航測及遙測學刊/Journal of Photogrammetry and Remote Sensing
中華民國航空測量及遙感探測學會,正常發行
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相較於傳統衛照與航照之遙感探測技術，無人機載具在機動性與量測精度上皆展現其優勢。本研究以建置稻作生命週期葉溫資料庫為目標，提出無人機光學與紅外線熱影像之自動化資料處理程序，協助後續針對稻作正常生長狀態、水分缺乏、養份缺乏、病蟲害等大量特徵分析作業，朝向精準農業經營與管理之目的。然而，目前紅外線熱影像的影像解析度仍遠不如光學影像，往往造成在影像內容判釋或特徵萃取處理上之難度。因此，本文著重於運用影像超解析重建技術提升紅外線熱影像之空間解析度，並同時提出可產製紅外線熱影像鑲嵌圖之架構，藉以提升農耕地熱數據的全面評估與判釋成效。實際稻作影像處理成果顯示，超解析重建技術相較於一般內插處理，除了可提升影像解析度亦可維持影像內容資訊，並驗證所提出方法進行正射熱影像鑲嵌圖製作之有效性。
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無人飛行載具(UAV)拍攝技術的快速紀錄、高機動性與高空間解析度影像，能提供農損查報所需之空間輔助圖資，縮短人力勘災的時間並加速災後復耕。本研究應用UAV之高解析度影像，透過地理資訊系統之影像非監督分類、影像分割與數值地表模型(DSM)，針對香蕉園風災後之傾倒情形，進行災損影像判釋技術之發展與不同判釋法之評估。結果顯示，UAV航拍之正射影像能清楚觀測香蕉園的災損範圍與相對災損情形，但DSM對園內的災損傾倒不具有效的判釋能力。影像非監督分類之像元式與物件導向式之災損判釋率比對現地核定之災損率，以災損率達20%為基準（透過30處地籍樣區），前者之災損判釋率為86.7%，後者為96.7%，兩者對於香蕉傾倒災損都具有十分高的判釋能力。雖然後者之災損判釋率高，但所需要的人力、技術與時間成本也都相對較高。因此，針對災後即時且大範圍香蕉園的勘災工作時，本研究推薦影像像元式之非監督分類技術，提供災後應變與勘災的空間輔助圖資，進行香蕉園災後大範圍的災損判釋與評估作業。
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大氣邊界層(Planetary Boundary Layer)位在地球大氣最底層，除了反映地表、人類活動與植被的相互作用外，其發展和結構也會影響許多天氣現象與空氣品質。本研究旨在建構一套近地面無人機觀測系統，並利用此系統探討邊界層的垂直發展結構及對應的空氣污染物的變化。實驗觀測時間地點為2017年8月於板橋探空站及鄰近空域，共進行了16趟的飛行任務，其中8月29日為密集觀測日，整合7筆無人機、3筆探空氣球氣象剖面及連續光達氣膠垂直分布資料，試圖完整解析出典型夏日北臺灣的邊界層發展結構。本研究分析結果顯示，無人機配載微型探空系統，並應用於0-3公里內的氣象剖面觀測，結果與氣象局例行施放的探空氣球觀測結果具良好的一致性，尤其於邊界層頂的高度偵測上幾乎吻合，兩者主要的誤差來源為是否考慮溫溼度傳感器的輻射加熱效應，這部分可以做為後續修正改良的參考。除此之外，比較光達的消偏振比連續觀測資料，氣膠垂直分布不連續處也與探空觀測逆溫的位置相吻合，驗證了本觀測 系統之準確性。在未來，將持續推動此觀測系統能酬載更多傳感器，獲取更全面觀測資料，以應用於大氣邊界層內物理機制探討與氣象模式改善之方向。
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無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)影像具備高解析及高重疊率等優勢，但輕巧的UAV載具容易受強風與紊流影響，載具的不穩定可能導致模糊影像的問題。傳統上影像品質指標可使用大型地面人工標計算點散函數(Point Spread Function, PSF)而得，本技術短文透過影像中人工構造物的線型特徵自動化評估線散函數(Line Spread Function, LSF)，首先使用直線段偵測(Line Segment Detector, LSD)演算法偵測影像中所有的直線段，其中階梯線(Step Edge)存在影像品質退化的趨勢，可應用於線散函數之評估。研究中以灰度值差條件篩選合格線，利用其邊緣散函數(Edge Spread Function, ESF)求得線散函數。最後藉由線散函數衍生特徵，由合格段之線散函數特徵擬合特徵橢圓，其特徵橢圓大小及長短軸比例可反映影像品質。研究資料為UAV影像及手持式GoPro Hero4序列影像，使用線散函數衍生特徵進行模糊影像分類實驗。本研究提出自動化評估影像品質的方法，並可進一步分類模糊影像，UAV影像及手持式影像之整體分類精度分別達88.9%及90%，驗證由線型特徵評估影像品質之可行性。
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傾斜航空攝影測量作為近年來國際上發展十分迅速的一項高新技術，能夠獲取真實世界的三維場景資訊，是對傳統航空攝影測量技術的補充，為航空遙測領域提供了一種新的資料來源。本研究針對傾斜攝影，使用六旋翼型UAS搭載本團隊自行開發設計的多相機系統。其多相機雲台共搭載5部相機，測試多相機雲台進行傾斜影像三維重建的流程。並比較多相機系統拍攝不同傾斜影像與傳統垂直影像，以及使用不同航向與僅使用單一航向垂直加傾斜同步拍攝之不同角度影像製作三維重建模型之效果差異，最後並提出建議。