• 沒有找到結果。

外部精度檢核部分,經由2004GCPs 與 2005LiDAR、c2005LiDAR 的比對,

結果顯示原始的2004CGPs 存在系統性誤差,經由重新解算修正後,該誤差已改 善;但相對的表示出,經原始2004GCPs 改正後的 c2002LiDAR 可能受到這些系 統性誤差的影響。由此可知,地面檢核點之正確性,對評估及改正後數據具影響 力。而由2005GCPs 與 2005LiDAR、c2005LiDAR 的比對顯示,2005LiDAR 部分 航帶點雲(ty032、ty033)之高程誤差量皆小於 10cm,但使用 TerraMatch 進行無地 面控制點的航帶平差後,與地面檢核點相較高程偏移量反而提高到將近 30cm。

其可能的原因是因為航帶平差模式在計算各航帶roll、pitch、heading、dz 修正參 數時,由於沒有給予横切航帶之地面實測點或地面控制點作為平差控制,因此即 使航帶重疊區之內部精度提高,但外部精度卻降低了。

另外,本研究中2004GCPs 與 2002LiDAR、c2005LiDAR 的比對顯示,不同 時期空載光達點雲與不同時期之地面檢核點進行比對時,比對成果可能會受到一 些因量測時期之地形變化不同而產生的比對誤差。然而這些誤差是不容易只由單 一時期的數據成果而找出,因此不同時期的數據比對時,需檢查是否有因時間因 素或不適合比對之數據存在其中,避免造成數據不一致而影響比對果。

平面線形萃取的部分,透過強度資訊萃取平面特徵點雲並非不可行,由圖 偏移。整體上,2005LiDAR 建物邊緣萃取成果皆較 2002LiDAR 穩定,可能是因 為2002LiDAR 資料本身即含有系統性的誤差,因此導致 2002LiDAR 建物點雲資 料於航帶邊緣兩側區域,其建物邊緣萃取成果平移情形較為明顯。

參考文獻

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68-82.

附錄 A 各時期改正前後航帶重疊區剖面檢視

2002 年航帶之前(1)、中(2)、後(3)三區如圖 3-11 所示,以下為中(2)區之剖 面檢視情形,各剖面皆僅展示地面分類點。

2005 年航帶之前(1)、中(2)、後(3)三區如圖 3-12 所示,以下為中(2)區之剖 面檢視情形,各剖面皆僅展示地面分類點。

附錄 B 本研究使用影像處理方法原理說明

B-1 最鄰近勻化平均值法(SNN-Mean Filter)

最鄰近勻化法(Symmetric Nearest Neighbor)係同時利用影像灰階值(Gray Value)以及空間(Spatial)資訊以保留影像特徵、平滑雜訊的影像處理方法。其選取 核內每一對對稱之像元組中灰階值最接近中心像元灰階值的值,計算其平均值或 者中位數,以取代核內中心像元之灰階值(Harwood et al., 1987)。

假 設 一 中 心 為

( )

x,y , 大 小 為

(

2n+1

) (

× 2n+1

)

之 核 , 每 一 對 像 元 組

( ) ( )

{

x+i,y+ j , xi,yj

}

,其中−

n

i

,

j

≤+

n

。其演算法如下:

g

( ) (

x,yg x+i,y+ j

)

< g(x,y)−g(xi,yj)時,選取g

(

x+ ,i y+ j

)

g

( ) (

x,yg x+i,y+ j

)

> g(x,y)g(xi,yj)時,選取g

(

x− ,i yj

)

。 若兩者皆不成立,則選取

g

( y

x

, )。

圖B-1(a)藍色方框內可取出四組對稱像元:90,103、90,95、103,95、90,

108,與中心像元相比較後取出四個灰階值:90、90、95、90,以其平均值為 91.25(圖 B-1(b):(1,1))取代核中心像元灰階值 90(圖B-1(a):(2,2))。以核在影像上由左至 右、由上而下,對影像灰階值進行過濾,結果如圖B-1(b)所示(陳與史,2001)。

(a) (b)

圖B-1 最鄰近勻化法平均值法說明示意圖(陳與史,2001)

B-2 Canny 邊緣偵測

Canny(1986)在設計此邊緣偵測元時設定了三個目標,第一個目標是偵測元 需具備良好的偵測能力,即希望其能找出最多的邊緣特徵,為此便需要使信號的 訊雜比(Signal to Noise Ratio, SNR)之值儘量的大。第二是偵測元必須具有良好的 定位能力,即找出其邊緣像元之位置近似於真實邊緣線。第三是抑制單一邊緣具 有多重感應(Multiple Response)的問題,避免造成單一邊緣被視為多個邊緣的情 況,為此,Canny 加上一個約制基準(即約制邊緣像元的梯度值必須為局部最大 值)來使偵測元在多重感應的情況下,可選定一正確之邊緣像元(Parker, 1997)。

本研究使用PCI Geomatica V9.1(PCI, 2003)中的 LINE 模組進行線特徵的萃 取,該模組針對影像進行線特微萃取時共使用了6 個參數,如表B-1。 ATHR Angular Difference Threshold (Degrees) 0 <= x <= 90 30 Integer DTHR Linking Distance Threshold (Pixels) 0 <= x <= 8192 20 Integer

整個流程分為3 個步驟:

( , ) ( ( 1, ) ( , ) ( 1, 1) ( , 1)) / 2

共同的方向,且其夾角小於 ATHR 門檻值。(2)兩曲線的尾端兩點相近,且其距 離小於DTHR 門檻值。

透過上述步驟完成線形萃取及向量化的過程,線形萃取成果受 RADI 及 GTHR 兩參數門檻值影響,而向量化成果受 LTHR、FTHR、ATHR、DTHR 四參 數門檻值之影響。經由測試成果(附錄 C)可得知,使用 PCI LINE 模組偵測建物 3)改以 ArcGIS(ESRI, 2004)中的 Convert Raster to Polyline 工具進行 R2V 轉換,該 功能主要是偵測二元影像中邊緣線各像元的中心點,再進行邊緣像元中心點的連 結。

圖B-3 PCI LINE 模組向量化後不完整的線段

B-3 Hough Transform 直線偵測

Hough(1962)提出一個方法來辨識影像中的直線或是圓形,稱之為 Hough 轉 換。此方法是利用對影像作某種形式的座標轉換,使得轉換前原影像中的一些特 徵,會在轉換後的空間集中於一位置,即由影像空間(Image Space)轉換至參數空 間(Parameter Space),並在參數空間中由群集偵測(Cluster Detection)的方式找出原 影像特徵的參數值,再反推回影像空間,因此可得到此特徵在影像空間的位置。

一般Hough 進行轉換時是採用極座標

(

ρ,θ

)

作為轉換空間,轉換關係式如式 B-4。

θ θ

ρ

=

x

i cos +

y

isin (式 B-4) 即影像中之一點

( x ,

i

y

i

)

對應於參數空間之一條正弦曲線,如圖B-4。而此參 數空間中曲線上的任一點對應於影像空間中的一條直線,且該直線必通

( x ,

i

y

i

)

這 個點。若影像空間中共線的三點經過轉換至參數空間後,所對應之正弦曲線必交 於一點,如圖B-5。若具有很多點之影像,轉換至參數空間之正弦曲線都會交於 一點,可利用轉換空間之資訊判斷影像上之直線線段(賴彥中,2004)。

圖B-4 單點的 Hough 轉換

圖B-5 共線點之 Hough 轉換

附錄 C PCI-LINE 模組各參數測試之萃取成果

表C-1 RADI 參數測試

表C-2 GTHR 參數測試

表C-3 LTHR 參數測試

表C-4 FTHR 參數測試

表C-5 ATHR/ DTHR 參數測試

作者簡介

姓名: 吳紹禎

籍貫: 台灣省 台北市 出生日期: 民國 71 年 1 月 18 日

學歷: 台北市立南港高級工業職業學校畢業 國立台北科技大學土木工程學系畢業 國立交通大學土木工程學系測量組碩士班 著作:

吳紹禎、陳承昌、史天元、劉進金,2005。新竹市東區公園綠 地探討。第二十四屆測量學術及應用研討會,1213-1220。國立政 治大學,2005 年 9 月 8-9 日。CD 論文集:147.pdf。

史天元、吳紹禎、徐偉城、劉進金,2005。不同時期空載光達 成果比對探討–以新竹地區為例(高程比對)。內政部「辦理 LIDAR 之高精度及高解析度數值地形測繪、資料庫建置與應用推廣工作 案」成果發表暨應用研討會,179-198。工業技術研究院 能源與資 源研究所,2005 年 12 月 20-21 日。

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