藉由本研究實驗過程中,以近景攝影測量軟體實現不同距離率定條件分別求 解相機參數,包含像主距、像主點坐標、輻射畸變差、離心畸變差、x、y 軸尺 度比及x、y 軸非正交等參數,導入 ORIMA 空三平差軟體所需相機參數時僅能 輸入像主距、像主點坐標、輻射畸變差、像主距、像主點坐標、輻射畸變差參數,
此導致於一般光束法空三平差過程中,不同距離條件相機參數均無法有效解算外 方位參數,放寬像點精度先驗值可以有效收斂,但像點改正機制亦無法有效消除 像點量測誤差,須透過量測一定數量、分佈均勻控制點,透過自率光束法方可進 行空三平差解算外方位參數,並可進行像點除錯機制,進而達到符合精度需求。
本研究實驗一結果顯示,不同距離率定條件5 公尺、8 公尺、10 公尺在一般光束 法空三平差結果,平面E、N 坐標 RMSE 及高程 RMSE 分別最高達到 2.21 公尺、
1.45 公尺、18.55 公尺,尤其以高程最差。採取自率光束法空三平差可有效提升 精度到;平面E、N 坐標及高程分別可達到 0.13 公尺、0.16 公尺、0.36 公尺。近 景攝影測量率定相機參數搭配自率光束法空三平差,配置GPS-RTK 高精度實測 點,可以有效達到相當精度之空三成果。
以國土測繪中心位於南投縣南崗工業區內航攝感測器校正場場進行航攝取 像,並以區內靜態GPS 率定標為控制點進行空三平差自率光束法求解相機參數,
實現接近真實航拍條件率定相機參數。實驗中成果顯示校正場自率光束法成果檢 核點平面E、N 坐標精度分別為 0.03 公尺、0.04 公尺,高程精度為 0.09 公尺,
進行花蓮吉安鄉測試區航拍搭配GPS-RTK 控制點進行一般光束法空三平差,檢 核點平面E、N 坐標精度分別為 0.16 公尺、0.17 公尺,高程精度為 0.37 公尺。
成果顯示透過南崗校正場實地率定相機參數可以更為精確描述非量測型相機執 行航攝時狀態,並在後續航拍任務上引用該組相機檢視相機參數沿用性。
實驗中運用多時期航攝影像檢視檢較場實地率定之相機參數沿用性的探討,
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由研究成果顯示,於南崗校正場空三平差後四期航攝影像進行一般光束法與自率 光束法空三平差。在一般光束法空三平差控制實體檢核點平面E、N 坐標 RMSE 最大為彰化二水測試區,分別為0.33、0.39 公尺,而高程 RMSE 為 0.76 公尺,
即便經過自率光束法空三平差後,檢核點E、N、高程坐標僅變化至 0.33 公尺、
0.27 公尺及 0.71 公尺,不論是一般光束法及自率光束法空三平差均呈穩定狀態。
故經過南崗檢校場率定之像主距、像主點位移xp、yp 及輻射畸變差 K1、K2、
K3 即可有效描述非量測型相機之相機參數。
上述實驗證明南崗校正場實施實地率定程序可有效克服因非量測型相機參 數所導致精度不佳情況,接續進行以UAV 影像修測基本地形圖。由於非量測相 機像幅小,所需的控制點相較於傳統航攝相機,其數量高達數倍以上,如採取外 業實測控制點,一來增加修測成本,再者降低修測時效性。 本研究當中運用同 一測區既有控制實體為控制點來源,經過自率光束法空三平差後達到精度要求後,
進行立體測圖,並經由GPS-RTK 實測檢核點,平面位置最大較差 RMSE 以立體 影像80 %重疊時精度達 0.61 公尺,高程亦落在立體影像 80 %重疊時其精度達 0.91 公尺,其平面位置精度可滿足國土測繪中心基本地形圖測製規範中明顯地物 最大誤差1.25 公尺,而高程誤差亦為三分之一等高線間距。
綜合上述實驗結果,實現修測基本地形圖所需基本素材;以UAV 酬載定焦 型非量測形相機,空三平差所需控制點可為GPS-RTK或同一測區可靠控制實體,
空三平差所需相機參數可以是近景攝影測量軟體率定所得的相機參數,並透過自 率光束法平差,或者以南崗檢校場航攝影像執行自率光束法後率定求解之相機參 數執行一般光束法空三平差,以最適當各項元素配置方式實現修測機制。檢視研 究過程中提出5 點未來研究方向建議:
1.優化近景攝影測量方式所率定之相機參數;例如放大率定軟體所使用率定 標,並以室外率定方式增加景深方式儘量將攝影物距拉長至上百公尺以上,並於 成像範圍能涵蓋的範圍內布設率定標,使得率定時的成像相機狀況可與航拍時的
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相機狀況相似,改善近景攝影方式率定結果,將來可進一步探究其更遠的近景率 定條件對空三平差精度的影響為何。
2.提高航攝高度:提高基高比(即像對)對平面精度的確可有效提升,且由表 3-16 數據顯示,不同基高比之間精度差異量最大在 0.25 公分以上,但此次 UAV 航拍高度約500 公尺,因此後續在精度與作業便利性的考量下可針對是否可增加 航高(如提高至 800 公尺)並仍可單獨以 60%重疊率即可達到所需之測圖精度加以 探究。並可就測圖目地、測區地形地物等相關因素訂定航高、航速、快門速度、
控制點佈設等各項條件改善,以期達到UAV 快速、低空等可快速低廉方式取得 各項測圖元素,加速修測基本地形圖之時效性。
3.校正場率定相機參數沿用性:本研究探討校正場率定之相機參數是否會因 時間關係而有所變化,礙於航攝影像都均在兩個月以內取像,研究成果無法證實 非量測形相機是否因機械、光學等硬體結構不嚴謹、酬載至載具、拆裝卸鏡頭等 可能造成相機參數不再適用於一般光束法平差,這有待更多時期之UAV 航拍影 像驗證之。
4.控制實體先驗精度設定:本研究當中控制點來源是分為像比例尺為 1/20000 影像控制實體及 GPS-RTK 測量兩類,實驗過程中僅也只分兩類權重,
應該可以針對區域而更細緻賦予權重。例如山區、房區是否權重不同等級,給予 控制點不同的權之後再使空三平差的結果更加合理亦是將來研究方向。
5.設定立體測圖範圍:本次研究中所使用非量測型數位相機畫數已達二千一 百萬,地面解析度高達0.12 公尺,單就解析度已符合 1/5000 基本地形圖測圖規 範,研究成果顯示既便是相機經過近景攝影測量率定,執行自率光束法空三平差,
平差結果也符合精度要求,然而在測圖階段,模型邊緣影像品質仍影響測圖精度,
不同航帶所測得之同一地物或地形相較同一航帶所測繪同一地物變形量較大,雖 符合1/5000 測圖標準,惟應注意地面取像距離加大時,變形量亦會增加,故就 影像邊緣變形問題加以設定有效測圖範圍。如何設定有效測圖範圍,應就從航帶
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重疊率,例如航帶重疊應40%以上,正負不超過 5%,立體測圖時應就以立體模 型中心位置70%範圍內為測繪範圍等相關問題,宜在後續研究上再深入加以探 討。
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