第四章 研究材料及實驗
第七節 GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差
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第七節 GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差
一、實驗設計
由於自率光束法空三平差，於平差過程引入自率參數，且自率參數又 與外方位參數高相關，為避免迭代過程求解不穩定，需按照常規佈設大量 地面控制點，需耗費大量人力、時間及成本於控制測量。因此，本節實驗 將探討使用 VBS-RTK GPS 輔助 UAV 影像自率光束法與 UAV 影像自率光 束法兩者空三平差精度是否差異不大下，確認引入 GPS 觀測量可將所需地 面控制點降低；並分析引入 GPS 觀測量是否可降低相機參數與外方位參數 之相關程度。
實驗地區與第五節實驗相同，同為花蓮縣吉安鄉試驗區，因此實驗區 域描述將不多加贅述，其說明詳見表 4-19。使用 ORIMA 空三平差軟體執 行自率光束法空三平差，同前兩個實驗選用之相機參數僅有像主距(f)、像 主點(x0, y0)及輻射畸變差(a1, a2, a3)。
表 4- 19 GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差實驗試驗區 相關試驗資料說明
項目 說明
拍攝區域 花蓮縣吉安鄉
拍攝面積 （公頃） 300 拍攝解析度（公分/像素） 20 飛行高度（公尺） 550
航帶數 7+2(正交航帶)
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(a) UAV 影像自率光束法空三平差
(b) GPS 輔助 UAV 影像自率光束法 空三平差
圖 4- 42 地面控制點分布圖
圖 4- 43 GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差實驗地面連結點分布
圖 4- 44 GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差實驗網形
河 道
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(見圖 4-46)相關係數從-0.99、0.87、0.93 降低至-0.36、0.30、0.33，大幅降 低 未 知 數 間 相 關 程 度 。 接 續 則 是 分 析 自 率 參 數 間 相 關 係 數 ， ( 見 圖 4-47)VBS-RTK GPS 輔助 UAV 影像自率光束法仍無法克服自率參數間高相
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關，輻射畸變差間仍存有高相關，而像主點與像主距之間亦同。
圖 4- 45 UAV 影像自率光束法空三平差未知數間相關係數
圖 4- 46 GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差未知數間相關係數
(a) GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差 (b) UAV 自率光束法空三平差
圖 4- 47 自率參數間相關係數示意圖
三、小結
由於 UAV 使用非量測型相機，必須使用自率光束法空三平差克服率定 所得之相機參數無法完全描述航拍取像時情況。但使用自率光束法空三平 差，將造成除自率參數間存有高相關情形外，相機參數與外方位參數間也
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存有高相關，透過本節實驗成果，引入 VBS-RTK GPS 觀測量後，不僅可 降低地面控制點需求，甚至可大幅降低外方位參數與相機參數相關程度，
但相機參數間的高相關情形仍存在。
因此，與自率光束法空三平差相比，使用 VBS-RTK GPS 輔助 UAV 影 像自率光束法空三平差將可降低未知參數間相關程度，並符合本研究之目 的─降低地面所需控制點。因此，於下節實驗將針對 VBS-RTK GPS 輔助 UAV 影像自率光束法空三平差，降低地面所需控制點後，探討各地面控制 點配置方式，嘗試結合不同控制點來源及其配置，探討其空三平差精度是 否可符合 1/5000 基本圖測製之精度要求。