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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:彭念豪
研究生(外文):Nei-Hao Perng
論文名稱:以控制直線進行影像外方位參數求解之自動化系統
論文名稱(外文):Automatic Photo Orientation by means of Control Lines
指導教授:趙鍵哲趙鍵哲引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:控制直線外方位參數直線特徵匹配共線方程式.
外文關鍵詞:Control LinesOrientationLine MatchingCollinearity Equation.
相關次數:
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傳統攝影測量空中三角作業主要以量測點特徵(Point Features)為主,此類特徵必須在影像中呈現足夠的訊號,相對於此,線型特徵(Linear Features)具有較清楚的幾何及輻射訊息,也因此提供偵測及匹配上的便利。
本研究利用從舊有數值圖資中萃取出之直線特徵作為控制資料,嘗試利用自動匹配之方式找尋物、像空間直線特徵的對應關係,並以直線為基礎之共線式(Line-based Collinearity Equations)求解像片外方位參數。在實際資料的測試中,以平差計算成果、共軛光束一致性及外部精度的檢查,証實了以控制直線求解像片外方位參數的可行性及合理性。
Point features with distinctive radiometric signal have been commonly
accepted as major measurements for photogrammetric aerial-triangulation.
Linear features, on the other hand, rendering rich geometric as well as
radiometric information of the scene, would offer great advantage for
automatic detection and matching tasks. This study employs control lines
derived from existing geo-spatial data for solving photo orientation. An
automatic line feature matching scheme between object space and image
space has been developed, followed by line-based collineaity
equations for orientation parameter estimation taking error detection into
account. Both the simulated and experimental test results reveal that the
proposed approaches are applicable and the achievable accuracy level is
satisfactory for the task of photo orientation.
致謝……………………………………………………………………..一
摘要……………………………………………………………………..二
ABSTRACT…………………………………………………………….三
目錄……..……............…………………………………………………四
表目錄………..…………………………………………………………八
圖目錄………..………………………………………………………一○
第一章 前言……………………………...……………………………1
1-1 研究動機與目的…………………...………………...…………1
1-2 相關研究…………………………...………………...…………2
1-3 研究方法與流程………………………………………………..3
1-4 論文架構………………………………………………………..4
第二章 物、像空間直線特徵萃取與匹配……..…………………6
2-1 點特徵和直線特徵之觀測量比較……………………………..6
2-2 像空間影像直線特徵之萃取…………………………………..7
2-2-1 邊緣像元的偵測…………………………………………7
2-2-2 直線像元的鏈結…………………………………………8
2-3 物空間控制直線之萃取………………………………………..9
2-3-1 由數值地形圖萃取控制直線…………………………....9
2-3-2 由規則網格式的數值地形(表面)模型(DTM/DSM)萃取
控制直線……………………………...………………….9
2-3-3 由光達點雲資料萃取控制直線………………………..10
2-4 直線特徵物、像空間自動化匹配之模式………….…………..10
2-4-1 交角檢驗………………………………………………..11
2-4-2 參考點檢驗……………………………………………..12

2-4-3 成像幾何檢驗…………………………………………..15
2-4-4 兩階段式的匹配………………………………………..16
2-4-5 考慮部分控制直線沒有正確的對應影像直線之匹配模
式………………………………………………………..17
第三章 以直線特徵物求解像片外方位參數…………………..20
3-1 直線特徵於物空間之參數化…………………………………20
3-1-1 四參數的三維直線表示法……………………………..21
3-1-2 穿刺平面的選擇………………………………………..22
3-2 以點為基礎之共線式…………………………………………23
3-3 以直線為基礎之共面條件……………………………………25
3-4 以直線為基礎之共線式……………………………………….28
3-5 比較兩種以直線為基礎之解算模式………………………….30
3-6 影像外方位參數解算…………………………………………31
3-6-1 控制直線之非固定式約制……………………………..31
3-6-2 控制直線參數觀測量的方差-協方差矩陣……………33
3-6-3 多張影像外方位參數解算……………………………..34
3-6-4 粗差偵測………………………………………………..35
3-7 產生奇異解之控制直線物空間幾何…………………………37
3-8 影響影像外方位參數求解之因素……………………………38
3-8-1 直線觀測量誤差對於外方位參數求解的影響………..39
3-8-2 控制直線的位置分佈對於外方位參數求解的影響…..39
3-8-3 控制直線的空間姿態對於外方位參數求解的影響…..40
3-8-4 控制直線數量對於外方位參數求解的影響…………..40
3-8-5 影像外方位參數近似值對於外方位參數求解的影響..40

第四章 模擬資料實驗成果分析與討論…...……………………42
4-1 實驗一…………………………………………………………42
4-1-1 模擬資料說明…………………………………………..42
4-1-2 估計參數解及其精度…………………………………..44
4-1-3 改正數反應誤差之靈敏度……………………………..45
4-2 實驗二…………………………………………………………46
4-2-1 直線觀測量誤差對於外方位參數求解的影響………..48
4-2-2 控制直線的位置分佈對於外方位參數求解的影響…..49
4-2-3 控制直線的姿態對於外方位參數求解的影響………..53
4-2-4 控制直線數量對於外方位參數求解的影響…………..54
4-3 實驗三…………………………………………………………55
4-4 實驗四…………………………………………………………59
4-5 總結分析...…………………………………………………….63
第五章 實際資料實驗成果分析與討論..…………....………….64
5-1 實驗一…………………………………………………………64
5-1-1 物、像空間直線特徵之匹配…………………………..67
5-1-2 後方交會計算分析……………………………………..68
5-1-3 前交軛光束一致性檢查………………………………..71
5-1-4 外部精度檢查…………………………………………..72
5-2 實驗二…………………………………………………………74
5-2-1 物、像空間直線特徵之匹配…………………………..77
5-2-2 後方交會計算分析……………………………………..78
5-2-3 前交軛光束一致性檢查………………………………..79
5-2-4 外部精度檢查…………………………………………..79
5-3 總結分析………………………………………………………80

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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