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論文中文名稱:無人機載之傾斜攝影建模精度初探 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Feasibility study of unmanned aircraft system oblique photogrammetry of 3D ancient architecture [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:土木工程系土木與防災博士班
畢業學年度:105
畢業學期:第二學期
出版年度:106
中文姓名:黃品彰
英文姓名:Pin-Jhang Huang
研究生學號:103428030
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2017/06/14
論文頁數:94
指導教授中文名:張國楨
指導教授英文名:Kuo-Jen Chang
口試委員中文名:王泰典;葉恩肇
口試委員英文名:Tai-Tien Wang;En-Chao Yeh
中文關鍵詞:無人飛行載具傾斜攝影影像真實三維模型精度評估
英文關鍵詞:unmanned aerial vehicleoblique photogrammetric imagestrue three-dimensional modelquality assessment
論文中文摘要:無人飛行載具傾斜攝影突破了以往垂直影像的限制,其以範圍廣闊、牆面紋理清晰、精度高、效率快、成本低等優點而成為近年來國內外航拍的新興技術。傾斜攝影影像所產製的真實三維模型具有建物實際外觀與特色,相較於傳統手工3D CAD建模更具有真實性。
本文研究區域為金門民俗文化村十八間大厝,至今古厝大致維持舊貌,具金門南福建傳統住宅之代表,藉由本研究所評估的方法論來保存古老遺址的資訊。
本研究目的為探討傾斜影像在真實三維模型的建模精度評估,採用旋翼型無人機載MD4-1000搭載數位相機全幅片Sony A7R拍攝垂直與傾斜影像,而地面控制點以RTK與e-GPS動態量測當地較顯著特徵點,作為19個控制點和18個檢核點使用。
本研究成果探討以不同控制點數量影響三維模型精度之因素,並探究三維模型解析度所取決於航拍高度的影像解析度大小以及傾斜影像所產製的三維模型紋理變化。結果顯示由無人機載攝影影像並搭配現地量測,可快速建置高精度與高解析度之真實三維模型,勢必可運用於虛擬實境、數位典藏及教育。
論文英文摘要:Unmanned aerial vehicle with oblique photogrammetry break through limit of vertical photogrammetry in the past, it becomes novel technology include wide range, the wall texture of greater clarity, high precision, high efficiency and low cost on its advantage. The true 3D model produced by the oblique photogrammetric images can truly reflect the actual appearance and characteristics of the building, which is more authentic than the traditional technique of texture draping onto 3D CAD models.
The object of this study is a representative traditional residence, the 18 houses of the Folk Culture Village, in Shanhou, Kinmen. The south Fuchien style ancient building maintains old appearance with good quality. The objectives of the study are to evaluate the methodology on the one hand, and to kept and conserve all the information of the ancient monument site, on the other hand.
The purpose of this study is to evaluate the resolution and precision of the true 3D model generated by means of oblique photogrammetric images. Vertical and oblique images were taken from Sony A7R full-frame digital camera mounted on the quarto-copter, Microdrones MD4-1000. 19 ground control points and 18 check points, gathered from ordinary field survey, including RTK GPS and VBS-RTK.
The results of this study explore the relationship of number of GCPs as a major factor affecting the precision of the 3D model, and the resolution of the 3D model is affected by the resolution, whereas the resolution depending only on the high of fly. And finally, the oblique images plays as a most important factor for the texture of the true 3D model. By means of drones, images and some field surveying, true 3D models can be constructing quickly with high precision and high resolution. These models can use for many aspects, e.g. virtual reality, interactive web publication and educations.
論文目次:摘要 i
ABSTRACT iii
誌 謝 v
目錄 vi
表目錄 x
圖目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1研究動機與目的 1
1.2研究區域 2
1.3研究流程 4
1.4論文大綱 5
第二章 文獻回顧 6
2.1無人飛行載具介紹 6
2.1.1無人飛行載具的分類 6
2.2航空攝影測量學 9
2.2.1航空攝影測量介紹 9
2.2.2空中三角測量 10
2.2.3像片之重疊 10
2.2.4像片座標 12
2.2.5內方位參數 12
2.2.6外方位參數 13
2.2.7共線方程式 14
2.2.8光束平差法 15
2.3傾斜攝影測量介紹 17
2.3.1無人飛行載具傾斜攝影 17
2.3.2無人飛行載具傾斜攝影特點 19
2.4真實三維模型建置 21
2.4.1真實三維模型介紹 21
2.4.2 ContextCapture簡介 22
2.5數值地形模型介紹 24
第三章 研究方法 26
3.1 使用之無人飛行載具與相機 26
3.1.1使用之無人飛行載具 26
3.1.2使用相機 27
3.1.3航線規劃 27
3.2空間測量 28
3.2.1地面控制點 28
3.2.2檢核點 31
3.3影像資訊分析 32
3.4研究設計 33
3.4.1模型建置方式 33
3.4.2研究方法流程 36
第四章 研究成果 37
4.1真實三維模型 37
4.2真實三維模型之正射影像 38
4.2.1 航高80m建置真實三維模型轉換正射影像成果 39
4.2.2 航高120m建置真實三維模型轉換正射影像成果 43
4.2.3 航高160m建置真實三維模型轉換正射影像成果 47
4.2.4 全部航拍影像建置真實三維模型轉換正射影像成果 51
4.3 數值地表模型 53
4.3.1 航拍高度80m真實三維模型轉換DSM成果 53
4.3.2 航拍高度120m真實三維模型轉換DSM成果 56
4.3.3 航拍高度160m真實三維模型轉換DSM成果 58
4.3.4 全部航拍影像建置真實三維模型轉換DSM成果 60
第五章 成果討論 61
5.1地面控制點量測誤差關係 61
5.1.1 e-GPS 61
5.1.2 RTK 61
5.1.3 e-GPS與RTK 65
5.2軟體空中三角運算於控制點運算報表分析 67
5.3正射影像平面誤差 72
5.3.1航高80m之控制點與正射影像 72
5.3.2航高120m之控制點與正射影像 72
5.3.3航高160m之控制點與正射影像 73
5.3.4航高80m之檢核點與正射影像 73
5.3.5航高120m之檢核點與正射影像 76
5.3.6航高160m之檢核點與正射影像 77
5.3.7全部航拍影像之檢核點與正射影像誤差關係 77
5.4數值地形模型高程誤差 77
5.4.1控制點與DSM高程誤差 78
5.4.2檢核點與DSM高程誤差 84
5.5真實三維模型之模型相對精度 88
5.6 立面紋理變化 90
第六章 結論與建議 92
6.1 結論 92
6.2 建議 93
參考文獻 94
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9.Horizon Kronos 200 接收儀手冊。
10.迅聯光電有限公司網站 http://www.linkfast.com.tw/
11.林秋芬,無人飛行載具真實三維模型建模精度評估,碩士論文,國立臺北科技大學土木工程系土木與防災碩士班,台北,2015。
12.黃美甄,地面控制點對無人飛行載具數值地形模型精度影響之評估,碩士論文,國立臺北科技大學土木與防災研究所,台北,2014。
論文全文使用權限:同意授權於2017-08-18起公開