以地面雷射掃瞄儀數位典藏校園歷史古蹟建築
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(2) 中文摘要 由於資訊科技不斷的進步，數位化科技已對社會造成革命性的影響，它不只 改變人類溝通的方式，也改變了資訊的散播、儲存與傳承。面對如此的轉變，國 際間，為了文化資產長久的保存與傳承，各國正積極推動數位化工作，例如聯合 國的世界記憶計畫、美國的美國記憶計畫，因此我國也努力推動數位典藏計畫。 政大校園內的景觀，隨著世代變遷，本計畫藉由數位化典藏的方式，運用 3D 雷射掃描，將政大的老建築－果夫樓、志希樓及四維堂，精緻模塑建立建築 數位典藏，以保存這些代表政大歷史、具有保存價值的建物資料，避免因天災人 禍、環境變遷而破壞或消失。數位典藏可將這些建築物的紀錄永久的保存、維護 及檢索取得，繼而傳承與運用。 關鍵字：3D 雷射掃描、數位典藏、精緻模塑. Abstract Because of continuous progress in information technology, digital technology has caused a revolutionary impact on our society. It not only changes the way of human communication, but also the method in information dissemination, storage. Due to the transition, many countries internationally are promoting the digital work actively for cultural assets preservation and inheritance, such as the Memory of the World project in the United Nations and the American Memory Project in the United States. Therefore, our government also promotes digital archives project hardly. The landscape in NCCU campus is changing with the time change so that this project will use 3D laser scanning technology to modeling and archiving digitally the historic buildings in the National Cheng-Chi University (NCCU)- Guo-Fu Building, Chi-Shi Building and Su-Wei Hall. Through archiving these worthwhile building information, which represent the history of NCCU, it can avoid the destruction or disappearance due to natural disasters, environmental changes. Digital archives can record these building information forever for conservation, maintenance and retrieve. Keywords:3D laser scanning、digital archives、modeling. 壹、 研究動機、緣起與目的 隨著光陰流逝，昔人已遠，政大校園內的景觀與時俱變，復校初期的老建築 已屈指可數，在新建築的圍繞中，綠瓦灰牆的果夫樓及志希樓雖略顯凋零，卻猶 存一番風韻；四維堂，政大人共同的記憶，經過歲月遞嬗，仍堅守它的崗位，紀 錄著每位政大人的歡笑與淚水。不管是復校的樞紐－果夫樓(圖一)與志希樓(圖 二)，或是政大永遠的精神象徵－四維堂(圖三)，它們不但是政大校史的見證者， 更是昔日校友的緬懷憑藉。多年前，學校規劃擬將四維堂拆掉重建，引起老校友 的關心，認為四維堂代表政大的傳統，也是如今老校友認出政大的唯一憑藉，所 以只就外觀做翻修，但沒人知道這些富有歷史記憶的老建築何時會再次面臨被拆 1.
(3) 除的危機，因此本計畫希望藉由數位化方式建立建築數位典藏，以保存這些見證 著政大歷史演變的古老標的。 數位典藏是指以數位形式典藏的過程，就是用數位化方式將重要的文物、史 料、照片、影音…等紀錄保存下來。更精確的解釋為數位典藏品長期的儲存、維 護及檢索取得。(陳和琴，2001)數位典藏技術針對不同的物件屬性，需要用以不 同的數位化設備與流程，從以往的經驗來看，數位典藏技術多採用傳統的建構方 式，如：平面攝影、人工測繪…等，如此不僅費時而且導致資料不夠完整。在這 個資訊科技日新月異的時代，數位化技術已然改變傳統的建構方式，檔案類型除 了 2D 圖像外，增加了虛擬實境、3D 雷射掃描、數位影像…等。科技的進步解 決了許多過去傳統建構方式上的缺失，也使數位典藏的品質及效率提升。 在數位典藏中，涵蓋的範圍較廣泛的就屬建立建築數位典藏。所要典藏的除 了建築本體，也包含其所在之環境，由於面積較廣，所運用的數位化技術也就更 加多元。在建築數位典藏裡，3D 雷射掃描技術已成為製程中重要的一環，由於 3D 雷射掃描器可以快速的將建築物掃描、建構，其所取得的資料直接來自於建 築本體，可求得空間座標值，所獲得的點雲（Point Cloud）具有即時記錄、實況 記錄的特性 (Goldberg，2001) ，如此能建置更完整的數位影像資訊，所以本計 畫藉由 3D 雷射掃描，將政大有著歷史意義的建築－果夫樓、志希樓及四維堂予 以完整的掃描，並將點雲資料建立成完整的數位檔案，以將這些建築物資料完整、 長久的保存與傳承。. 圖一. 果夫樓. 圖三. 四維堂. 圖二. 2. 志希樓.
(4) 貳、 方法與步驟 本計畫主要目的是古蹟的數位典藏，將古蹟以數位方式長期保存記錄下來， 以供未來維護與檢索取得。因此，本計畫主要是利用 3D 雷測掃描儀器以及近景 攝影測量的技術，將所測得的古蹟資訊以彩色點雲的方式儲存起來，接著利用點 雲處理程式將點雲資料建置成為細緻模型供未來續查詢與檢索。首先，利用 3D 雷測掃描儀器 Riegl VZ-400，於個目標建物附近架設測站，並且獲得點雲及相片 資料。接著，使用 RiScan Pro 建立專案，並且將各測站接併在一起。接併完成後 的資料，是建立在相對空間之下，因此，可以透過 4 個以上的已知絕對坐標，將 坐標轉換至絕對空間，而台灣使用 TWD97 坐標系統為絕對坐標。接著將專案中 的各棟建物之點雲萃取出來，並且使用 PHIDIAS 建模，建模過程中使用已知相 機參數之相片輔助建模工作。最後，利用 Sketch Up Pro 貼圖，材質的部分則透 過實地拍攝後，經修圖軟體編修後，敷貼於模型上，作業流程圖如圖四所示。 第 １ 個 測 站. 第 ２ 個 測 站. 第 ３ 個 測 站. …. 第 Ｎ 個 測 站 各站皆需四個以上的連 結點以供拼接. 各測站拼接 需三個以上的控制點以 轉換至絕對坐標 轉換至絕對坐標. 已知內外方位之相片. 萃取目標建物之點雲. 建物模型建置. 建物模型貼圖 圖四. 作業流程圖 3.
(5) 一、儀器介紹與設定 (1)本計畫使用之 3D 雷射掃描儀器為 Riegl VZ400，而本次計畫採用點密度 為 100m 點與點間距 7cm，且為高速模式，詳細規格可參考下表。 儀器名稱. Riegl VZ400 (1)長距模式 測距範圍：600m (2)高速模式 測距範圍：350m. 量測模式. 速度：42000 個點/秒 速度：122000 個點/秒. 內建記憶體. 32G. 重量 最大垂直掃描角. 9.6Kg 100°(單側之天頂距 30°至 130 度°). 最大水平掃描角. 360°. 測角精度(水平/垂直). 1.8”/1.8”. 測距精度. 3mm. 位置精度. 5mm (1)可單機作業不需外接電源與電腦 (2)可使用 PDA 或 iPHONE 操控儀器，亦可 在儀器面板上操作 (3)可結合 GPS，求得全區域坐標 (4)可同步結合千萬像素單眼相機，並將點雲 上彩 (5)散熱效果佳且無噪音影響. 備註. 表一. Riegl VZ400 儀器規格表. (2)本計畫使用之相機為 Nikon D700，並且搭載 Nikkor 14mm 鏡頭，詳細規 格可參考表二及表三。 儀器名稱. Nikon D700. 尺寸. 147 x 123 x 77 mm. 重量 有效像素. 995 g 1210 萬像素. 液晶螢幕. 3.0 吋 92 萬像素. 感光元件. Full FrameCMOS. 儲存媒體. CF. 電池. EN-EL3e 1500 mAh 表二 Nikon D700 相機規格表. 4.
(6) 型號 分類. Nikon AF Nikkor 14mm f/2.8D ED 超廣角及廣角定焦鏡頭. 焦距. 定焦 14 mm. 光圈. 恒定光圈 f/2.8. 視角. 114°（對角）. 鏡片組. 12 組 14 片，1 片 ED 鏡片，2 片非球面 鏡片. 光圈葉片數. 7. 最小光圈. 22. 最近對焦距離. 0.2 m. 放大倍率. 1:6.7. 對焦系統. Rear Focusing System. 直徑×鏡長. 87×86.5 mm. 重量. 670 g 表三 Nikkor 14mm 鏡頭規格表. 二、單站儀器外業步驟 (1)掃瞄前，確定腳架及掃瞄儀穩，並確定是否有將相機基座螺施平穩鎖緊。 (2)設定專案名稱，利用方向鍵，選擇右下圖的 Project，系統將會出現當日 日期及專案編號，如 2011-08-04-001，代表 2011/08/04 的掃瞄專案 001，而 同一掃瞄標的，建議利用相同專案掃瞄。此外，右下圖的 Position，則是該 專案中的測站編號，而本計畫總計架設了 21 個測站。 (3)設定掃瞄密度，選擇右下圖之 Pattern，則可選擇 VZ400 不同的內建參數， 長距離(Long Range)或高速(High Speed)所需要掃瞄的時間將不同，而本次計 畫採用高速模式下點雲密度為 100m 處 7cm×7cm 處會有一個掃描點。 (4)若是需要多站掃瞄，則利用方向鍵選擇右下圖的 Position，系統則自動增 加一站，並按下左下圖之 START 鍵，則開始自動掃瞄及拍照。. 圖五 儀器操作面板 圖六 儀器操作畫面 (5)將掃瞄資料儲存至 USB 隨身碟上，在 VZ400 的面板選項上，須選擇 SETTING/SCAN POSITION SETUP… 將其 Storage Media 選擇為 AUTO USB/INT。 5.
(7) (6)掃瞄模式設定，在 SETTING/SCAN POSITION SETUP…/Meas Prog 可選 擇不同掃瞄模式，如長距離(Long Range)或高速(High Speed)，而本計畫採用 高速模式。 (7)影像拍照設定，若接上相機，須確定 Image acqusition 是否為 ON 或 AUTO。 在開始外業掃瞄前，需在 Camera…設定光圈及曝光時間，以利於之後點雲 上彩。 (8)掃瞄工作結束後，掃瞄儀關機，則可在左下圖的 System…/Studown。. 圖七. 儀器 MAIN MENU 畫面. 圖八. 儀器 SETUP 畫面. 三、點雲資料內業處理 使用軟體：RiScan Pro 3.1 建立專案與掃描檔案下載 (1)將掃瞄所儲存的 USB 隨身碟拿下後，插入電腦，建議先將原始資料備分 至硬碟內，再開啟 RiScan Pro 下載掃描資料。 (2)開啟 RiScan Pro 後，須先建立新專案，專案名稱可與外業名稱相同並註 記掃瞄地點或專案名，如 2010_07_15_NCCU。. 圖九. Riscan Pro 程式畫面. 6.
(8) (3)在 Riscan Pro 的功能表中的 Help/ Wizard 的 Download and Convert，將出 現 Download and Conversion Wizard 視窗，選擇 Storage 並選擇外業資料儲 存路徑，選擇一個 Rxp 檔，接著程式將自動出現所有掃瞄擺站之掃瞄資料， 將針對所選擇資料進行下載及解壓縮。. 圖十. Help 功能表. 圖十二. 圖十一. Download and Conversion Wizard 視窗. Select file(s) to import 視窗. 圖十三 Download and Conversion Wizard 之 Object 選擇視窗 (4)若點雲資料下載或轉換有問題時，無須載重新下載，可在在 Project 7.
(9) manager 視窗選擇掃瞄檔，路徑如下:SCANS/ScanPos001/100715_094512， 選擇此檔，並按右鍵，選擇 Convert，軟體則重新下載及轉換點雲資料。. 圖十四 3.2. 軟體則重新下載及轉換點雲資料. 點雲上彩 (1)在 Project Manager 視窗，選擇任一須上色之掃描檔，按右鍵，選擇 Color from image…。. 圖十五. Color from image…按鈕位置圖. (2)出現 Select image to Color scan 視窗，該掃描檔對應之影像，點選 OK 後 便可自動上彩。. 8.
(10) 圖十六 3.3. Select images to color scan 視窗. 進行拼接 (1)開啟二測站，Registed 其中一個。在 Project Manager 視窗下，選擇 SCANS/SCANPOS，按下滑鼠右鍵並選擇 Registed，並且分別開啟欲接併的 兩個掃描檔，可以使用 True Color 或 Reflectance 拼接。本計畫採用 True Color 的方式拼接，因此於 Select view type 時，選用 Linear scaled 開啟。. 圖十七. Select view type 視窗. (2)點選功能表 Registration/Coarse registration。. 9.
(11) 圖十八 Registration 功能表 (3)出現 Coarse registration 之視窗，ViewA 點選方才 Registed 的視窗，ViewB 則點選另一個；點選方式為，先點選 Coarse registration 視窗內的 ViewA 後， 再點選對應視窗。. 圖十九. 圖二十. Coarse registration 點選 View 前. Coarse registratio 視窗點選 View 後. (4)尋找兩視窗重疊區之特徵點，按住 Shift 鍵，用滑鼠左鍵點選特徵點，點 選完成後，再點選 Coarse registration 視窗內的 誤的時候，利用. 可將上次所配對刪除，或. (Add point pair，若點選錯 刪除全部配對。Number of. point pair 表示點選的數量，做到四對即可按 Register 進行拼接，Coarse registration 視窗會出現 Standard deviation 之拼接精度，將此值記錄下來便於 10.
(12) 後方步驟使用。 (5)Registration/Multi Station Adjustment/Prepare data，點選欲拼接的掃描檔， 並在 Setting 的項目中，勾選 Plane surface filter。. 圖二十一. Create new polydata 視窗. (6)待 Polydata 準備完成，點選 Registration/Multi Station Adjustment/Start Adjustment，選擇一個測站，按下右鍵選 Lock Position and Orientation 鎖定 位置及姿態，本計畫則選擇鎖定 ScanPos001 測站。. 圖二十二. Multi Station Adjustment 視窗. 11.
(13) (7)進行第一次 MSA，參考 Coarse registration 時的拼接精度為 0.5m 以上， 以經驗而言，建議在參數設定中 Search Radius 設定為其三倍大或更高；若 是 0.1~0.3m，建議設定為 1m。Erorr1 設定為拼接精度的 1.5~2 倍，Error2 則為 Erorr1 的一半即可。採用 Least square fitting。. 圖二十三 第一次 MSA (8)確定參數後，可開始分析了解拼接大概的精度，當獲得拼接誤差在可接 受範圍內，且成果報表為常態分配時，表示掃描資料密度與品質很好，因此 在進行第二次 MSA 時，參數設定 Search Radius 可設定為 1m 以下，erorr1 為原本的 1/10，則得到拼接成果。. 圖二十四. MSA 完成. 12.
(14) 3.4 絕對坐標轉換 3.4.1 坐標系統說明 (1)Scanner Own Coordinate System(SOCS) 原始點雲資料以掃描儀為中心的坐標系統，其參數值用 SOP 來表示， 例如有 30 個測站資料就會有 30 個 SOP 參數。 (2)Project Coordinate System(PRCS) 整個專案之坐標系統，其參數值用 POP 來表示，每個專案內會存在 1 個 POP 參數。 (3)Global Coordinate System(GLCS) 相對座標系統利用已知控制點進行轉換成絕對坐標系統，如 WGS84、 TWD97 等常用系統。 (4) Camera Coordinate System(CMCS) 照片的坐標系統，其參數值用 COP 來表示。 因此將上述前三種坐標系繪製成關係圖如下，M 與 M-1 皆為坐標系統轉換之 矩陣。因此，當由相對坐標轉換絕對坐標時，經過 MSA 後的點雲資料需要經由 已知控制點轉換成絕對坐標系統，本計畫則轉換至 TWD97 坐標系統。. 圖二十五. 坐標系統關係圖. 絕對坐標轉換步驟說明 (1)於接拼後之掃描檔案中，按右鍵選 New object/Point…，新增轉換至絕對 坐標的控制點。接著出現 New object…的視窗，藉由按住 Shift 鍵，用滑鼠. 3.4.2. 左鍵點選控制點，接著點選. 更新其坐標，完成後點選 Create point 增加. 新的點，並且將其相對坐標記錄下來，而坐標轉換過程中需至少三個控制點 方能轉換。. 13.
(15) 圖二十六. New object/Point…圖示. 圖二十七. New objec…視窗. (2)接著對 TPL(PRCS)按右鍵，選取 Attributes…，點選. 新增控制點，接. 著會跳出 Tiepoint…視窗可以輸入控制點的名稱，及該點於專案中的相對坐 標。. 14.
(16) 圖二十八. 圖二十九. TPL(PRCS)資料表. TPL(PRCS)表中 Tiepoint 視窗. (3) 接著對 TPL(GLCS)按右鍵，選取 Attributes…，點選. 新控制點(tie point)，. 接著會跳出 Tiepoint…視窗可以輸控制點的名稱，及其於專案中的絕對坐標， 而控制點名稱須相互對應。. 15.
(17) 圖三十. TPL(GLCS)資料表. (4)輸入完控制點之相對坐標與絕對坐標後，回到 TPL(PRCS)之表格，選取 所有控制點後，點選. ，接著會出現 Find corresponding points…的視窗。其. 中有供三種轉換模式可以以選擇，分別為 by link、by name、minimize error。 而 by link、by name 此兩種模式是強制進行匹配來進行坐標轉換，因此一般 況下盡量不使用此兩種模式進行坐標轉換。而本計畫選擇選擇 minimize error， 以最小誤差值來匹配控制點，而 Tolerance 設定可容忍之誤差值，建議設定 0.10，Minimun N 代表控制點最小匹配數量，建議設定 3~5 個，接著按 Start 開始解算。如果無法計算或匹配，可將容忍誤差值調整成較大的參數，最小 匹配數量調到 3，再進行匹配。. 圖三十一. Find corresponding points 視窗 16.
(18) (5) 鍵入 START 後，軟體會自行計算誤差值並匹配可用的控制點，而使用 者可以從 Number of corresponding points(鄰近點匹配數量)和 Standard deviation of residues(標準誤差值)來了解絕對座標轉換的精度與準確度；如果 轉換成果不甚滿意或需要更高的精度，鍵入 Next Solution，尋找其他匹配方 案， 如下圖，當選擇 Solution #1 的方案為最佳解時，鍵入 OK，軟體會幫 你執行此方案的坐標轉換。. 圖三十二 3.5. Find corresponding points 解算成果. 針對目標建物匯出其點雲資料. 由於光達具有短時間內可以蒐集大量空間資訊，並且以點雲的呈現其空間資 料。但也因為其具有大量資訊的關係，導致在後續應用的不便，如同時間顯示大 量點雲輔助建模時，因此導致電腦效率降低，減緩建模效率，因此本計畫僅針對 目標建物之點雲輸出成 3pf 格式，以利後續建模之效率。 3.5.1 選取目標點雲 點選框選工具 ，開始選取功能，被選取之點將以紅色顯示。 開啟手動選取模式 矩形圈選模式 折線圈選模式 任意曲線圈選模式 隱藏選取的資料 僅顯示選取的資料 顯示全部的資料 表四. PHIDIAS 選取工具說明表. 17.
(19) 圖三十三. 點雲資料選取前. 圖三十四. 點雲資料選取後. 將目標建物之點儲存到 POLYDATA. 3.5.2. (1)確定被選取之點後，點選 ，將被選取之點儲存到 POLYDATA。 (2)若 Poly Data 中仍有些雜點時，可以藉由選取工具將欲刪除之點選起來， 框選後，用. 刪除。. 目標點雲匯出成 3pf 格式 (1)針對目標點雲之 Polydata 按右鍵，如 Polydata002，接著選擇 Export…。. 3.5.3. 圖三十五. 點雲資料匯出. (2)接著出現 Export data as…的視窗，選擇 Point(*.3df)為輸出格式，輸出坐 標系選擇絕對坐標 Global coordinate system(GLCS)，輸出色彩則是 True color。. 18.
(20) 圖三十六. 匯出資料格式選擇. 圖三十七. 匯出選項. 四、模型建置 使用軟體：PHIDIAS 4.1 PHIDIAS 軟體介紹 PHIDIAS 是套專門用來處理光達點雲資料與近影攝影資料的程式，其掛載 於 建 模 軟 體 MicroStation 底 下 作 業 ， 因 建 模 時 ， 所 使 用 的 繪 製 工 具 仍 為 MicroStation 已內建之功能，PHIDIAS 則是增加處理相片與點雲資料的相關工 具。 4.2. 建立 PHIDIAS 專案 (1)點選 PHIDIAS/Project，點選 New 開新專案。. 圖三十八. 建立 PHIDIAS 專案. 19.
(21) (2) 接著會跳出 New Project 視窗，選擇存放的路徑。. 圖三十九. 選擇 PHIDIAS 專案儲存路徑. (3)接著出現管理專案的視窗，接著點選 Functions/Import/Riegl Project File， 匯入 Riegl 的專案資料。. 圖四十. 專案管理視窗. 20.
(22) 圖四十一. 將 Riegl 專案匯入 HPIDIAS 專案. (4)在 Select Coordinate System 視窗中，選擇絕對坐標 Global。點選 All 選取 所有 Riegl 專案的相片。. 圖四十二. 專案坐標系統選擇. 21.
(23) 圖四十三. Riegl 專案相片選取. (5)匯入成功後，確定內外方位之相片，相片編號前面會有「++」的符號， 如：. 。. 圖四十四. Riegl 專案匯入完成. 22.
(24) 4.3. 載入與移除影像 (1)點選 PHIDIAS 工具. ，接著可以選擇所需之相片，以及選擇需要呈現. 的小視 View，接著按 Load 即可呈現。. 圖四十五. 預載入相片選擇. 圖四十六. 相片載入後畫面 移除。. (2)若須移除該影像時，則可點選. 23.
(25) 4.4. 匯入點雲資料 (1)點選. 匯入點雲資料，檔案類型選擇 Riegl Point File(*.3pf)。. 圖四十七. PHIDIAS 點雲載入格式選擇. 圖四十八. 點雲載入後畫面. (2)若須移除該點雲資料時，則可點選 24. 移除。.
(26) 4.5 利用點雲及相片資料輔助建模 4.5.1 PHIDIS 顯示點雲之工具 Hide Point Clouds/隱藏點雲 Show Point Clouds/顯示點雲 Modify Display Depth of Point Clouds/修改點雲顯示深度 Settings concerning Display of Point Clouds/設定點雲展示 SCAN3D CLIP OUTSIDE/顯示框內點雲 SCAN3D CLIP INSIDE /顯示框外點雲 SCAN3D CLIP ALL /隱藏所有點雲 SCAN3D RESTORE OUTSIDE /回復框外點雲 SCAN3D RESTORE INSIDE /回復框內點雲 SCAN3D RESTORE ALL /回復全部點雲. 建模過程說明 由 MicroStation 選取工具搭配 PHIDIS 顯示點雲之工具，可以僅針對需要的 部分顯示點雲。假若面臨點雲資料密度不足的狀況時，可以搭配影像資料，進行 描繪，而描繪過程中所使用的工具，皆為 MicroStation 內建之工具。. 4.5.2. 五、模型貼圖 5.1 編修影像材質 因拍攝角度限制而造成的影像傾斜狀況，到導致影像無法呈現垂直拍攝，此 外，由於在照相時，無法避免障礙物遮蔽，如樹木、告示牌等，導致建物相片資 訊不完全，因此可利用 PhotoShop 或 PhotoImpact 利用變形工具可調整相片，使 影像調整成類似垂直拍攝的效果，接著藉由仿製工具去除障礙物。. 25.
(27) 圖四十九 5.2. 材質修圖前. 圖五十. 材質修圖後. 將 Microstation 匯出成 CAD 資料 (1)點選 File/Save As…，藉由另存新檔的方式轉換格式。. 圖五十一. 另存新檔之畫面. (2)儲存的格式選擇 AutoCAD(.dwg)格式，即可完成。. 26.
(28) 圖五十二 5.3. 另存格式選擇. 匯入 CAD 資料進行貼圖. 使用軟體：Sketch Up Pro 8 5.3.1 匯入 CAD 模型 (1)點選 檔案/匯入… ，選擇匯入 CAD 格式，即可匯入成功。. 圖五十三. Sketch Up Pro 匯入 CAD 模型. 27.
(29) 圖五十四. 匯入格式選擇. 新增材質. 5.3.2. (1)點選. ，接著會出現材料管理視窗。. 圖五十五. (2) 點選. 材料管理視窗. ，可以新增材質。點選. 其透明度與長寬比。 28. ，可選擇以影像當作材質，並設定.
(30) 圖五十六. 建立材質視窗. 材質敷貼. 5.3.3. (1)點選. ，會出現材料管理室窗，並選擇欲使用之材質，接著倒向目標平. 面。 (2)若材質無法如預期敷貼時，則可針對欲修改之平面，點右鍵，選擇 紋理 /位置 進行調整。. 圖五十七. 調整材質位置. 29.
(31) 參、 結論 1. 地面光達在掃描過程中，容易因受到障礙物遮蔽之影響，導致點雲資料蒐集 的不完全，便無法完整呈現布標建物的物體資訊。以本計畫為例，四維堂、 果夫樓與志希樓此兩棟建物週圍皆草木茂盛，因此當測站位置選取不合適時， 將獲得較少建物資訊，不利於後續模型建製。因此在計畫過程中，若發現有 受遮蔽之情形，應另行掃描，以補足資訊不足的部分。 2. 由於通常測站通常架設於平地，加上光達掃描角度之限制，因此往往導致建 物屋頂資訊蒐集不完全，而本計畫目標建物之屋頂也並非如同一般建物為一 平面，因此便將光達架設於較高鄰近建物之屋頂，以便獲取目標建物屋頂之 點雲。 3. 於光達架站時，除了考量目標物是否受遮蔽之影響外，也需考慮測站與測站 間之重疊率，以便站與站之間拼接時，連結點之選取。若可使用之連接點過 少，將導致使拼接步驟產生困難。 4. 控制點之選擇若過於集中部分區塊，將使該區塊外之點雲精度直接降低的情 況發生，因此控制點的選擇應均勻分布。 5. 由於點雲資料之龐大，於建模過程中，若一次載入大量點雲，對於電腦將是 龐大的負擔，漸而降低建模效率，因此本計畫僅針對目標建物之點雲載入， 以減少電腦負荷並提高建模效率。 6. 在製作貼附材質中，除了有許多遮蔽之情況外，所使用之影像多半為高傾斜 之影像，導致製作材質的不易。因此於本計畫另外拍攝了許多較為垂直攝影 之相片，供材質貼附之使用。 7. 儲存格式之轉換，在建模的過程中，扮演著相當重要之角色。以本計畫為例， Google Sketch Up Pro 所支援匯入之模型格式，並不支援 MicroStation 的.dgn 格式，然而卻支援 AutoCAD 的.dwg 與.dxf 格式。因此，在完成.dgn 之模型 後，須再轉檔成.dwg 或.dxf 以供貼圖使用。 8. 雖然 MicroStation 中支援直接將.dgn 轉換成 Google Sketch Up 的.skp 格式，然 而在轉換的過程並不理想，且不利於 Google Sketch Up 的操作，因此本計畫 由於在貼圖的過程中，所使用相對坐標貼圖，而非絕對坐標。. 30.
(32) 肆、 建議 1. 地面光達仍會受到遮蔽與掃描角度影響，導致資料蒐集不完全。因此若發現 有資訊不足之情形，應另行掃描，予以補足。 2. 除了考量是否受遮蔽與掃描角度影響外，也應考慮測站與測站間之重疊率， 以便站與站之間拼接之連結點選取，以提高拼接的精度。 3. 未來應使地面控制點均勻分布，以提高其轉換之精度。 4. 由於點雲資料之龐大，於建模過程中，可只針對目標建物之點雲載入，以減 少電腦負荷並提高建模效率。 5. 在製作貼附材質中，除了有許多遮蔽之情況外，使用較為垂直攝影之相片， 供材質貼附之使用。 6. 應注儲存格式之轉換的問題，絕對坐標模型通常以.dwg 或.dxf 為主，相對坐 標貼圖模型則以.skp 為主。. 伍、 成果檔案 1. 點雲資料典藏 備註：由於典雲資料過於龐大，僅附上截圖。. 四維堂點雲成果圖. 31.
(33) 果夫樓點雲成果圖. 志希樓點雲成果圖 2. 絕對坐標模型資料典藏 儲存格式：MicroStation 檔案格式(.dgn)與 AutoCAD 檔案格式(.dwg) 儲存位置： - DGN 格式：Model/DGN/資料夾內之資料，分別對應四維堂.dgn、果夫 樓.dgn、志希樓.dgn。 - DWG 格式：Model/DWG/資料夾內之資料，分別為四維堂.dwg、果夫 樓.dwg、志希樓.dwg。 使用程式：MicroStation 或 AutoCAD PolyData002、PolyData003、PolyData004 分別對應四維堂、果夫樓、志希樓。. 32.
(34) 四維堂 DWG 成果圖. 果夫樓 DWG 成果圖. 33.
(35) 志希樓 DWG 成果圖 3. 相對坐標模型資料典藏 儲存格式：Sketch Up 8 檔案格式(.skp) 儲存位置： - SKP 格式：Model/SKP/資料夾內之資料，分別為四維堂.skp、果夫樓.skp、 志希樓.skp。 使用程式：Sketch Up 8. 四維堂 SKP 成果圖. 34.
(36) 果夫樓 SKP 成果圖. 志希樓 SKP 成果圖. 陸、 參考文獻 1. 陳和琴，2001，「Metadata 與數位典藏之探討」， 5(2)：1-10。 2. 數位典藏與數位學習 國家型科技計畫.Retrieved August 10,2010 from 數位典 藏與數位學習 國家型科技計畫 on the World Wide Web： http://www.teldap.tw/Introduction/introduction.php 3. 中央研究院近代史檔案管.Retrieved August 10,2010 from 中央研究院近代史檔 案管 on the World Wide Web：http://archives.sinica.edu.tw/main/digitalize.html 35.
(37) 4. Goldberg, H. E., 2001,“Scan Your Would with 3D Lasers”,CADALYST Magazine: 20-28.. 36.
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