雷射點分布與 DoD 分析

為探討兩期 LiDAR 雷射點分布與 DoD 之關係，

前期之掃描資料與後期之掃描資料，將雷射點區分 為三種情況：1、同一網格內兩期皆有地面點，2、

同一網格內只有一期有地面點，3、同一網格內兩 期皆無地面點，並經此三種地面點分布情況與 DoD 差值進行分析，分析 DoD 不確定性之原因。

4.1 同一網格內兩期皆有地面點 與 DoD 之關係：

圖 10 中黑點為合併前後兩期地面點後，兩期 均有地面點之分布位置，兩期均有地面點之面積為 1313285 平方公尺，占總面積的 18.5%。圖 8 之底 色為 DoD 之高差變化，配合兩期地面點分布可分 為兩種情況：I、地形未改變，II、地形發生變化。

圖 10 兩期皆有地面點與 DoD 分布關係

I.地形未改變：

圖 11 為同一網格內兩期皆有地面點且地形無 變化之點雲剖面，其中圖 11A 為地面點分布與 DoD 之關係，圖 11B 為後期之正射影像，圖 11C 為後 期之地面點，圖 11D 中白色點為前期之點雲，其 餘為後期之點雲。此地表特性屬於裸露地，前後兩

鐘郁翔、徐偉城、劉進金、謝正倫、謝明霖、陳俞旭：空載光達 DoD 與兩期雷射點分佈關係之探討 207

期雷射點直接打在地表上且兩期點雲無明顯高差 (圖 11D)，因此兩期 DoD 差值為趨近於零。

圖 11 兩期皆有地面點地形無變化點雲剖面

II.地形發生變化：

圖 12 為同一網格內兩期皆有地面點且地形有 變化之點雲剖面，其中圖 12A 為地面點分布與 DoD 之關係，圖 12B 為後期之正射影像，圖 12C 為後 期之地面點，圖 12D，中白色點為前期之點雲，其

餘為後期之點雲。由於此變化區位於河道，地表特 性屬於裸露地，兩期雷射點直接打在地表，因地形 變化，相同位置兩期地面點具有高差(圖 12D)，因 此，兩期 DoD 差值反應之高差與兩期地面點所反 應之高差是一致的。

圖 12 兩期皆有地面點地形有變化點雲剖面

208 航測及遙測學刊 第二十卷 第三期 民國 105 年 05 月

4.2 同一網格內只有一期有地面 點與 DoD 之關係：

DoD 圖 13 中黑點為合併前後兩期地面點後，

只有一期有地面點之分布位置，只有一期有地面點 之面積為 1251300 平方公尺，占總面積的 17.6%。

圖 13 之底色為 DoD 之高差變化，配合兩期地面點 分布可分為兩種情況：I、地形無變化，II、內插造 成差異。

圖 13 只有一期有地面點與 DoD 之分布關係

I.地形無變化：

圖 14 為同一網格內只有一期有地面點且地形 無變化之點雲剖面，其中圖 14A 為地面點分布與 DoD 之關係，圖 14B 為後期之正射影像，圖 14C 終橘點為後期之地面點，圖 14D 中白色點為前期 之點雲，白點之最低點為前期地面點，其餘之藍點 為後期點雲，藍點之最低點為後期點雲。此案例剛 好是地形坡度緩和，即使一小段距離內只有一期地 面點，相鄰地面點經過內插亦可獲得相似之地表 面 ，因此兩期 DEM 之地形差值極小。

圖 14 只有一期有點地形無變化點雲剖面

II.內插造成之差異：

圖 15 為同一網格內只有一期有地面點且地形 有變化之點雲剖面，其中圖 15A 為地面點分布與 DoD 之關係，圖 15B 為後期之正射影像，圖 15C 橘點為後期之地面點，圖 15D 中白色點為前期之 點雲，白點之最低點為前期地面點，其餘為後期之 點雲。此地區為林區， DoD 最大差值約 12 公尺。

這是由於此案例前期點雲在地形變化處只有兩個 地面點，而後期獲得較多之地面點，得以較為完整

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描述地形，因此兩期地面點內差時出現不同之地形 面，如圖 15C 所示，因此 DoD 出現差值。

圖 15 一期有點地形有變化點雲剖面

4.3 同一網格內兩期皆無地面點 與 DoD 之關係：

DoD 圖 16 中黑點為合併前後兩期資料後，兩 期均無地面點之分布位置，兩期皆無地面點之面積 為 4,534,295 平方公尺，占總面積的 63.9%。圖 16 之底色為 DoD 之高差變化，配合兩期地面點分布 可分為兩種情況：I、密林區無法穿透或無回訊，

II 水體無反射。

圖 16 兩期皆無地面點與 DoD 之分布關係

I.密林區無法穿透或無回訊：

圖 17 為同一網格內均無地面點且地形無變化 之點雲剖面，其中圖 17A 為地面點分布與 DoD 之 關係，圖 17B 為後期之正射影像，圖 17C 橘點為 後期之地面點，圖 17D 中白色點為前期之點雲，

白點之最低點為前期地面點，其餘為後期之點雲。

此地區為密林區，穿透率極差或者 LiDAR 雷射抵 達地面後，因森林地區地表土壤潮濕，導致雷射能 量不足，無法讓 LiDAR 接收器所記錄，造成此區 兩期均無地面點，因此 DoD 差值趨近於零。

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圖 17 期均無地面點地形無變化點雲剖面

II.水體或潮濕地表無反射：

圖 18 為同一網格內均無地面點河道之點雲剖 面，其中圖 18A 為地面點分布與 DoD 之關係，圖 18B 為後期之正射影像，圖 18C 為後期之地面點，

圖 18D 中白色點為前期之地面點，其餘為後期之 地面點。此地區為河道，而 LIDAR 之雷射訊號為

近紅外光波段，雷射打在水面，能量被水吸收，可 能不會有反射訊號，故此案例中河道區域無點雲分 布。

圖 18 兩期均無地面點河道點雲剖面

由上述幾個例子，利用前後兩期 LiDAR 地面 點配合 DoD 進行不確定性分布之分析，LiDAR 點 雲受地形地物影響，如：植被或地表濕度，因此做 為 DEM 內插用之地面點分布亦受其影響。而各時

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