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論文中文名稱:UAV高精度數值地形模型應用於河道變遷分析之可行性研究-以寶來地區為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Feasibility Study of Sediment Migration Based on UAV DTMs-Example of Baolai [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:102
出版年度:103
中文姓名:陳修德
英文姓名:Shiou-de,Chen
研究生學號:101428027
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2014-07-09
論文頁數:74
指導教授中文名:張國楨
口試委員中文名:林銘朗;王泰典
中文關鍵詞:數值地形模型e-GPS河道分析荖濃溪莫拉克風災
英文關鍵詞:Digtial Terrain Modele-GPSRiver Channel AnalysisLaonong RiverTyphoon Morakot
論文中文摘要:台灣島是由歐亞板塊與菲律賓海板塊碰撞形成,屬於環太平洋地震帶一部分,由於板塊活動活躍,引發平繁地震及地表位移造成土石鬆動,加上近年來極端氣候得影響,造成台灣降雨情況產生變化。根據氣象局雨量統計資料顯示,台灣降雨情況集中於梅雨季及夏季,而每年平均約有3~4個颱風侵襲台灣帶來豪雨,引致之崩塌土砂隨著雨水流入河道,使得河床淤積及河岸沖刷,造成嚴重的坡地災害。
本研究以寶來地區為例,利用無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)拍攝之荖濃溪沿岸影像,及應用即時動態GPS測量(Real Time Kinematic,RTK)與e-GPS量測地面控制點,後利用PIX4UAV快速建置高精度數值地形模型(Digital Terrain Model,DTM),由所建置之不同時期數值地形模型,利用精度控管先行評估數值地表模型(Digital Surface Model,DSM)之無變動區域剖面線高程的一致性以評估模型精確,再透過所建置數值地形模型來得知區域內河道土砂運移之情況。
論文英文摘要:Taiwan results from ongoing oblique collision between the Philippine Sea Plate, and the Eurasian Plate. And is part of the Pacific Rim Seismic zone,Because of active plate movement triggered earthquakes and surface displacement resulted debris loose,besides that, the impact of extreme weather in recent year causing Taiwan rainfall changed,According to the Taiwan Central Weather Bureau Rainfall Statistics data, the rainfall season concentrated in the monsoon rains and summer ,every year average about 3 or 4 typhoon brought heavy rains invasion of Taiwan, and this made many landslides and debris flew into the river and further brought out accumulation and erosion on river banks of different areas. It caused severe slope disasters within the Laonong River drainage.
In this research, taking Baolai as example, we use the UAV to obtain the latest images of the Laonong river, and different measurement Real Time Kinematic(RTK) and e-GPS to set ground control points, Pix4UAV, to build DTM, from different periods DTM, first according to the DTM, the Precision Control Index is used to assess the DSM if there is no change then the elevation of the area is correct. To find out sediment migration situation of river by DTM.
論文目次:目 錄
摘 要 i
英文摘要 iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 3
1.3 研究流程 5
1.4 論文大綱 7
第二章 文獻回顧 9
2.1地理位置 9
2.2 地理環境 10
2.3水文與氣候 14
2.3.1水文 14
2.3.2 氣候 16
2.3.3 歷史事件 19
2.4 航空攝影測量原理 21
2.5地面控制點測量 23
第三章 研究方法 29
3.1無人載具拍攝 29
3.2 ADS 40影像 32
3.3地面控制點測量 34
第四章 研究成果及分析 37
4.1 e-GPS.RTK儀器檢測與誤差評估 37
4.2 現地控制點的選定及量測 39
4.3 數值表面模型成果分析與探討 45
4.4 高程剖面比對分析 51
4.5數值地形模型平差 57
4.6 支流河道分析與淤積量推估 64
第五章 結論與建議 69
5.1結論 69
5.2建議 70
參考文獻 71
附錄A:碩士學位考試口試委員提問與回覆對照表 73









表目錄
表2.1 高雄市六龜區土石流潛勢溪流 19
表2.2災害歷史事件 20
表3.1 MD4-1000規格表 30
表3.2 Olympus E-P2相機參數 30
表3.3 SV-1000規格表 31
表3.4Sony相機參數 31
表4.1 RTK基站收斂點位座標與誤差資料成果 38
表4.2 現地控制點測量資料(以國土測繪中心為基站) 40
表4.3現地控制點測量資料(以宏遠為基站) 41
表4.4現地控制點測量資料(傳統型RTK) 44
圖目錄
圖1.1 歐亞板塊與菲律賓板塊 1
圖1.2 高雄市六龜區行政轄區圖 2
圖1.3無人載具應用層面 3
圖1.4建置高解析度數值地形模型軟體應用 4
圖1.5無人載具與即時動態量測結合 5
圖1.6 研究流程圖 6
圖2.1高雄寶來地理位置與實境拍攝圖 10
圖2.2河階地形示意圖(王鑫,1988) 13
圖2.3寶來地區地形地貌實景與高度變化圖 13
圖2.4荖濃溪與其他流域圖 15
圖2.5 莫拉克風災累積雨量圖 18
圖2.6 航空影像重疊範圍示意圖 22
圖2.7 GPS.RTK定位原理示意圖(楊明,1997) 25
圖2.8 參考站架設與通訊裝備(Radio) 26
圖2.9 移動站測量點位 26
圖3.1 無人載具拍攝流程 29
圖3.2 MD4-1000(旋翼型無人載具)搭載OLYMPUS-EP2數位相機 30
圖3.3 SV-1000(定翼型無人載具)搭載RX-100或QX-100數位相機 31
圖3.4 空載多光譜掃描儀 32
圖3.5 寶來災前ADS影像 33
圖3.6 寶來災後ADS影像 33
圖3.7 建置數值地形模型流程 36
圖4.1 RTK -NTUT1基站測試誤差 37
圖4.2 RTK-NTUT2基站測試誤差 37
圖4.3 寶來地區地面控制點分佈圖 40
圖4.4 e-GPS基站差異量測誤差 42
圖4.5 現地測量實際天氣狀況 43
圖4.6 傳統型RTK基站架設位置 44
圖4.7第一期0.1m解析度之DSM (使用旋翼型MD4-1000搭載EP-2) 46
圖4.8第二期0.1m解析度之DSM (使用定翼型SV-1000搭載RX100) 46
圖4.9第三期0.1m解析度之DSM(使用定翼型SV-1000搭載QX-100) 47
圖4.10 主流河道水多混濁 47
圖4.11支流河道水少清澈 47
圖4.12 第一期影像局部評估 48
圖4.13第二期影像局部評估 49
圖4.14第三期影像局部評估 50
圖4.15高程剖面位置 51
圖4.16 A剖面段位置圖 52
圖4.17 A-A'高程剖面線 52
圖4.18 A-A'剖面段現地實景 52
圖4.19 B剖面段位置圖 53
圖4.20 B-B'剖面位置圖 53
圖4.21 B-B'剖面段現地實景 54
圖4.22 C剖面段位置圖 55
圖4.23 C-C'剖面段現地實景 55
圖4.24 C-C'剖面位置圖 56
圖4.25 D剖面段位置圖 56
圖4.26 D-D'剖面段現地實景 56
圖4.27 D-D'剖面位置圖 57
圖4.28 ADS正射影像 58
圖4.29 無人載具正射影像 58
圖4.30 DSM高程較差顏色分布(2009年1月7日ADS影像) 59
圖4.31 DSM高斯平滑化(2009年1月7日ADS影像) 60
圖4.32 DSM高程較差顏色分布(2009年8月21日ADS影像) 60
圖4.33 DSM高斯平滑化(2009年8月21日ADS影像) 61
圖4.34 A-A'剖面位置圖 61
圖4.35 surfer平滑化(2009年1月7日ADS影像) 62
圖4.36 平差後DSM (2009年1月7日ADS影像) 63
圖4.37 平差後DSM高程驗證 (2009年1月7日ADS影像) 63
圖4.38 各時期河道DSM高程剖面位置 65
圖4.39各時期之高程縱剖面線 65
圖4.40 各時期之剖面線(之流下游上段) 66
圖4.41各時期之橫剖面線(支流下游中段) 66
圖4.42各時期之橫剖面線(支流下游下段) 67
圖4.43 淤積量色階分布圖 68
論文參考文獻:參考文獻
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