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研究生:莊大賢
研究生(外文):Da-Xian Zhuang
論文名稱:利用無人飛行載具可見光與近紅外光影像分析神木村崩塌潛勢
論文名稱(外文):The Analysis of Landslide Susceptibility in Shenmu by BGR and NIR Photographs Derived from UAV
指導教授:蕭宇伸蕭宇伸引用關係
口試委員:陳樹群郭重言曾子榜
口試日期:2015-07-27
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:水土保持學系所
學門:農業科學學門
學類:水土保持學類
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:無人飛行載具崩塌地羅吉斯迴歸
外文關鍵詞:UAVlandslidesLogistic regression
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本研究主題為利用無人飛行載具(UAV)研究崩塌地相關課題。經由搭載可見光(RGB)與近紅外光(NIR)相機的UAV航拍,獲得神木村周邊10公分空間解析度的正射鑲嵌影像與50cm網格解析度的數值表面模型(DSM)。這些資料將用於分析以下課題:(1) RGB與NIR相機在影像判釋比較; (2)利用羅吉斯迴歸分析神木村山崩潛感值。(3)比較UAV航拍影像與傳統航測DEM之高程精度。
本研究主要相關結果如下:(1) 在影像判釋方面,NIR影像在植被、陰影與裸露地判釋有較大的優勢; (2)在山崩潛感預估方面,本研究羅吉斯迴歸模型共選取高度、坡度、坡向、地形起伏度、地形粗造度與曲率等6個崩塌潛感因子為基礎,組成崩塌潛勢模型,經羅吉斯迴歸後發現坡度與坡向為本研究區域之重要崩塌潛感因子。 (3)相較於傳統航測之5公尺 DEM與80公尺 DEM,UAV航拍之可見光影像DSM具有相當高之精度。


This study is aimed at landslides and related topics by Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Orthomosaics with 10 cm spatial resolution and digital surface models (DSMs) with a grid of 50 cm around Shenmu area are obtained by using a red-green-blue(RGB) camera and a near-infrared(NIR) one, respectively. These data are used for the analyze of (1) the image interpretations from RGB and NIR photos, (2) the landslide susceptibility based on Logistic regression, (3) the terrain accuracy by comparisons of UAV-derived and traditional photogrammetry-derived methods.
The main results include that (1) In terms of image interpretations, NIR images show better results in vegetation, shadow and bare land areas; (2) In terms of landslide susceptibility estimations, 6 main factors (elevations, terrain slopes, terrain aspects, terrain reliefs, terrain roughness, and curvatures of surfaces) are used in the Logistic regression models. Slopes and terrain aspects are proven to be the key factors; (3) In terms of terrain accuracy analysis, the UAV-derived DSM exhibit better results than the 5m-grid and 80m-grid DEMs from traditional photogrammetry.


摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 文獻回顧 2
1.3.1 崩塌的定義 2
1.3.2 崩塌潛勢研究方法 2
1.3.3 崩塌潛感因子相關研究 3
1.3.4 UAV種類 5
1.3.5 近紅外光影像判別地形研究 6
1.3.6 影像分類法 7
1.4 研究流程 7
第二章 基本原理 9
2.1 航空攝影測量 9
2.1.1 航測共線式 9
2.1.2 空中三角測量 10
2.1.3 影像匹配技術 11
2.2 羅吉斯迴歸 11
第三章 研究材料與方法 15
3.1 研究區域概述 15
3.2 UAV航拍任務 16
3.2.1 UAV平台 16
3.2.2 相機 16
3.2.3 航線規劃 17
3.2.4 控制點 17
3.3 Pix4Dmapper軟體解算 19
3.3.1 Pix4Dmapper軟體介紹 19
3.3.2 Pix4Dmapper操作 19
第四章 崩塌潛勢因子 22
4.1 潛勢因子萃取 22
4.1.1 高程 22
4.1.2 坡度 23
4.1.3 總曲率 24
4.1.4 坡向 24
4.1.5 地形起伏度 26
4.1.6 坡度粗糙度 27
4.2 潛勢因子複選 28
第五章 RGB與NIR影像之比較與產製地形之精度分析 30
5.1 RGB與NIR影像之比較 30
5.2 RGB與NIR產製之地形精度分析 32
第六章 實驗流程與結果分析 34
6.1 實驗流程 34
6.1.1 資料取樣 34
6.1.2 標準化與資料分析 35
6.2 潛勢分析結果 36
6.2.1 分類誤差矩陣 36
6.2.2 ROC曲線 39
6.3 崩塌潛勢分析結果 41
6.3.1 羅吉斯迴歸分析結果 41
6.3.2 潛感因子之權重討論 42
6.3.3 崩塌潛勢圖繪製 43
6.3.4 崩塌潛勢與實際崩塌地之比較 45
6.3.5 複選作業之剔除因子討論 48
第七章 結論與建議 50
參考文獻 52


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