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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張程皓
研究生(外文):Cheng-Hao Chang
論文名稱:建立烏山頂泥火山高解析度數值高程模型之研究
論文名稱(外文):The construction of high resolution DEMs of mud volcano of the Wushangding
指導教授:任家弘任家弘引用關係
指導教授(外文):Chia-Hung Jen
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄師範大學
系所名稱:地理學系
學門:社會及行為科學學門
學類:地理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:光達數值高程模型點雲解析度烏山頂泥火山
外文關鍵詞:LidarDEMcell sizepointcloudWushangding mud volcano
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DEM在地形研究或環境監測中,經常用來作為一個分析的資料,但其實在使用時,尺度是一個需要注意的重要議題,本研究的主要目的探討何為點雲資料生產之DEM最合適的解析度,也就是最適合用於地形分析。本研究使用地面型光達(Riegl VZ-400)掃描烏山頂泥火山獲得點雲資料。點雲資料經過濾點等處理後,本研究使用ArcGIS將點資料轉為各種網格資料進行分析。本研究計算不同解析度的高程標準差、點數量...等網格資料,轉為點密度、高程標準差、整體空格比例、空格連接度等四個指標進行資料的評估,並藉由這些指標找出最合適的DEM尺度,本研究共製作了2cm、3cm、 5cm、 6cm、8cm、10cm、12cm、15cm及20cm九種不同解析度的網格資料並進行比較,結果顯示指標的數值轉折點幾乎都在網格大小5cm處,根據這種變化,本研究推斷5cm為最合適的DEM解析度,除此之外,本研究同時也建立了一套如何評估點雲資料合適解析度的分析方式。
DEM (Digital Elevation Models) is used as an analytic data, and the scale issue of DEM cell size is crucial in geomorphic research or environmental monitoring. The goal of the present study is to discuss about how to obtain optimal cell size of DEM from point cloud data, which can represent the geomorphic characteristics of mud volcano landscape best. This study used ground LiDAR (Riegl VZ-400) to scan a mud volcano cone in the Wushanding Nature Reserve. After filtering point cloud data, we used ArcGIS to convert point data into raster data. We chose a grid and calculated the standard deviation of elevation data and point counts in different cell sizes to observe their density of points, the standard deviation of elevation, the rate of space(no data) raster and the average cells of space(no data) raster. The results can help us to find out what optimal cell size of DEM is to meet the research goal. This study generated a series of raster data with 2cm, 3cm, 5cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 15cm, and 20cm cell sizes. Through comparison of four indexes, 5cm-cell size raster is a turning point of the indexes. As a result, 5cm might be an optimal cell size to represent the Wushanding mud volcano landscape characteristics. Consequently, we infer that the finer cell size might not be a better cell size.
目 次
頁次
摘 要 I
Abstract II
目 次 III
表 次 IV
圖 次 V
第一章 前言 1
第一節 研究動機 1
第二節 研究目的 2
第三節 研究區介紹 3
第二章 文獻回顧 4
第一節 泥火山相關研究 4
第二節 光達應用於地形研究 6
第三節 數值高程模型的相關研究 8
第三章 研究方法 17
第一節 研究架構與流程 17
第二節 點雲資料取得與處理 18
第三節 資料分析 24
第四章 研究結果 30
第一節 數值高程模型(DEM) 30
第二節 點數量之網格資料 40
第三節 點密度之網格資料 50
第四節 高程標準差之網格資料 60
第五節 空格之網格資料 70
第六節 指標分析結果 80
第五章 討論 92
第一節 指標的選用與DEM的製作 92
第二節 資料的特性與空間分布 93
第三節 烏山頂泥火山的研究與應用 100
第六章 結論 102
引用文獻 104
一、中文部分 104
二、英文部分 105
附錄 107

表 次
頁次
表 2- 1空載光達與地面光達比較 7
表 2- 2 DEM的地表資料來源比較表 10


























圖 次
頁次
圖2- 1 DEM的生產過程圖(Hutchinson and Gallant, 2000, p. 30.) 11
圖3- 1 研究架構圖 18
圖3- 2 地面型光達VZ-400及Nikon相機 19
圖3- 3 上色後的點雲資料 19
圖3- 4 泥火山控制點分布圖 20
圖3- 5 地面型光達測繪處理流程圖 22
圖3- 6 佈設反光覘標 23
圖3- 7 套用座標後的點雲資料精度 23
圖3- 8 研究區分區簡圖 25
圖3- 9 join工具誤判點資料之截圖 26
圖3- 10 空格連接度範例 28
圖3- 11 使用Isnull工具處理後的網格資料(紅色為無資料部分) 29
圖4- 1 2cm解析度之DEM 31
圖4- 2 3cm解析度之DEM 32
圖4- 3 5cm解析度之DEM 33
圖4- 4 6cm解析度之DEM 34
圖4- 5 8cm解析度之DEM 35
圖4- 6 10cm解析度之DEM 36
圖4- 7 12cm解析度之DEM 37
圖4- 8 15cm解析度之DEM 38
圖4- 9 20cm解析度之DEM 39
圖4- 10 2cm解析度之點數量網格資料 41
圖4- 11 3cm解析度之點數量網格資料 42
圖4- 12 5cm解析度之點數量網格資料 43
圖4- 13 6cm解析度之點數量網格資料 44
圖4- 14 8cm解析度之點數量網格資料 45
圖4- 15 10cm解析度之點數量網格資料 46
圖4- 16 12cm解析度之點數量網格資料 47
圖4- 17 15cm解析度之點數量網格資料 48
圖4- 18 20cm解析度之點數量網格資料 49
圖4- 19 2cm解析度之點密度網格資料 51
圖4- 20 3cm解析度之點密度網格資料 52
圖4- 21 5cm解析度之點密度網格資料 53
圖4- 22 6cm解析度之點密度網格資料 54
圖4- 23 8cm解析度之點密度網格資料 55
圖4- 24 10cm解析度之點密度網格資料 56
圖4- 25 12cm解析度之點密度網格資料 57
圖4- 26 15cm解析度之點密度網格資料 58
圖4- 27 20cm解析度之點密度網格資料 59
圖4- 28 2cm解析度之高程標準差網格資料 61
圖4- 29 3cm解析度之高程標準差網格資料 62
圖4- 30 5cm解析度之高程標準差網格資料 63
圖4- 31 6cm解析度之高程標準差網格資料 64
圖4- 32 8cm解析度之高程標準差網格資料 65
圖4- 33 10cm解析度之高程標準差網格資料 66
圖4- 34 12cm解析度之高程標準差網格資料 67
圖4- 35 15cm解析度之高程標準差網格資料 68
圖4- 36 20cm解析度之高程標準差網格資料 69
圖4- 37 2cm解析度之空格網格資料 71
圖4- 38 3cm解析度之空格網格資料 72
圖4- 39 5cm解析度之空格網格資料 73
圖4- 40 6cm解析度之空格網格資料 74
圖4- 41 8cm解析度之空格網格資料 75
圖4- 42 10cm解析度之空格網格資料 76
圖4- 43 12cm解析度之空格網格資料 77
圖4- 44 15cm解析度之空格網格資料 78
圖4- 45 20cm解析度之空格網格資料 79
圖4- 46 點數量與網格大小之散佈圖 81
圖4- 47 點數量之盒狀圖 81
圖4- 48 點數量(T分數)與網格大小之散佈圖 82
圖4- 49 點密度與網格大小之散佈圖 83
圖4- 50 點密度之盒狀圖 84
圖4- 51 點密度(T分數)與網格大小之散佈圖 85
圖4- 52 高程標準差與網格大小之散佈圖 86
圖4- 53 高程標準差之盒狀圖 86
圖4- 54 高程標準差(T分數)與網格大小之散佈圖 87
圖4- 55 整體空格比例與網格大小之散佈圖 88
圖4- 56 整體空格比例(T分數)與網格大小之散佈圖 89
圖4- 57 空格平均數與網格大小之散佈圖 90
圖4- 58 空格連接度(T分數)與網格大小之散佈圖 91
圖5- 1 點密度之T分數網格資料(5cm) 95
圖5- 2 網格大小5cm之坡度網格資料 96
圖5- 3 高程標準差之T分數網格資料(5cm) 98


一、中文部分

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吳孟姍、陳國威、黃振全(2013) 地面式三維雷射掃瞄於野溪地形監測之應用--以屏東縣來社溪上游段為例,中華水土保持學會年會。
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二、英文部分

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