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2020.07.31
無人機配合RTK、PPK方法在測繪之應用
族群: 跨族群  
主題: 災害防救、學術研究  
作者 黃呂揚斌
學校系所 國立中興大學 水土保持學系所
地點 全臺 全部  
研究內容

 臺灣因位處歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊交界處,斷層多而地震頻繁,地質構造複雜且岩質脆弱。近年來氣候變遷加劇,降雨強度增強,長期受颱風侵襲,容易引發山崩、地滑及土石流,集水區坡地常引發大規模土砂災害,無人機於坡地勘災、防災之應用,愈來愈受到重視,如何快速、簡便與精準取得災區地形圖資,供防救災指揮人員研判災區緊急處理,至為重要與亟待克服之課題。

一般無人機航測常需藉助佈設地面控制點,提升產製圖資之精度,當發生重大災害無法即時從災區測得控制點時,對於災害救災講求時效之情形,受限大地自然環境條件、或其他因素無法快速佈設地面控制點,因而降低無人機航測產製圖資之精度與實用性。惟在山區坡地發生災害如崩塌、土石流或地滑等自然災害,藉助無人機(UAV)空拍監測時,部分區域同樣受地形險惡、交通不便或其他因素等無法測得控制點,圖資精度將失準,影響坡地災害救災與防災監測工作之判釋,亦常為專家學者存疑未佈設控制點區域之精度,實為無人機航測(UAV)最亟待解決之關鍵問題。
本研究利用UAV搭載 RTK即時動態差分處理、PPK動態後處理定位法技術,獲取精準影像資訊,可有效快速拼接產製地形圖及替代一般航測製圖,進行測繪精度之探討。研究以 13 種任務組合分別建置DSM數值模型,結果顯示,當航測任務未設置地面控制點,圖資平面均方根誤差達45公分,高程則將近8公尺。另檢核UAV RTK即時動態差分處理法加入PPK動態後處理定位法修正產製之DSM影像成果,圖資平面均方根誤差降至3.4公分,高程均方跟誤差亦減至10公分。若依臺灣各縣市1/1000航測地形圖規定,在平面精度30公分(RMSE,絕對座標)、50公分(RMSE,地物相對精度)及高程精度50公分(RMSE)之要求,採用UAV RTK即時動態差分處理法、PPK後處理動態定位法航測方式產製DSM可符合1/1000地形圖之規範要求,其測製方式精度是可信賴的。
RTK、PPK兩種處理模式已在地面測繪中使用多年,兩種方法都可修正UAV無人機像片數據資料POS的資料,並消除對地面控制點的倚賴,從而將精度降低到公分級之範圍。利用AI人工智慧,精準、快速取得地面影像,後製處理產製極精準之圖資,提供救災、坡地安全與環境監測之用,顯得更加重要。
未來使用於自然災害上之應用,如坡地崩塌、地滑災害之即時監測,可提供高精度之地表DSM資訊。UAV RTK、PPK動態後處理定位法相互搭配,產製高精度與低誤差之地形圖資,在地形測繪、救災、坡地監測應用上,UAV測繪作業將可在防災、救災時效下,充分發揮機動、準確與高效率之運用。
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