,檢驗方式以重複觀 測同一明顯地物,其平面最大誤差不得大於ㄧ個GSD(地面解析度),高程最大誤 差不得大於平面誤差兩倍,立體測繪成果圖如圖3-43 所示,與圖 3-41 地形檢核 點檢核比較之平面精度差異分析如表3-24 所示,高程精度分析如表 3-25 所示。
圖3- 43 立體測繪成果圖 表3- 24 平面精度差異分析表
平面位置較差 RMSE
40%重疊組立體相對 0.33
60%重疊組立體相對 0.58
80%重疊組立體相對 0.61
單位:公尺
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表3- 25 高程精度差異分析表
高程較差 RMSE
40%重疊組立體相對 0.86
60%重疊組立體相對 0.89
80%重疊組立體相對 0.91
單位:公尺
繪製過程中,相機鏡頭畸變差在空三平差階段經由自率光束法以系統誤差帶 入消除,還是無法全部消除影像邊緣變形問題,圖3-44 航攝影像 60%重疊示意 圖,圖3-45 立體觀測 70%測區範圍圖。在航向影像邊緣變形分析上是採取航線 方向重疊率60%兩組立體模型,以立體測繪方式對同棟建築滴水線重複測繪,並 且套疊量化邊緣變形距離,如圖3-46 所示,圖內紅色圈顯示兩模型立體測繪,
並無法密合套疊。於航線側向影像邊緣變形分析上是採取兩相臨航線重疊區各選 取一組重疊率60%立體模型,以立體測繪方式對同棟建築滴水線重複繪製,並套 疊量化邊緣變形距離,如圖3-47 所示,圖內紅色圈顯示兩模型立體測繪,並無 法密合套疊。
圖3- 44 航攝影像 60%重疊示意圖 圖3- 45 立體觀測 70%測區範圍圖
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圖3- 46 航帶航向重疊區立體測繪變形示意圖
圖3- 47 航帶側向重疊區立體測繪變形示意圖
二、小結
本實驗顯示提高基高比(減少像對重疊)可有效提升平面精度,表3-24 顯 示在由80%重疊提升 60%重疊,兩實驗數據均方根誤差只相差 0.03 公尺,由 60%
重疊提升到40%重疊,差異則大幅提升 0.25 公尺,可驗證提高基高比可有效提 高測繪精度。高程精度檢核在提高基高比後,不論40%、60%、80%重疊,精度
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並無明顯提升。
再者以航向及航帶側向重疊區重複測繪明顯清晰可辨認建物滴水線檢視影 像變形問題,可以從圖3-46 及紅色圈與圖 3-47 紅色圈相同滴水線提出說明;航 向立體模型測繪變形相對於航帶側向立體模型測繪較大,變形量約0.20 公尺以 內,雖不至於影響1/5000 基本地形圖測繪精度要求,惟本實驗航拍地面取像距 離(GSD)為 12 公分,如取像距離增大,誤差等級勢必加劇,故應就這變形問題 限設有效測圖範圍,以確保測圖精度。
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