理论基础与文献回顾.PDF

產生正射影像區塊並進行航空影像定位 第二章 理論基礎與文獻回顧 本研究主要內容可分為兩部分，一、建置正射影像區塊作為航測的地面控制 資訊；二、解算航空影像的外方位參數。首先在本章中回顧與研究內容相關之理 論與文獻，包括航空正射影像之介紹與產生方法、利用各類空間特徵作為航空影 像控制之相關研究，以及平面特徵萃取之方式，下一章再由物空間匹配理論模式 建構產製正射影像區塊並求解航空影像外方位之方法。 第一節 航空正射影像 「正射」是指已把航拍影像中所有像點因像片傾斜與地形起伏所造成的像點 傾斜和高差移位糾正，因此影像上每一點都如同由其垂直正上方向下看，或類似 由無限遠處看到的影像，同時，影像上也加入了 X及 Y 方向的坐標。換言之， 正射影像是以地表之垂直平行投影所形成之影像，如圖 2-1所示。與原始攝影之 中心透視投影不同 圖( 2-2) ，正射影像能正確展示真實世界中地物的平面幾何關 係 (湯美華， 2006) 。正射影像具有與地圖相當的X 、Y 坐標，並且可以讓使用者 根據影像上的色彩、紋理、形狀辨識出地表上的各種地物特徵圖( 2-3) 。 圖 2-1 垂直平行投影示意圖 資料來源：湯美華，( 2006) 9 產生正射影像區塊並進行航空影像定位 圖 2-2中心透視投影示意圖 資料來源：( Enker et al., 1993) 航空影像 Y 正射影像 X 圖 2-3 航空影像與正射影像示意圖 資料來源：湯美華，( 2006) 10 產生正射影像區塊並進行航空影像定位 一、航空正射影像與 DSM 之關係 DSM 是一種以數值方式儲存的資料，其中一種表達方式即以網格式的形式 來表示地表的高低起伏狀態，網格式的 DSM 資料上的每個格點上會記錄著 (X,Y,Z)的三維空間資訊。網格式的 DSM 與 DTM(Digital Terrain Model)具有相同 的資料格式，但兩者的特性有所不同， DSM資料包含所有覆蓋於地表的地物， 如建築物、樹木等人工與自然地物(如圖 2-4 左) ，因此其記錄的高程值包含地表 面人工和自然地物等覆蓋物的高程；而 DTM資料所記錄的高程值則是扣除了地 表覆蓋物的高度(如圖 2-4右 ) 。 航空影像經正射糾正(Orthorectified)後可產生正射影像，正射糾正時若僅引 入 DTM資料，由於 DTM僅含有地表起伏資訊，未包含覆蓋於地表的地物，因 此無法完整消除航空影像中的像點移位。若要產生完整將高差移位因素消除的真 實正射影像 (True Orthoimage) ，在糾正過程必須使用DSM資料作為附加資訊 (楊 靈峰， 2003) 。 DSM DTM 圖 2-4 DSM 與 DTM 資料來源：楊靈峰，( 2003) DSM資料可由下列方式取得 (楊靈峰， 2003) ： 1. 人工測繪：利用立體測圖儀或數值航測影像工作站以人工方式利用立體 測繪而得，這種方式雖能獲得較精確的 DSM ，但對於大範圍的測繪工作 需耗費大量的時間。 2. 自動匹配：利用數值航