現在位置首頁 > 博碩士論文 > 詳目
  • 同意授權
論文中文名稱:多資料來源DTM於變遷分析之不確定性評估 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Uncertainty Assessment of Changes Analysis to Multi-source Digital Terrain Model [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:99
出版年度:100
中文姓名:黃佩珊
英文姓名:Pei-Shan Huang
研究生學號:97428060
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2011-07-28
論文頁數:126
指導教授中文名:張哲豪
口試委員中文名:彭淼祥;陳偉堯
中文關鍵詞:地面光達航空攝影測量數值地形模型點雲邊坡
英文關鍵詞:Groud-based LiDARAerial photogrammetryDTMPoint cloudslope
論文中文摘要:台灣地質構造複雜,在颱風、豪雨季節,常導致山區土砂災害發生。為加強山區災害防治、長時間監測及災後重建等,需要更完善的三維資料。一般災前、後收集到三維資料時,常受限於經費或精度需求,而必須面臨使用不同三維資料來源之問題,如航空攝影測量、空載及地面光達等。而這些不同資料來源都具有不確定性,導致影響後續資料分析,如影響邊坡崩塌與堆積量之評估、邊坡變遷分析之高程差異量計算或土石變異量等。
而一般採用歷史資料分析變遷,所收集到的資料型態也有所不同,各類型的資料也都具有不確定性,因此本研究利用此特性,收集不同三維資料來源之2m數值等高線、4m網格之DTM及點雲。將所收集到不同三維資料組合得知變遷分析,而變遷分析結果也具有不確定性。因此本研究建立不確定性之方法,以評估變遷分析成果。
本研究選定台北市文山區猴山岳為研究區域,針對三個不同崩塌案例,來探討多時段多來源三維資料不確定性,所造成不同時期高程差異量之影響,並得知崩塌、堆積機率範圍及評估影響崩塌與堆積量。評估出多資料來源精度,並利用機率評估出土石變異量,以便提供決策者及後續相關單位研究等完整資料。
論文英文摘要:Taiwan is an island made up of highly complex geological structures. During seasons of typhoon and heavy rainfall, sediment disasters occur frequently in mountain areas. For the sake of enhancing disaster prevention, long-term monitoring and post-disaster reconstruction in mountain areas, more comprehensive three-dimensional data is of high necessity. Due to limited budget or accuracy requirements, pre/post-disaster three-dimensional data are often obtained from multiple resources, such as aerial photogrammetry and airborne LiDAR or ground-based LiDAR. However, uncertainty exists in data resulting from different methods, and this can affect subsequent data analysis, for instance during evaluation of slope failure and accumulation amounts, calculation of elevation differences in cases of slope change or debirs Variation. As for change analysis utilizing historical data, collected data also derive from multiple sources, and uncertainty remains to be an issue. This study therefore collected data including 2m contours, 4m grid DTMs and point clouds derived from different three-dimensional data sources. These data were then combined to perform change analysis, and results indicated existence of uncertainty as well. A method regarding uncertainty was therefore established to evaluate results of change analysis.
The selected site of interest was at Houshanyue, located in the Wen-shan district of Taipei City. Three different cases of sediment collapse were taken into consideration in order to investigate the effect of inter-period elevation difference due to the uncertainty in multi-period, multi-source three-dimensional data. Calculation of collapse and accumulation probability range and evaluation of collapse and accumulation amounts were also performed. The accuracy of multi-source data was estimated, and collapse amount was estimated based on probability. These results can serve as reference in subsequent decision-making and research by relevant authorities.
論文目次:誌謝 i
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1研究目的 1
1.2 研究內容 2
1.3 研究區域 4
1.4 文獻回顧 7
1.4.1變遷分析方法 7
1.4.2數值地形模型之相關研究 11
第二章 來源與精度評估 14
2.1 資料收集來源 14
2.2 數值等高線 15
2.3 數值地形模型 17
2.4地面光達點雲 25
2.4.1地面光達測距與掃描原理 27
2.4.2 RiScan Pro 軟體介紹 32
2.4.3坐標轉換 36
2.4.4點雲資料處理 39
第三章猴山岳應用實際案例 45
3.1 點雲實際精度評估 45
3.2猴山岳背景介紹 51
3.3 猴山岳案例設計分析 61
第四章 評估猴山岳案例之變遷分析 63
4.1 變遷精度評估 63
4.2 變異顯著之土石變異量探討 65
4.3 變異輕微之土石變異量探討 93
第五章 結論與建議 109
5.1 結論 109
5.2 建議 112
參考文獻 114
附錄 文山區猴山岳坡地災害統計表 119
論文參考文獻:[1] Abellan, A., Vilaplana, J.M., Martinez, J.,“Application of a long-range Terrestrial Laser Scanner to a detailed rockfall study at Vall de Nuria (Eastern Pyrenees, Spain) ”, Engineering Geology 88 (3-4) , pp. 136-148, 2006.
[2] Chigira, M., Duan , F., Yagi H., Furuya , T., “Using an airbotne laser scanner for the identification of shallow landslides and susceptibility assessment in an area of ignimbrite overlain by permeable pyroclastics”, Landslides1:203-209,2004 .
[3] CHEN Ji-long , WU Wei , LIU Hong-bin,“Comparative study and error analysis of digital elevation model interpolations”, Journal of Chongqing University (English Edition) [ISSN 1671-8224],Vol.7 No.4,2008.
[4] Dilley, M., Chen, R.S., Deichmann, U., Lerner-Lam, A.L., Arnold, M., Agwe, J., Buys, P., Kjekstad, O., Lyon, B., and Yteman, G., Natural Disaster Hotspots: A Global Risk Analysis, Disaster Risk Man-agement Series No.5, The World Bank, Washington, D. C.,2005.
[5] Francois,B., “Review of 20 years of range sensor development”.Journal of Electronic Imaging 13(1), 231–240, 2004.
[6] Hsu, W.C., Change “Analysis of Waisanding Offshore Sandbar By LiDAR DEM”, ACRS2006, Mongoli,2006.
[7] J.Hohlea, M.Hohle , “Accuracy assessment of digital elevation models by means of robust statistical methods” , ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing,pp.398-406,2009.
[8] Lichti,D.,Gordon,S.J.,and Stewart,M.p.,“Ground–Based Laser Scanners:Operation,Systems and Applications”. Geomatica, Vol 56(1), pp.21–33, 2002.
[9] One, N., TonoKo, N., and Sato, K., “A Case Study on the Landslide by the 3D Laser Mirroe Scanner. International Archives of Photogrammtry and Remote Sensing”. Vol. XXXIII, Part B5, Amsterdam, pp.593-598,2000.
[10] Oppikofer, T., Jaboyedoff, M., and Keusen, H. R.“Collapse at the eastern Eiger flank in the Swiss Alps”, Nature Geoscience, 1, pp. 531–535, 2008.
[11] O.Dewitte , J.C.Jasselette , Y.Cornet , M.Van Den Eeckhaut , A.Collignon , J.Poesen , A.Demoulin , “Tracking landslide displacements by multi-temporal DTMs:A combined aerial stereophotogrammetric and LIDAR approach in western Belgium”, Engineering Geology 99,11-22,2008.
[12] Prokop, A., Panholzer, H.,“Assessing the capability of terrestrial laser scanning for monitoring slow moving landslides”, Natural Hazards and Earth System Science 9 (6), pp. 1921-1928, 2009.
[13] Ryan L.Perroy,Bodo Bookhagen,Gregory P. Oliver A. Chadwick.,“Comparison of gully erosion estimates using airborne and ground-based LiDAR on Santa Cruz Island,California ”,Geomorphology 118,288-300,2010.
[14] Siefko Slob and Robert Hack ,“3D Terrestrial Laser Scanning as a New Field Measurement and Monitoring Technique”,Robert Hack, Rafig Azzam, and Robert Charlier (Eds.): LNES 104, pp. 179–189, 2004.
[15] S. El Hakim, J. – A. Beraldin, E. Whiting M. Jemtrud, V. Valzano and L. Gonzo, “A Hierarchical 3D Reconstruction Approach for Documenting Complex Heritage Sites”, The XX CIPA International Symposium Torino, Italy, 2005.
[16] Saffet Erdoğan , “Modelling the spatial distribution of DEM error with geographically weighted regression: An experimental study” , Computers and Geosciences, pp.34-43,2010.
[17] Yiu, k.,King, B,“Stereonet data from terrestrial laser scanner point clouds,”Survey Review 41 (314) , pp. 324-338, 2009.
[18] 吳宗江、陳文福、馮正一,「應用三維雷射掃描技術於崩塌地數值地形模型精度探討之研究」,長榮大學年全國土地管理與開發學術研討會,2007,pp.C2-11。
[19] 徐百輝、蘇文瑞及葉家承,「航測及遙測科技於災害監測之應用」,土木水利,第三十六卷,第五期,2009,第38-45頁。
[20] 黃漢淨,「GIS與RS於崩塌地空間分布之應用」,2008,Taiwan Forestry Journal,Vol.34 No.5。
[21] 闕文鏈、王東永及林耀宗,「航測地形圖提升精度方法-以中科特定區為例」,中華技術期刊,2008,第96-103頁。
[22] 蕭國鑫、劉進金、游明芳 及曾義星,「航測與三維雷射掃描資料應用於九份二山地形變化分析」,航測及遙測學刊,第十卷,第二期,2005,第191-202頁。
[23] 蕭國鑫、劉進金、游明芳、陳大科、徐偉城及王晉倫,「結合空載LiDAR與航測高程資料應用於地形變化偵測」,航測及遙測學刊,第十一卷,第三期,2006,第283-295頁。
[24] 蕭國鑫、劉進金、陳大科、徐偉城及何心瑜,「多時影像與空載光達資料應用於地形變遷研究~以外傘頂沙洲為例」,航測及遙測學刊,第二十卷,第四期,PP.419–429,2007。
[25] 蕭國鑫、何心瑜、楊孟學、黃國恩,「結合多時影像與DEM資料應用於頭前溪口變遷分析」,第二十七屆測量及空間資訊研討會論文集摘要集,2008,第128頁。
[26] 蕭國鑫、劉進金、何心瑜及楊孟學,「多時影像與DEM資料應用於頭前溪口變遷分析」,地籍測量,第二十九卷,第一期,2010,第1-12頁。
[27] 顧承宇、高憲彰、冀樹勇、陳建忠及李怡先,「山坡地社區落石防災技術與應用」,中華民國建築學會,建築學報66 期增刊(技術專刊),2008,第47-60 頁。
[28] 許秋玲,數值高度模型之地形複雜度量指標研究-以沖蝕溝為例,碩士論文,國立台灣大學地理環境資源研究所,台北,2002。
[29] 葉雅馨,應用LiDAR與航照影像於崩塌地判釋之研究,碩士論文,國立嘉義大學土木與資源工程學系,嘉義,2006。
[30] 顏宏宇,LiDAR直接量測數值地形資料精度分析與應用,碩士論文,國立成功大學地球科學研究所,台南,2005。
[31] 林卓群,Lidar高精度數值地形應用於崩塌地區快速調查研究,碩士論文,國立成功大學資源工程學系,台南,2006 。
[32] 楊善智,數值高程模型(DEM)之品質評估,碩士論文,國立成功大學測量及空間資訊學系碩博士班,台南,2007。
[33] 林筱芸,利用多時期航拍影像探討地層下陷歷史變化,碩士論文,國立成功大學測量資空間資訊,台南,2008。
[34] 陳建同,應用影像分段技術與多時段衛星影像於崩塌地植生復育成效分析研究,碩士論文,國立成功大學資源學系,台南,2009。
[35] 林煒涎,3D雷射掃描儀應用於戶地測量之研究,碩士論文,國立成功大學地球科學研究所,台南,2007。
[36] 曾信翰,三維雷射掃描儀反射標定位精度提升之研究–以Trimble Mensi GS200為例,碩士論文,國立交通大學土木工程學系,台南,2008。
[37] 蔡漢龍,地面光達幾何校正系統設計與實施,碩士論文,國立成功大學測量及空間資訊學系,台南,2007。
[38] 林鼎鈞,應用地理資訊系統技術探討坡度與崩塌地關係,國立東華大學自然資源管理研究所,花蓮,2010。
[39] 中興測量有限公司,2009年度「台北市航測正射影像圖製作及數值地形圖更新工作案」,台北市政府都市發展局,2008。
[40] 內政部國土測會中心,「LiDAR測製數值高程模型及數值地表模型標準作業程序(草案)」,2005。
[41] 內政部,「建置都會區一千分之一數值航測地形圖作業工作手冊」,2010。
[42] 史天元,測深光達原理與國外測試成果,內政部「辦理LIDAR測區之高精度及高解析度. 數值地形測繪、資料庫建置與應用推廣工作案」,2005。
[43] 李良輝,「辦理一千分之一數值地形圖監審作業規範」,2009。
[44] 林銘郎、黃韋凱、連俊凱、粘為東、劉桓吉,「台電345Kv-039電鐵及猴山岳步道附近北側之崩塌地」,2008。
[45] 葉怡成,測量學:21世紀新觀點,東華書局,2004,第12-1 - 13-18。
[46] Riegl︰http://www.riegl.com/
[47] 中央氣象局:http://www.cwb.gov.tw/
[48] 內政部國土測繪中心:http://www.nlsc.gov.tw/
[49] 行政院農業委員會水土保持局: http://www.swcb.gov.tw
[50] 台北市災害應變中心:http://www.eoc.taipei.gov.tw/
[51] 臺北市政府產業發展局:http://www.ed.taipei.gov.tw
[52] 臺北市政府都市發展局:http://www.udd.taipei.gov.tw/
[53] 自由時報,http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/apr/27/today-life1.htm
論文全文使用權限:同意授權於2016-08-25起公開