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論文中文名稱:無人機光達系統整合與精度評估 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Integration and evaluation of UAV-LiDAR system [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碩士班
畢業學年度:105
畢業學期:第二學期
出版年度:106
中文姓名:王星為
英文姓名:Hsing-Wei Wang
研究生學號:104428032
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2017/06/14
指導教授中文名:張國楨
口試委員中文名:王泰典;葉恩肇
中文關鍵詞:遙感探測無人機光達數值地形模型精度評估
英文關鍵詞:Remote SensingUAV-LiDARDTMAccuracy Assessment
論文中文摘要:時至今日,想要得知現場狀況不再需要前往現地,而能透過衛星影像或是航空像片來獲取現場的資訊,同時近年來無人飛行載具在遙測的應用上日益成熟,隨著電子、感測器以及電腦技術的快速發展,光達、慣性姿態量測系統等對地觀測儀器邁向小巧輕量化,無人機光達之技術才得以實現。有別於以往昂貴且時效性差的空載光達,透過結合無人飛行載具與光達的優勢,發展出一套兼顧時效與精度的方法,做為將來防災、國土測繪可行之選項。
本研究使用無人直升機VAPOR55搭載光達UVX-1 UAV進行飛航任務,其點雲密度可達每平方公尺兩百點以上。產製之無人機光達點雲,經航帶平差能獲得公分等級的精度,為高精度點雲資料。透過分析不同參數對點雲分類之影響,求得適當的分類參數,將地面點與非地面點進行分離,進而建置數值地形模型,所建置之模型空間解析度為5公分,並與現地量測之空間資料進行比對與較差,其模型高程精度約略為5公分,為高解析度高精度之數值地形模型。
論文英文摘要:Nowadays, if you want to know the actual situation of the filed without being there, you can get the information of the filed though satellite imagery or aerial photos. At the same time, the application of UAV in remote sensing has been highly developed. With the rapid development of electronics, sensors and computer technology, LiDAR and IMU lightweighting technique, the technology of UAV can be used formally. UAV-LiDAR is much cheaper and time-effective than airborne LiDAR. Developing a balanced way of accuracy and timeliness, it can be an option of disaster prevention and mapping through the combination of the advantage of UAV and LiDAR.
This study uses unmanned helicopter VAPOR55 carrying LiDAR UVX-1 UAV for the mission, the density of point cloud highly reached 200 points per square meter. UAV-LiDAR point cloud thought trajectory adjustment can get centimeter-level accuracy, so it obtains high accuracy point cloud data. This paper analyzes the influence of different parameters on the classification of point cloud, obtains the appropriate classification parameters, separates the non-ground point from the ground point, and then builds the digital terrain modeling. The spatial resolution of DTM is five centimeters, and comparing to the data of the filed, the elevation accuracy is five centimeters roughly, it is a high resolution and high accuracy of DTM.
論文目次:摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 研究區域 4
第二章 文獻回顧 6
2.1 無人飛行載具 6
2.2 光達技術 9
2.2.1 無人機光達 10
2.2.2 飛航規劃 11
2.2.3 雷射測距 15
2.2.4 座標系統轉換 16
2.2.5 多重回波特性 19
2.3 數值地形模型 20
2.3.1 數值地形模型精度與品質 21
第三章 研究方法 24
3.1 研究方法與流程 24
3.2 無人機光達作業 25
3.2.1 飛航掃瞄儀器 25
3.2.2 飛航規劃 29
3.2.3 資料獲取 30
3.2.4 點雲解算 30
3.2.5 點雲編輯 31
3.3 現地空間量測 34
3.3.1 儀器測試 34
3.3.2 檢核點規劃 35
3.3.3 檢核點量測 37
3.4 數值地形模型建置 38
第四章 研究成果 42
4.1 無人機光達點雲 42
4.1.1 初始點雲 42
4.1.2 點雲分類 47
4.2 現地測量 57
4.2.1 儀器測試 57
4.2.2 檢核點測量 59
4.3 數值地形模型 63
4.3.1 模型建置與比較 64
4.3.2 歷史資料比較 65
第五章 成果討論 67
5.1 點雲分類參數比較 67
5.2 檢核點測量誤差 72
5.3 數值模型與檢核點高程誤差 78
5.3.1 ArcGIS與Global mapper比較 78
5.3.2 無人機光達與精密地形比較 83
第六章 結論與建議 87
6.1 結論 87
6.2 建議 88
參考文獻 89
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論文全文使用權限:同意授權於2017-08-17起公開