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題名 氣球載具航空攝影測量之研究
AERIAL PHOTOGRAMMETRY USING A BALLOON PLATFORM
作者 林士淵
Lin, Shih Yuan
貢獻者 黃灝雄
Huang, Hao Hsiung
林士淵
Lin, Shih Yuan
關鍵詞 氣球載具
數位攝影機
變遷偵測
Balloon Platform
Digital Camera
Change Detection
日期 2002
上傳時間 9-May-2016 16:50:40 (UTC+8)
摘要   為有效了解地表資訊,可視研究目的而利用各種遙測方法獲取地面影像,但不論目前常用之飛機、或是以衛星為載具之空中攝影測量等相關研究,在影像獲取方面,常面臨成本費用、機動性、比例尺需求、後續影像處理等問題。因此,本研究選定一小流域面積之河川作為實驗區,並設計以氣球為載具之數值航空攝影方式,裝載CCD攝影機以及數位攝影機,透過CCD攝影機,即時無線傳輸地面影像至監視螢幕,調整氣球至預定之位置後,遙控啟動數位攝影機之快門裝置。
       研究設計之攝影方式曾實際應用於偵測河道之變遷,由成果影像中檢核點之精度結果,以及套疊正射糾正並鑲嵌後之河道影像與地形圖之成果,證明氣球載具之數值航空攝影方式,確能有效應用於大比例尺製圖之研究。
  Using a flexible and efficient way to obtain aerial images has been the primary purpose of this study. The balloon platform was used to take aerial images. A video camera and a digital camera were fixed together in a durable plastic box, and hung on the balloon. The video camera was used to monitor the ground view, and its image could be telemetered remotely and displayed on a LCD monitor arranged on the ground. Once monitoring the area of interest shown on the LCD, the shutter button of the digital camera was then pushed remotely and the interested image was taken.
       The resultant images were ortho-rectified for analysis and comparison. The accuracy of aerial images was examined by check points. The results showed that the images achieved sub-pixel accuracy and were well-matched with the 1/1000 digital topographic maps. This expressed that it was really a useful and efficient method of taking large-scale images for a small research area.
       At last, post-classification comparison method was introduced to detect change of the ortho-rectified images which were taken in three different periods. The classification maps and the from-to change class information clearly indicated the change of river way among various periods.
參考文獻 中文部分
     中央氣象局,「逐日逐時平均風速及風向月報表」,民國九十年八月、民國九十年十月、民國九十一年一月。
     何維信,「航空攝影測量學」,台北:大中國圖書公司,民國八十五年。
     呂鴻道,「小像幅數值攝影測量之研究」,碩士論文,中正理工學院軍事工程研究所,民國八十八年。
     李茂園,「高解析度衛星影像之幾何處理與定位精度分析」,碩士論文,國立台灣大學土木工程學研究所,民國九十年。
     林新岳,「東埔、梅山地區航照圖、衛星影像應用於土地利用變遷監測之研究」,碩士論文,逢甲大學管理學院土地管理研究所,民國八十六年。
     范成楝,「遙控飛機空載視訊影像自動化鑲嵌方法之研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,民國九十年。
     施義芳,「遙控直昇機應用於工程管理監測可行性之研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,民國九十一年。
     曾清凉、儲慶美,「GPS衛星測量原理與應用」,台南:國立成功大學衛星資訊研究中心,民國八十八年。
     黃震靜,林松雄,「GPS應用於航空攝影實務」,第十六屆測量學術及應用研討會,民國八十六年。
     黃俊偉,「大範圍地區土地使用分類之研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,民國九十年。
     黃琬瑜,「數值航攝資料控制之研究-以政治大學校區為例」,碩士論文,國立政治大學地政系,民國八十九年。
     龔健彬,「運用非量測性相機、桌式掃描器進行近景攝影測量之研究」,碩士論文,國立交通大學土木系,民國八十七年。
     謝允中、陳佳元、林朝陽,「數值正射像片製圖及其問題之研究」,第十七屆測量學術及應用研討會,民國八十七年。
     謝怡昇,「數值航攝影像應用於土地利用強度之研究」,碩士論文,國立政治大學地政學系,民國九十年。
     蕭巧如,「網路上觀察立體影像之研究」,碩士論文,國立政治大學地政學系,民國九十一年。
     英文部分
     Earth Resource Mapping Pty Ltd. (1995) ER Mapper 5.0 Tutorial.
     Eos Systems Inc. (2000) PhotoModeler Pro 4.0 User Manual.
     Jensen, John R. (1996) Introductory Digital Image Processing. New Jersey: Prentice Hall.
     Lillesand, Thomas M. and Ralph W. Kiefer (2000) Remote Sensing and Image Interpretation. New York: John Wiley & Sons, Inc.
     Mills, J. P., I. Newton and R. W. Graham (1996) Aerial Photography For Survey Purposes With A High Resolution, Small Format, Digital Camera. Photogrammetric Record, Vol. 15(88), pp.575-587.
     Miyamoto, Michiru, Kunihiko Yoshino and Keiji Kushida (2001) Classification of Wetland Vegetation Using Aerial Photographs by Captive Balloon Cameras and Aero NIR Color Video Image, Kushiro Northern Wetland in Japan. Proceedings of The 22nd Asian Conference on Remote Sensing, Vol. 2, pp.1242-1247.
     Visnovcova, J., Li Zhang and Armin Gruen (2001) Generating a 3D Model of a Bayon Tower Using Non-Metric Imagery. Asian Journal of Geoinformatics, Vol. 2, No. 1, Thailand: Asian Association on Remote Sensing (AARS).
     Warner, W. S., R. W. Graham and R. E. Read (1996) Small Format Aerial Photography. Scotland: Whittles Publishing.
     Wolf, Paul R. and Bon A. Dewitt. (2000) Elements of Photogrammetry With Applications in GIS. United States: McGraw-Hill.
     網站部份
     Emporia State University (2001) URL: http://academic.emporia.edu/aberjame/airphoto/pgram/pgram.html (accessed October 2001).
     Eurimage- Multi-mission Satellite Data (2002) URL: httD://www.eurimage.com (accessed February 2002).
     Floatograph Technologies (2002) URL: http://www.floatograph.com (accessed January 2002).
     Kite Aerial Photography (2001) URL: http://arch.ced.berkelev.edu/kap/kaptoc.html (accessed July 2001).
     Photographic aerienne Sous cerf-volant (2001) URL: http://perso.wanadoo.:fr/kap-chagnv/(accessed December 2001).
     The Rohri Flint Quarries (2002) URL: http://www.harappa.com/rohri/l O.html (accessed February 2002).
     The NASA Balloon Program(2002) URL: http://www.wff.nasa.gov/~code820/ (accessed February 2002).
     Universiteit Leiden (2001) URL: http://www.leidenuniv.nl/nino/aeb96/aeb965.html(accessed December 2001).
描述 碩士
國立政治大學
地政學系
89257025
資料來源 http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#A2010000408
資料類型 thesis
dc.contributor.advisor 黃灝雄zh_TW
dc.contributor.advisor Huang, Hao Hsiungen_US
dc.contributor.author (Authors) 林士淵zh_TW
dc.contributor.author (Authors) Lin, Shih Yuanen_US
dc.creator (作者) 林士淵zh_TW
dc.creator (作者) Lin, Shih Yuanen_US
dc.date (日期) 2002en_US
dc.date.accessioned 9-May-2016 16:50:40 (UTC+8)-
dc.date.available 9-May-2016 16:50:40 (UTC+8)-
dc.date.issued (上傳時間) 9-May-2016 16:50:40 (UTC+8)-
dc.identifier (Other Identifiers) A2010000408en_US
dc.identifier.uri (URI) http://nccur.lib.nccu.edu.tw/handle/140.119/95687-
dc.description (描述) 碩士zh_TW
dc.description (描述) 國立政治大學zh_TW
dc.description (描述) 地政學系zh_TW
dc.description (描述) 89257025zh_TW
dc.description.abstract (摘要)   為有效了解地表資訊,可視研究目的而利用各種遙測方法獲取地面影像,但不論目前常用之飛機、或是以衛星為載具之空中攝影測量等相關研究,在影像獲取方面,常面臨成本費用、機動性、比例尺需求、後續影像處理等問題。因此,本研究選定一小流域面積之河川作為實驗區,並設計以氣球為載具之數值航空攝影方式,裝載CCD攝影機以及數位攝影機,透過CCD攝影機,即時無線傳輸地面影像至監視螢幕,調整氣球至預定之位置後,遙控啟動數位攝影機之快門裝置。
       研究設計之攝影方式曾實際應用於偵測河道之變遷,由成果影像中檢核點之精度結果,以及套疊正射糾正並鑲嵌後之河道影像與地形圖之成果,證明氣球載具之數值航空攝影方式,確能有效應用於大比例尺製圖之研究。
zh_TW
dc.description.abstract (摘要)   Using a flexible and efficient way to obtain aerial images has been the primary purpose of this study. The balloon platform was used to take aerial images. A video camera and a digital camera were fixed together in a durable plastic box, and hung on the balloon. The video camera was used to monitor the ground view, and its image could be telemetered remotely and displayed on a LCD monitor arranged on the ground. Once monitoring the area of interest shown on the LCD, the shutter button of the digital camera was then pushed remotely and the interested image was taken.
       The resultant images were ortho-rectified for analysis and comparison. The accuracy of aerial images was examined by check points. The results showed that the images achieved sub-pixel accuracy and were well-matched with the 1/1000 digital topographic maps. This expressed that it was really a useful and efficient method of taking large-scale images for a small research area.
       At last, post-classification comparison method was introduced to detect change of the ortho-rectified images which were taken in three different periods. The classification maps and the from-to change class information clearly indicated the change of river way among various periods.
en_US
dc.description.tableofcontents 謝誌
     摘要
     Abstract
     章節目錄-----I
     圖目錄-----II
     表目錄-----IV
     第壹章 緒論-----1
       第一節 研究動機與研究目的-----1
       第二節 研究方法與研究流程-----4
       第三節 研究範圍與章節架構-----7
     第貳章 理論基礎與文獻回顧-----9
       第一節 小像幅航空攝影測量-----9
       第二節 變遷偵測-----14
       第三節 文獻回顧-----18
     第參章 航空攝影器材之設計與製作-----23
       第一節 氣球載具之設計-----23
       第二節 攝影器材載台之設計與製作-----25
       第三節 控制器材之設計與製作-----34
       第四節 控制器材、攝影器材載台與氣球載具之連結-----37
     第肆章 氣球載具航空攝影之施測-----39
       第一節 氣球載具航空攝影作業-----39
       第二節 航空攝影方式之比較-----45
     第伍章 氣球載具航空攝影測量之應用─以河道影像之變遷偵測為例-----55
       第一節 獲取航攝影像-----55
       第二節 數值航攝影像之分析-----66
       第三節 偵測河道之變遷-----73
     第陸章 檢討、結論與建議-----79
       第一節 航空攝影之檢討-----79
       第二節 結論與建議-----84
     參考文獻-----87
     
     圖目錄
     圖1-1 研究流程圖-----6
     圖2-1 氣球升空前之準備-----18
     圖2-2 羅赫利丘陵之空中拍攝成果-----18
     圖2-3 吳哥窟貝揚塔於空中拍攝之影像-----19
     圖2-4 經正射糾正後之施工區域影像-----19
     圖2-5 利用氣球於火星上作業之程序圖-----20
     圖2-6 操控氣球進行航空攝影之示意圖-----21
     圖2-7 航空攝影載台之細部圖-----22
     圖3-1 以單顆氣球進行航空攝影-----24
     圖3-2 以二顆氣球進行航空攝影-----24
     圖3-3 柯達DC280數位攝影機-----26
     圖3-4 CCD攝影機與接收器-----27
     圖3-5 攝影器材載台之側視圖-----28
     圖3-6 攝影器材載台之仰視圖-----28
     圖3-7 數位攝影機快門啟動裝置之示意圖-----29
     圖3-8 測試數位攝影機視場範圍之牆面-----30
     圖3-9 數位攝影機於監視螢幕上之視場範圍-----31
     圖3-10 提供率定攝影機使用之幻燈片影像-----32
     圖3-11 率定成果圖-----33
     圖3-12 捲線器(尼龍繩)-----35
     圖3-13 捲線器(釣魚線)-----35
     圖3-14 器材箱配置圖-----36
     圖3-15 圈1為三條控制繩與氣球連結處-----37
     圖3-16 圈1、圈2為控制繩與氣球連結處-----37
     圖3-17 框選處為攝影器材載台與氣球載具之連結裝置-----38
     圖3-18 航空攝影器材組成構造圖-----38
     圖4-1 航空攝影施測之流程圖-----44
     圖5-1 民國90年8月2日拍攝地面控制位置之規劃-----58
     圖5-2 民國91年1月7日拍攝地面控制位置之規劃-----58
     圖5-3 控制點尺寸與實際樣式-----60
     圖5-4 實驗區內控制點點名及分布位置圖-----60
     圖5-5 民國90年8月2日航空攝影之原始影像與實際拍攝範圍示意圖-----64
     圖5-6 民國91年1月7日航空攝影之原始影像與其實際拍攝範圍示意圖-----65
     圖5-7 民國90年8月2日拍攝,經正射糾正並鑲嵌後之實驗區影像-----68
     圖5-8 民國91年1月7日拍攝,經正射糾正並鑲嵌後之實驗區影像-----68
     圖5-9 民國90年8月2日拍攝之第二組像對-----70
     圖5-10 民國90年8月2日拍攝之第六組像對-----70
     圖5-11 民國91年1月7日拍攝之第一組像對-----71
     圖5-12 民國91年I月7日拍攝之第五紐像對-----71
     圖5-13 民國90年8月2日攝得並經糾正之影像與地形圖套疊之部分成果-----72
     圖5-14 民國91年1月7日攝得並經糾正之影像與地形圖套疊之部分成果-----72
     圖5-15 民國87年拍攝並完成正射糾正之實驗區影像-----74
     圖5-16 民國90年拍攝並完成正射糾正之實驗區影像-----74
     圖5-17 民國91年拍攝並完成正射糾正之實驗區影像-----74
     圖5-18 民國87年拍攝航空攝影像片(圖5-15)之分類圖-----75
     圖5-19 民國90年拍攝航空攝影像片(圖5-16)之分類圖-----75
     圖5-20 民國91年拍攝航空攝影像片(圖5-17)之分類圖-----75
     圖6-1 受控制繩干擾之影像-----80
     
     表目錄
     表3-1 控制繩之繩長記號表-----34
     表4-1 四種獲取航空影像方式之比較-----54
     表5-1 控制點坐標-----61
     表5-2 控制點與檢核點之RMSE-----70
     表5-3 控制點與檢核點之RMSE-----70
     表5-4 控制點與檢核點之RMMSE-----71
     表5-5 控制點與檢核點之RMSE-----71
     表5-6 民國87年至90年之影像變遷偵測矩陣-----76
     表5-7 民國90年至91年之影像變遷偵測矩陣-----77
     表5-8 民國87、90、91年之影像變遷偵測矩陣-----77
zh_TW
dc.source.uri (資料來源) http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#A2010000408en_US
dc.subject (關鍵詞) 氣球載具zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 數位攝影機zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 變遷偵測zh_TW
dc.subject (關鍵詞) Balloon Platformen_US
dc.subject (關鍵詞) Digital Cameraen_US
dc.subject (關鍵詞) Change Detectionen_US
dc.title (題名) 氣球載具航空攝影測量之研究zh_TW
dc.title (題名) AERIAL PHOTOGRAMMETRY USING A BALLOON PLATFORMen_US
dc.type (資料類型) thesisen_US
dc.relation.reference (參考文獻) 中文部分
     中央氣象局,「逐日逐時平均風速及風向月報表」,民國九十年八月、民國九十年十月、民國九十一年一月。
     何維信,「航空攝影測量學」,台北:大中國圖書公司,民國八十五年。
     呂鴻道,「小像幅數值攝影測量之研究」,碩士論文,中正理工學院軍事工程研究所,民國八十八年。
     李茂園,「高解析度衛星影像之幾何處理與定位精度分析」,碩士論文,國立台灣大學土木工程學研究所,民國九十年。
     林新岳,「東埔、梅山地區航照圖、衛星影像應用於土地利用變遷監測之研究」,碩士論文,逢甲大學管理學院土地管理研究所,民國八十六年。
     范成楝,「遙控飛機空載視訊影像自動化鑲嵌方法之研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,民國九十年。
     施義芳,「遙控直昇機應用於工程管理監測可行性之研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,民國九十一年。
     曾清凉、儲慶美,「GPS衛星測量原理與應用」,台南:國立成功大學衛星資訊研究中心,民國八十八年。
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     龔健彬,「運用非量測性相機、桌式掃描器進行近景攝影測量之研究」,碩士論文,國立交通大學土木系,民國八十七年。
     謝允中、陳佳元、林朝陽,「數值正射像片製圖及其問題之研究」,第十七屆測量學術及應用研討會,民國八十七年。
     謝怡昇,「數值航攝影像應用於土地利用強度之研究」,碩士論文,國立政治大學地政學系,民國九十年。
     蕭巧如,「網路上觀察立體影像之研究」,碩士論文,國立政治大學地政學系,民國九十一年。
     英文部分
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     Warner, W. S., R. W. Graham and R. E. Read (1996) Small Format Aerial Photography. Scotland: Whittles Publishing.
     Wolf, Paul R. and Bon A. Dewitt. (2000) Elements of Photogrammetry With Applications in GIS. United States: McGraw-Hill.
     網站部份
     Emporia State University (2001) URL: http://academic.emporia.edu/aberjame/airphoto/pgram/pgram.html (accessed October 2001).
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     Floatograph Technologies (2002) URL: http://www.floatograph.com (accessed January 2002).
     Kite Aerial Photography (2001) URL: http://arch.ced.berkelev.edu/kap/kaptoc.html (accessed July 2001).
     Photographic aerienne Sous cerf-volant (2001) URL: http://perso.wanadoo.:fr/kap-chagnv/(accessed December 2001).
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     Universiteit Leiden (2001) URL: http://www.leidenuniv.nl/nino/aeb96/aeb965.html(accessed December 2001).
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