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系統識別號 U0026-2912202011052900
論文名稱(中文) 臺灣歷史航照影像鑲嵌及地理對位處理
論文名稱(英文) Image Mosaicking and Georeferencing of Historical Aerial Photograph in Taiwan
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 測量及空間資訊學系
系所名稱(英) Department of Geomatics
學年度 109
學期 1
出版年 109
研究生(中文) 林姵安
研究生(英文) Pei-An Lin
學號 P66071012
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 74頁
口試委員 指導教授-曾義星
口試委員-朱宏杰
口試委員-黃金聰
中文關鍵字 臺灣歷史航照  攝影測量軟體  地理對位 
英文關鍵字 historical aerial image  georeferencing  photogrammetry software 
學科別分類
中文摘要 影像能在瞬間記錄當時真實的時空背景資訊,是在探討時間及空間環境分析時最客觀的研究資料使用素材。本研究以中央研究院人文社會科學研究中心所提供之臺灣早期航照影像為標的,首先探討臺灣航拍影像之歷史為立基,介紹美軍及中華民國空軍為軍事、國土及森林資源調查所拍攝之臺灣航照影像歷史,解釋影像上之相關註記及來源,進而說明目前航照數化情形,最後釐清歷史航照之影像應用處理之主要困難是歷史航照的地理對位。地理對位是為了將航照賦予空間資訊,讓影像同時具有時間和空間的意義,而歷史航照是為研究早期臺灣本島的重要史料,可由影像來直接了解當年臺灣地貌,然而限於歷史航照本身之影像條件,無法以傳統航空攝影測量之方式處理,而且航照數量龐大,若以人工單張進行對位作業工作效率很低,本研究提出應用商業攝影測量軟體進行歷史航照地理對位作業程序方法,以增進歷史航照地理對位的效率。
本研究提出利用攝影測量軟體來進行歷史航照拼接對位流程,考量到軟體之影像處理工作概念以及歷史航照之影像狀況,在進行對位作業前須進行影像前處理工作,以進行後續軟體操作作業,且歷史航照本身限制條件多,為找尋最適合之攝影測量軟體,本研究以市面上三種不同攝影測量軟體:Metashape、Pix4D及ContextCapture來進行歷史航照正射鑲嵌成果測試,在相同輸入條件下,以拼接之正射鑲嵌影像成果對比衛星影像為基準來判斷最適軟體。
本研究以六堆為測試區域之歷史航照為案例,完成共31個飛行任務、總數595張之歷史航照正射影像,拍攝年代跨距民國36到60年,對於無實際行政界線之六堆區域來說,可藉此深入探討台灣早期客庄聚落變遷。本研究所完成之正射鑲嵌影像,其控制點平面精度控制在15公尺以下、檢核點RMSE則會因軟體匹配成果而有所不同,其相關地理對位精度分析及鑲嵌成果評估做討論,另外,本研究進行不同年代及拍攝單位之飛行任務航照匹配測試,並藉由測試成果來分析其成敗因素,最後歸納本研究之作業經驗以及測試結果來提供未來歷史航照之處理工作建議。
英文摘要 Historical aerial photographs in Taiwan were taken by the United States and Republic of China Air Force for military usage, land use, and forest investigation purposes. Because of the political situation at that time, the historical aerial images have not been preserved well. The Research Center for Humanities and Social Sciences (RCHSS) in Taiwan Academia Sinica started digitizing and collecting historical aerial images in 2006. Historical aerial photographs that were digitized in their archives consist only of scanned images, resulting in the lack of the corresponding camera parameters that made it inapplicable for traditional photogrammetric methodologies, such as image rectification and georeferencing. When georeferences the historical aerial images, could provide more information for further application or related analysis. This research provides a semi-automatic georeferencing workflow for historical aerial images using photogrammetric software. The historical aerial images used cover the Liu Dui area, located in southern Taiwan, and have been the most ancient Hakka settlement in Taiwan. It’s a significant place when it comes to conducting Hakka research. The workflow starts by generating orthomosaic images by a series of image matching tests. Then, the accuracy of the georeferenced orthomosaic images is evaluated and assessed. The standard deviation of control points in the processed orthomosaic images is about 15 meters, and the RMSE of checkpoints is around 50 meters. In our experiments, images covered by mountainous areas and rivers and images from different filming dates would result in unsatisfactory georeferencing and mosaicking results. The resulting orthomosaicked historical aerial images can be traced back from the 1930s to the 1970s. These can be utilized to understand the settlement development in the Lui Dui area.
論文目次 摘要 I
誌謝 IX
目錄 X
表目錄 XII
圖目錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 3
1.3研究方法與流程 4
1.4論文架構 6
第二章 臺灣歷史航照 7
2.1臺灣航照歷史 7
2.2臺灣歷史航照標記及相片註記 12
2.2.1相片標記 12
2.2.2相片註記 15
2.3臺灣歷史航照數化及初始對位成果 16
2.4航照影像分類 19
2.5歷史航照影像處理之困難 20
第三章 歷史航照影像前處理及攝影測量軟體評選 22
3.1歷史航照影像前處理 23
3.1.1影像裁切 23
3.1.2影像合併 25
3.2商業攝影測量影像處理軟體評選 29
3.2.1影像處理概念 29
3.2.2不同廠牌商用攝影測量影像處理軟體比較 29
第四章 測試與分析 33
4.1測試案例區域 33
4.1.1六堆地區歷史 33
4.1.2六堆地區歷史航照概況 35
4.2歷史航照處理流程 35
4.2.1影像特徵點萃取匹配 37
4.2.2控制點選位 37
4.3歷史航照對位成果 38
4.4地理對位成果精度評估 48
4.5影像鑲嵌成果分析 54
4.6歷史航照匹配測試 56
4.6.1不同年代之飛行任務航照影像匹配測試 56
4.6.2同一拍攝年代不同飛行任務航照影像匹配測試 59
4.7飛行任務代號2W8G歷史航照匹配測試 62
4.7.1二維平面地理對位對於歷史航照之拼接 62
4.7.2二維平面地理對位成果 65
第五章 結論及建議 67
5.1結論 67
5.2建議 69
參考文獻 72
參考文獻 中央研究院人文社會中心。地圖與遙測影像數位典藏計畫。民109年5月24日,取自:http://gis.rchss.sinica.edu.tw/mapdap/。
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  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2021-01-04起公開。
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