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論文中文名稱:評估控制點於無人機傾斜攝影三維模型精度之影響 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Evaluation of control points on UAS oblique photogrammetric 3D 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:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:106
畢業學期:第二學期
出版年度:107
中文姓名:劉駿紘
英文姓名:Liu,Chun-Hung
研究生學號:105428018
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2018/06/19
論文頁數:84
指導教授中文名:張國楨
口試委員中文名:王泰典;葉恩肇;謝有忠
中文關鍵詞:無人飛行系統傾斜攝影真實三維模型精度評估
英文關鍵詞:Unmanned Aerial System(UAS)Oblique PhotogrammetryTrue 3D modelPrecision
論文中文摘要:隨著電子零件的進步,現今市面上較高階之無人機所搭載的影像設備已具備高解析度的成像品質。因此特別是在重大災害發生後,迫切需要災害區域的即時影像時,現今因無人機與載人航空器在影像取得的時效性、地貌限制、成本等,可在災害發生後以最快速、低成本的條件下提供災後即時影像。藉此可大幅的提升救災效率,提供救災人員的救災動線規劃及後續復原之決策參考。
  本研究依據研究區域面積大小分別選擇金門縣金城鎮市區、金沙鎮山后民俗文化村、金城鎮莒光樓三個地區。透過不同類型之無人飛行載具,以及不同攝影鏡頭,進行航空攝影及地面拍攝任務。並將所拍攝之影像,依據有無人工點選控制點來建製成不同的三維模型、數值地形模型及正攝影像,並經成果的分析比較,進行精度評估及影響因子探討。
  研究成果指出: 1. 無控制點所建製出來的三維模型其平面誤差與實際測量值誤差達1公尺以上,但可藉由其他分析軟體以平移的方式縮小平面誤差值至5公分以內;2. 經由人工點取控制點所建製的模型與實際量測值的平面誤差及高程誤差皆在合理誤差範圍內;3.於拍攝區域內,均勻分佈的控制點可以提高模型的整體精度;4.依據本研究之成果比較,人工點選控制點達一定數量後模型誤差值即相當接近不再大幅的改變。本方法論建立後,可應用於地質野外露頭之拍攝,並進行三維模型的影像判釋。
論文英文摘要:With the development of electronic components, the imaging equipment carried by unmanned aerial vehicles (UAV) has reliably high resolution imaging quality on the main market nowadays. In particularly after the occurrence of a major disasters, an urgent need of real-time image at the disaster area, be consider the timeliness, geomorphic constraints, cost etc., UAV and a manned aircraft can be effectively providing the high resolution real-time post disaster image of the disaster area rapidly and economically. In this way, the efficiency of disaster relief can be greatly improved, and the decision reference of disaster relief line planning and subsequent recovery can be provided.
Based on the size of the study area, this study selected Jincheng Town, Jinmen Town, Shanhou Folk Culture Village, Jinsha Town, and Shuguanglou, Jincheng Town. Aerial photography and ground photography are carried out through different types of UAV and different photogrammetry lenses.3D model, numerical terrain model and orthophoto were constructed to according the condition of control points selection or not.
The research results indicate that: (1) A 3D model built without a control point, the horizontal errors are over than 1m. The horizontal errors can be using ArcGIS to reduce the errors to less than 5cm. (2) Select amount of control points can improve the 3D model accuracy. (3) In photogrammetry area, uniform distribution of control points can improve the 3D model precision. (4) According to the comparison of the results of this study, when the number of selected control points reach certain amounts, the errors tend to stable.
論文目次:摘 要 I
ABSTRACT III
致謝 V
目 錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究區域 1
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 無人飛行載具分類 6
2.2 航空攝影測量 9
2.2.1 航空攝影測量介紹 9
2.2.2 飛機姿態 9
2.2.3 像片之重疊度 10
2.2.4 像片座標 11
2.2.5 內方位參數 12
2.2.6 外方位參數 12
2.2.7 共線方程式 13
2.2.8 光束平差法 14
2.2.9 空中三角測量 16
2.3 真實三維模型建模 17
2.3.1 真實三維模型介紹 17
2.3.2 ContextCapture簡介 17
2.4 數值地形模型介紹 18
2.4.1 數值地形模型 18
第三章 研究方法 19
3.1研究設計 19
3.1.1 使用之無人飛行載具 19
3.1.2 使用之相機 22
3.1.3 航線規劃 22
3.1.4影像資料及地面控制點 23
3.2 現地測量 23
3.2.1 全測站測量 24
3.2.2 虛擬基站即時動態測量 25
3.2.3 即時動態定位測量 27
3.2.4 地面控制點 28
3.2.5 模型檢核點、立面點 30
3.3 建製真實三維模型 30
3.4 研究方法流程 32
第四章 研究成果 33
4.1真實三維模型建製成果 33
4.2三維模型之正射影像 35
4.2.1 金城鎮市區三維模型產製出的正射影像 35
4.2.2 民俗文化村三維模型產製出的正射影像 37
4.2.3 莒光樓三維模型產製出的正射影像 39
4.3 三維模型之數值地表模型 40
4.3.1 金城鎮市區三維模型產製出的DSM成果 40
4.3.2 民俗文化村三維模型產製出的DSM成果 43
4.3.3 莒光樓三維模型產製出的DSM成果 45
第五章 成果討論 46
5.1 地面控制點量測誤差關係 46
5.1.1 e-GNSS 46
5.1.2 RTK 47
5.1.3 測量精度探討 47
5.2 正射影像平面誤差比較 53
5.2.1 金城鎮市區平面誤差比較 53
5.2.2 民俗文化村平面誤差比較 56
5.2.3 莒光樓平面誤差比較 59
5.3 數值地形模型高程誤差比較 61
5.3.1 金城鎮市區高程誤差比較 61
5.3.2 民俗文化村高程誤差比較 64
5.3.3 金城鎮莒光樓高程誤差比較 67
5.4 無控制點之模型修正後誤差比較 69
5.5 真實三維模型之相對精度比較 69
5.5.1 金城鎮市區相對精度比較 69
5.5.2 民俗文化村相對精度比較 71
5.5.3 莒光樓相對精度比較 73
5.5.4 立面紋理距離長比較 76
5.6 立面紋理探討 77
第六章 結論與建議 81
6.1 結論 81
6.2 建議 82
參考文獻 83
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論文全文使用權限:同意授權於2018-08-06起公開