航照影像外方位解算模擬器建置與定位精度之分析

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1 航照影像外方位解算模擬器建置與定位精度之分析
學生: 陳詹閔 指導老師:趙鍵哲 2005/10/07

2 報告大綱 前言 數學模式介紹 定位精度模擬器 模擬器測試成果 結論與未來工作 參考文獻 2005/10/07

3 前言 階段性目標為航照影像外方位解算模擬器建置與定位精度之分析 模擬器的功能 探討不同的控制點因素對定位精度之影響 檢核程式正確性
藉由人為控制的模擬資料下分析不同控制點因素對解算成果之影響 實際資料在進行解算前預先分析物空間定位精度，提升工作效率 探討不同的控制點因素對定位精度之影響 控制點數量、分佈、精度 控制點搭配像點量測精度對物空間定位精度造成的影響 模擬實驗考慮因素越能切合實際資料的考量，成果就越能反映實際情形可達之定位精度。 2005/10/07

4 數學模式介紹~1 航照影像－單像後方交會數學模式 2005/10/07

5 數學模式介紹~2 航照影像－隨機條件(Stochastic Constraints)模式前方交會數學模式介紹 2005/10/07

6 定位精度模擬器~1 航照影像定位精度模擬器 圖3-1.模擬器運算流程圖 2005/10/07

7 航照影像定位精度模擬器~1 實驗場配置 設計一像對前後重疊約60%，其比例尺為1/5000，相對應地面約600×1150平方公尺大小，此像對重疊部份多在平地，高程約20公尺左右，地形左下分佈的丘陵地約50~150公尺。本模擬實驗的航高約800公尺，飛機航向沿X軸飛行，左右像片的外方位真值如下表4-1所示，實驗建置情形見圖4-2、4-3，顯示影像重疊區域包含的地形多為起伏很小的平地，實驗區僅左方即下方有較大地形起伏。 2005/10/07

8 航照影像定位精度模擬器~2 隨機性給定誤差檢查
列出1~100次加入隨機誤差時，每10整數倍率後方交會求解成果，其檢核像點的誤差向量圖，圖中紅色三角形為控制點於像片上坐落位置，紫紅色點為檢核點真值，而藍色圓點即為利用單像後方交會求解之外方位反推檢核點的像片座標 。 2005/10/07

9 航照影像定位精度模擬器~3 實驗成果 數量因素分析 分佈因素分析 精度因素分析 A－精度等級相當之實驗組
B－高像片量測精度與不同控制點精度等級搭配實驗組 C－高控制點精度與不同像片量測精度等級搭配實驗組 2005/10/07

10 圖4-5 控制點數量影響定位精度RMSE回歸趨勢圖
航照影像定位精度模擬器~4 數量因素分析 圖4-5 控制點數量影響定位精度RMSE回歸趨勢圖 2005/10/07

11 航照影像定位精度模擬器~6 分布因素分析 圖4-7 控制點數量影響定位精度RMSE回歸趨勢圖
2005/10/07

12 圖4-10控制點精度等級影響定位精度RMSE趨勢圖
航照影像定位精度模擬器~7 精度因素分析 A 圖4-10控制點精度等級影響定位精度RMSE趨勢圖 2005/10/07

13 航照影像定位精度模擬器~8 精度因素分析 B 圖4-12 不同控制精度搭配影響RMSE趨勢圖 2005/10/07

14 圖4-14不同像點量測精度搭配影響RMSE趨勢圖
航照影像定位精度模擬器~9 精度因素分析 C 圖4-14不同像點量測精度搭配影響RMSE趨勢圖 2005/10/07

15 結論 由目前計算成果顯示合理性驗證模擬器的正確性。 控制點數量增加可提升定位精度，但精度僅能回歸到與先驗誤差相同等級程度。
控制點分布同樣影響方位之求解與定位精度，其幾何強度以均勻分布在影像涵蓋區四周較強。 由實驗A同等級物像觀測精度之實驗成果證實，越高精度組合的實驗組其外部精度也越高；由實驗B及實驗C之成果顯示，像點量測精度等級比控制點精度對本實驗數學模式影響較大。 在以下兩種情形時，Stochastic Constriants模式求解成果未優於Fixed Constriants模式，首先當實驗組精度高於某一程度時，外方位精度夠高，若加上Stochastic Constriants模式調動外方位之目的已無其必要性；第二種情形為高控制點精度搭配低像點量測精度，此時的Stochastic Constriants模式因為像點觀測量佔平差的權太小以至於無法調整外方位造成其結果與非嚴密非常相似幾乎相同。 2005/10/07

16 未來工作 利用自動匹配技術，匹配航測影像的控制點與控制區塊的控制點資料，以進行後續實際資料的解算作業，據以比較理論精度與實際精度，並診斷問題來源(倘發現不合理之差異)。 2005/10/07

17 參考文獻 Mikhail E. M., J. S. Bethel , J. C. McGlone, Introduction to Modern Photogrammetry, John Wiley &Sons, Inc,pp Wolf P. R., B. A. Dewitt, Elements of Photogrammetry with Applications in GIS,3rd Edition ,McGRAW-HILL international edition,ch11. 2005/10/07

18 Thanks for your attention!
報告結束!! Thanks for your attention! 2005/10/07