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§1-1 研究動機與目的

近年來主動式遙測技術快速發展,尤其在產製大範圍高解析度數值高程模型 (Digital Elvation Model, DEM)領域,如干涉合成孔徑雷達(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR) 與光達(Light Range and Detection, LIDAR),以主動式感 測的特性逐漸受到重視。航空攝影測量至今仍是產製 DEM 最普遍並成熟的方

InSAR 測量利用兩幅雷達影像進行干涉處理以生產 DEM,而解析攝影測量常以 來回剖面線或等高線取樣方式進行DEM 取樣。由於使用波段、成像幾何、取樣 分佈的不同,可以預期InSAR 與航空攝影測量數據的尺度性質將會有所不同。

本文搜集臺灣地區公開的InSAR資料,分別為涵蓋全球的太空梭雷達製圖任 務(Shuttle Radar Topographic Mission, SRTM)數據與空載地形合成孔徑雷達 (Topographic Synthetic Aperture Radar, TopSAR)數據,這兩組資料皆由NASA-JPL 公佈於網路上提供各界使用者自由使用,SRTM利用太空梭為載具進行雷達測 Norheim[2002]在美國 Snoqualmie 河谷所做的實驗中,以 GPS 檢核點比對 InSAR 與LIDAR 資料,發現 InSAR DEM 之地形描述面普遍高於 LIDAR,而 InSAR 資 料差值平均為-0.81m,標準差為 3.29m,LIDAR 資料差值平均則為-0.27m,標準 差0.83m,顯示 LIDAR 資料在系統誤差與隨機誤差表現都比 InSAR 要好。交互 比對 InSAR 與 LIDAR 資料發現坡度越陡峭,則兩組資料差異越大,在凹面坡 InSAR 普遍高於 LIDAR,在凸面坡則相反,也就是說 InSAR 資料的處理過程有 將地貌平滑化的傾向。如填補凹面坡與切掉凸面坡,此亦說明了 InSAR 資料的 空間解析度較低。在森林與灌木叢地區這兩組資料有較大差異,在空曠地、開發 區、草地差異則較小,InSAR DEM 在高密集開發區有很明顯的向下的系統誤差 存在,可能為雷達波對建物與其他地物的反射性質不同造成。

Sun[2003]在 SRTM 資料與太空梭雷射測高(Shuttle Laser Altimeter, SLA)比對 研究中指出,兩組資料SRTM 高程普遍高於 SLA 資料,SRTM-SLA 差值的平均

值為9.80m,標準差為 8.57m,植披高度小於 10m 時兩者差值趨於隨機,而大於 動化縮編的方式。Zatelli[2002]在 GRASS 下開發以小波為基礎的多尺度分析模 組,並以移除 LIDAR 資料的懸高點,進行粗差濾除處理。Little[1994]應用小波 於海槽地形分析,以多尺度分析進行不同寬度的中洋脊、斷層等特徵線淬取。

Gallant [1997]則使用傅立葉轉換與小波轉換分析一維剖面線資料,探討尺度相關 性。

§1-3 研究方法

本研究研究流程如圖1-3-1 所示,分為高程比對與多尺度分析兩大部分。

高程比對針對兩組InSAR DEM 進行 DEM 比對,以航空攝影測量數據作為 參考數據進行平均誤差、隨機誤差、粗差進行精度分析,並探討在不同坡度與坡 向對精度的影響。

多尺度分析則使用以小波轉換與傅立葉轉換分析三組資料的尺度性質,探 討不同尺度下三組資料的關連與差異,並分析不同尺度對於精度的影響,最後則 討論小波分析於粗差偵測與等高線縮編的應用。

圖1-3-1:研究流程

§1-4 論文架構

本文共分為六章,各章節主題說明如下:

第一章 緒論:敍述研究動機與目的、相關文獻回顧、研究方法與論文架構。

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