§1-1 研究動機與目的
空載光達(Airborne Light Detection and Ranging)技術是一種以掃瞄方式進行 測點的系統，可用以產生高精度、高解析度的數值地表模型(DSM)及數值高程模 差異量，以評估系統性誤差。Maas (2000)、Vosselman and Maas (2001)、Maas (2002) 則以不規則三角網結構，應用最小二乘法匹配共軛點，評估航帶重疊區高程及平
§1-2 研究方法及流程
本研究的重點在於如何比對不同時期空載光達成果之點雲位置在高程方向 及平面方向的偏移情形，並進行成果探討。
高程比對的部分，目的主要在於暸解空載光達原始掃瞄數據與經過高程改正 及航帶平差後的數據之內部精度和外部精度的變化情形。不論是航帶重疊區之間 的內部精度比對或是光達點雲與地面檢核點間的外部精度計算，均應選擇較平坦 的區域(Crombaghs, 2000)進行。另外，使用點對點(Point by Point)之點雲結構比 對時，可能會因為點雲中存在著獨立點或是內插時的精度損失，導致比對結果中 隱含了偏差。為減少此影響，則應盡量採行以點群組合成的面對面(Surface by Surface)的方式或是以不規則三角網結構進行高程比對(Maas, 2002)。
本研究用以比對的數據成果依類型分為「空載光達地面點成果」及「地面檢 核點」兩種。空載光達成果點雲依時期分為 2002 年(2002LiDAR)、2005 年 (2005LiDAR)，各時期光達點雲資料皆經 TerraScan(Terrasolid, 2004a)完成地面點 自動分類。空載光達數據成果改正方式依其作業方法可分為兩種，一種係將2002 年光達數據透過TerraScan 中 Adjust to Geoid 工具，以 2004 年量測的地面檢核點 將原始掃瞄數據的點雲資料進行高程改正處理(c2002LiDAR)，另一種則以 2005 年光達數據透過 TerraMatch(Terrasolid, 2004b)進行無地面控制點的航帶平差 (c2005LiDAR)。而地面檢核點則分為 2004 年(2004GCPs)、2005 年(2005GCPs) 之量測成果。圖1-1為本研究使用各時期數據進行高程比對的流程圖。
圖1-1 高程比對流程圖
研究中以TerraMatch 之 Measure Match 工具評估內部精度，外部精度比對的 部分則使用TerraScan 之 Output Control Report 工具進行計算。該功能之操作程序 為：讀入檢核點資料(E, N, Z)後，將分類地面點以組 TIN 方式內插出和檢核點相 同平面位置的高程資料以進行高差計算，比較時可設定參數。本研究採用之參數 為Max triangle:5m；Max slope:30 degrees；Z tolerance:0.15m。Max triangle 係以 檢核點為中心之搜尋半徑；Max slope 為檢核點至包含三角形頂點間之最大坡度 值，凡大於此值，檢核點與模型內插點間高程差值不予計算，以上兩者因為要求 檢核點周圍5 公尺內需保持平坦，故將參數值設如上述；Z tolerance 為正常雷射 點高程值之精度，此值使用於前項坡度之計算，以避免小面積三角形造成大坡 度，而超越Max slope(史天元等，2005)。
而在平面比對的部分，本研究進行光達數據成果之平面特徵物線形萃取，並 以1/1000 線繪圖作為地真資料，評估其平面偏移量。
研究中採兩種方式進行光達點雲之平面資訊萃取的測試，方法一係參考 Clode 等(2004)所提出之方法，嘗試使用光達點雲的強度(Intensity)及高度資訊萃 取道路特徵。方法二則參考 Ahokas 等(2004)透過 TerraScan 之 By height from ground 工具，以光達點雲高度資訊進行建物點雲分類，並透過影像處理技術找尋 建物邊緣及角點，由萃取成果疊合 1/1000 線繪圖進行視覺疊合分析及誤差距離 量測統計分析。使用的光達數據為二時期原始掃瞄數據成果(2002LiDAR、
2005LiDAR)，萃取比對流程如圖1-2，該程序主要分成建物點雲分類、光達數據 網格化、邊緣線偵測、萃取成果評估等步驟。
圖1-2 光達建物邊緣萃取比對流程圖
§1-3 論文架構
本論文共分成五個章節，各章節之主題分別敘述如下：
第一章：說明本研究之動機與目的，簡略說明空載光達技術並介紹目前空載 光達掃瞄數據誤差評定方法，以及概述本文所採用的研究方法與流程。
第二章：主要介紹空載光達技術的起源和空載光達系統基本架構與掃瞄點資 料之性質，並針對空載光達定位精度評估方面進行相關的文獻回顧介紹。
第三章：進行不同時期光達成果高程方向的比對，研究中使用空載光達地面 點成果及 RTK 量測的地面檢核點等資料，分別進行內部精度及外部精度的比對 與探討。
第四章：進行不同時期光達成果平面方向的比對，研究中擬訂出一平面線形 萃取流程，並以 1/1000 線繪圖作為地真資料，進行光達數據成果之平面偏移量 的評估與探討。
第五章：為本研究之結論與建議。