可量測影像上任一位置的3維座標(biāo)計算兩點之間的距離課件

街景測量車應(yīng)用初探報告人：劉濠雄中央研究院人社中心GIS專題中心街景測量車應(yīng)用初探報告人：劉濠雄1大綱前言街景測量車結(jié)論大綱前言2前言製圖測量與GIS技術(shù)正面臨革新的時代Lidar、3DGIS、街景影像如何快速收集空間資訊並節(jié)省成本？

移動式測繪系統(tǒng)(MobileMappingSystem)前言製圖測量與GIS技術(shù)正面臨革新的時代移動式測繪系統(tǒng)(Mo3傳統(tǒng)測量獲取GIS資料方式現(xiàn)地大地測量測角、測距：全測儀測坐標(biāo)：GPS利用影像進(jìn)行人工數(shù)化取得航照、衛(wèi)星影像人工數(shù)化輔以地面調(diào)查傳統(tǒng)測量獲取GIS資料方式現(xiàn)地大地測量4移動式測繪系統(tǒng)(MMS)定位感測器測量感測器移動平臺（載具）直昇機船飛機汽車本圖修改自[El-Sheimy,1996]移動式測繪系統(tǒng)(MMS)定位感測器測量感測器移動平臺（載具）5資料取得方法比較傳統(tǒng)方法費時費力易有人為誤差產(chǎn)生測量易受環(huán)境限制移動式測繪系統(tǒng)快速方便標(biāo)準(zhǔn)解算流程只要載具能到就能測資料取得方法比較傳統(tǒng)方法移動式測繪系統(tǒng)6目前已建置的行動測繪系統(tǒng)空載移動測繪系統(tǒng)大範(fàn)圍調(diào)查、技術(shù)成熟、成本高、空域申請不易無人空載(UAV)移動測繪系統(tǒng)小範(fàn)圍調(diào)查、技術(shù)發(fā)展中、成本低、空域申請不易車載移動測繪系統(tǒng)大範(fàn)圍調(diào)查、相關(guān)技術(shù)蓬勃發(fā)展中、收集到得資料品質(zhì)細(xì)緻、使用時無須申請目前已建置的行動測繪系統(tǒng)空載移動測繪系統(tǒng)7車載移動測繪系統(tǒng)依測量感測器來分類，可以分成兩大類：Lidar車載移動測繪系統(tǒng)：光達(dá)(LightDetectionAndRanging)感測系統(tǒng)用於精準(zhǔn)測量、土木工程街景車載移動測繪系統(tǒng)：影像式感測系統(tǒng)用於GIS資料收集（目前趨勢是一臺載具上同時具有以上兩種系統(tǒng)）車載移動測繪系統(tǒng)依測量感測器來分類，可以分成兩大類：（目前趨8Lidar車載移動測繪系統(tǒng)/製造商:奧地利Lidar車載移動測繪系統(tǒng)http://www.riegl.9Lidar車載移動測繪系統(tǒng)http://www.optech.ca/lynx.htm製造商:加拿大Lidar車載移動測繪系統(tǒng)http://www.optech10Lidar車載移動測繪系統(tǒng)Lidar車載移動測繪系統(tǒng)11OverheadLineSurveysLidar車載移動測繪系統(tǒng)OverheadLineSurveysLidar車載移12街景車載移動測繪系統(tǒng)Google街景車/wiki/File:Google_Street_View_Car_in_Chinatown,_Toronto.jpg圖片來源:街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.google.co13街景車載移動測繪系統(tǒng).tw/index.htmlGARMIN實景調(diào)查車圖片來源:沈宗杰街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.garmin.co14街景車載移動測繪系統(tǒng)/index.htm製造商:荷蘭行動繪圖車TomTom街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.teleatlas15街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.ucalgary.ca/加拿大卡加立大學(xué)空間資訊工程學(xué)系研發(fā)VISAT測量車.tw/public/Data/popsc/2007_105/9608-01-02.jpg圖片來源:街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.ucalgary.16EarthmineCyclomediaYottaTopconIP-S2

Lite街景車載移動測繪系統(tǒng)EarthmineCyclomediaYottaTopcon17可量測影像上任一位置的3維座標(biāo)計算兩點之間的距離課件18TopconIP-S2Lite街景測量車特點整合GPS及IMU成直接定位系統(tǒng)(DirectGeoreferencing)可以在影像上直接量測尺寸、座標(biāo)，並可以跟臺灣TDW97座標(biāo)系統(tǒng)整合使用車載錄影機、快速取得3DGIS資料720度全景影像收集影像重疊率高去除死角增加解算自由度與商用GIS軟體高度整合TopconIP-S2Lite街景測量車特點整合GPS19從街景影像中快速取得3DGIS資料從街景影像中快速取得3DGIS資料20資料處理流程資料獲取(DataAcquisition)資料後處理(PostProcess)GIS應(yīng)用(GISApplication

)CamerapositionImagesgeoreferencing3D量測CG擴(kuò)增AddattributeGIS資料數(shù)化extractingcharacteristicpoint資料處理流程資料獲取資料後處理GIS應(yīng)用Camerapos21坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)(x2,y2)己知：A、B兩點坐標(biāo)、α、β求解：P點坐標(biāo)ABP(xp,yp)解聯(lián)立方程式即可得P點坐標(biāo)坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)22坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)(x2,y2)多相片重疊，可增加求解自由度ABP(xp,yp)(x3,y3)C(x4,y4)D多自由度求解利用平差可增加精度坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)23可量測影像上任一位置的3維座標(biāo)計算兩點之間的距離、高差、坡度GIS應(yīng)用：量測D=8.18D=3.39D=8.86e.g.PointtopointdistanceN=35.7736125E=139.7033776H=32.0995422可量測影像上任一位置的3維座標(biāo)GIS應(yīng)用：量測D=8.18D24可在影片/影像中加入3D電腦動畫，進(jìn)行模擬預(yù)視GIS應(yīng)用：擴(kuò)增電腦動畫可在影片/影像中加入3D電腦動畫，進(jìn)行模擬預(yù)視GIS應(yīng)用：25利用街景影像來針對物件(大樓、路樹、電線桿、號誌）進(jìn)而進(jìn)行管理GIS應(yīng)用：物件管理利用街景影像來針對物件(大樓、路樹、電線桿、號誌）進(jìn)而進(jìn)行管26GIS應(yīng)用：建立3DGIS資料利用街景影像建立3D模型、及GIS屬性資料，進(jìn)而進(jìn)行管理GIS應(yīng)用：建立3DGIS資料利用街景影像建立3D模型、27測量精度DistanceAverageerrormarginMaxStandarddeviationσCarFront10ｍ5.7ｃｍ13.3ｃｍ4.5ｃｍCarFront15ｍ6.2ｃｍ9.7ｃｍ6.5ｃｍDistanceAverageerrormarginMaxStandarddeviationσCarSide①10ｍ3.7ｃｍ8.4ｃｍ4.0ｃｍCarSide②10ｍ11.2ｃｍ28.8ｃｍ10.0ｃｍAccuracyvalidation(relativeerror)※31Points※30Points※7Points※7PointsDistancebetweentwopoints.：１～２０ｍAnalyticaltime:1000Frame/hAnimationRecordTime?volumeofdata)：１TB?5hours測量精度DistanceAverageerrorMaxS28街景測量車應(yīng)用領(lǐng)域施工、運輸、救災(zāi)前基本量測取代傳統(tǒng)路調(diào)，加速GIS圖資更新快速災(zāi)損評估應(yīng)用於3D數(shù)位城市建模(CityModelling)資產(chǎn)管理系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)劃模擬虛擬觀光導(dǎo)覽系統(tǒng)街景測量車應(yīng)用領(lǐng)域施工、運輸、救災(zāi)前基本量測29小結(jié)街景影像彌補傳統(tǒng)航測垂直攝影時，地面或低樓層建物影像遮蔽問題利用直接定位系統(tǒng)，街景測量車可快速有效獲取GIS資料街景測量車機動性高，可隨環(huán)境變更載臺，即可作業(yè)，有利更新圖資參考街景影像進(jìn)行都市規(guī)畫決策將更為直觀小結(jié)街景影像彌補傳統(tǒng)航測垂直攝影時，地面或低樓層建物影像遮蔽30整合系統(tǒng)應(yīng)用整合系統(tǒng)應(yīng)用31展望多元載臺與感測器的整合運用結(jié)合擴(kuò)增實境技術(shù)，街景影像將成為新世代的GIS圖臺：三維影像地理資訊系統(tǒng)展望多元載臺與感測器的整合運用32街景測量車應(yīng)用初探報告人：劉濠雄中央研究院人社中心GIS專題中心街景測量車應(yīng)用初探報告人：劉濠雄33大綱前言街景測量車結(jié)論大綱前言34前言製圖測量與GIS技術(shù)正面臨革新的時代Lidar、3DGIS、街景影像如何快速收集空間資訊並節(jié)省成本？

移動式測繪系統(tǒng)(MobileMappingSystem)前言製圖測量與GIS技術(shù)正面臨革新的時代移動式測繪系統(tǒng)(Mo35傳統(tǒng)測量獲取GIS資料方式現(xiàn)地大地測量測角、測距：全測儀測坐標(biāo)：GPS利用影像進(jìn)行人工數(shù)化取得航照、衛(wèi)星影像人工數(shù)化輔以地面調(diào)查傳統(tǒng)測量獲取GIS資料方式現(xiàn)地大地測量36移動式測繪系統(tǒng)(MMS)定位感測器測量感測器移動平臺（載具）直昇機船飛機汽車本圖修改自[El-Sheimy,1996]移動式測繪系統(tǒng)(MMS)定位感測器測量感測器移動平臺（載具）37資料取得方法比較傳統(tǒng)方法費時費力易有人為誤差產(chǎn)生測量易受環(huán)境限制移動式測繪系統(tǒng)快速方便標(biāo)準(zhǔn)解算流程只要載具能到就能測資料取得方法比較傳統(tǒng)方法移動式測繪系統(tǒng)38目前已建置的行動測繪系統(tǒng)空載移動測繪系統(tǒng)大範(fàn)圍調(diào)查、技術(shù)成熟、成本高、空域申請不易無人空載(UAV)移動測繪系統(tǒng)小範(fàn)圍調(diào)查、技術(shù)發(fā)展中、成本低、空域申請不易車載移動測繪系統(tǒng)大範(fàn)圍調(diào)查、相關(guān)技術(shù)蓬勃發(fā)展中、收集到得資料品質(zhì)細(xì)緻、使用時無須申請目前已建置的行動測繪系統(tǒng)空載移動測繪系統(tǒng)39車載移動測繪系統(tǒng)依測量感測器來分類，可以分成兩大類：Lidar車載移動測繪系統(tǒng)：光達(dá)(LightDetectionAndRanging)感測系統(tǒng)用於精準(zhǔn)測量、土木工程街景車載移動測繪系統(tǒng)：影像式感測系統(tǒng)用於GIS資料收集（目前趨勢是一臺載具上同時具有以上兩種系統(tǒng)）車載移動測繪系統(tǒng)依測量感測器來分類，可以分成兩大類：（目前趨40Lidar車載移動測繪系統(tǒng)/製造商:奧地利Lidar車載移動測繪系統(tǒng)http://www.riegl.41Lidar車載移動測繪系統(tǒng)http://www.optech.ca/lynx.htm製造商:加拿大Lidar車載移動測繪系統(tǒng)http://www.optech42Lidar車載移動測繪系統(tǒng)Lidar車載移動測繪系統(tǒng)43OverheadLineSurveysLidar車載移動測繪系統(tǒng)OverheadLineSurveysLidar車載移44街景車載移動測繪系統(tǒng)Google街景車/wiki/File:Google_Street_View_Car_in_Chinatown,_Toronto.jpg圖片來源:街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.google.co45街景車載移動測繪系統(tǒng).tw/index.htmlGARMIN實景調(diào)查車圖片來源:沈宗杰街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.garmin.co46街景車載移動測繪系統(tǒng)/index.htm製造商:荷蘭行動繪圖車TomTom街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.teleatlas47街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.ucalgary.ca/加拿大卡加立大學(xué)空間資訊工程學(xué)系研發(fā)VISAT測量車.tw/public/Data/popsc/2007_105/9608-01-02.jpg圖片來源:街景車載移動測繪系統(tǒng)http://www.ucalgary.48EarthmineCyclomediaYottaTopconIP-S2

Lite街景車載移動測繪系統(tǒng)EarthmineCyclomediaYottaTopcon49可量測影像上任一位置的3維座標(biāo)計算兩點之間的距離課件50TopconIP-S2Lite街景測量車特點整合GPS及IMU成直接定位系統(tǒng)(DirectGeoreferencing)可以在影像上直接量測尺寸、座標(biāo)，並可以跟臺灣TDW97座標(biāo)系統(tǒng)整合使用車載錄影機、快速取得3DGIS資料720度全景影像收集影像重疊率高去除死角增加解算自由度與商用GIS軟體高度整合TopconIP-S2Lite街景測量車特點整合GPS51從街景影像中快速取得3DGIS資料從街景影像中快速取得3DGIS資料52資料處理流程資料獲取(DataAcquisition)資料後處理(PostProcess)GIS應(yīng)用(GISApplication

)CamerapositionImagesgeoreferencing3D量測CG擴(kuò)增AddattributeGIS資料數(shù)化extractingcharacteristicpoint資料處理流程資料獲取資料後處理GIS應(yīng)用Camerapos53坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)(x2,y2)己知：A、B兩點坐標(biāo)、α、β求解：P點坐標(biāo)ABP(xp,yp)解聯(lián)立方程式即可得P點坐標(biāo)坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)54坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)(x2,y2)多相片重疊，可增加求解自由度ABP(xp,yp)(x3,y3)C(x4,y4)D多自由度求解利用平差可增加精度坐標(biāo)解算基本原理如何求解坐標(biāo)-前方交會αβ(x1,y1)55可量測影像上任一位置的3維座標(biāo)計算兩點之間的距離、高差、坡度GIS應(yīng)用：量測D=8.18D=3.39D=8.86e.g.PointtopointdistanceN=35.7736125E=139.7033776H=32.0995422可量測影像上任一位置的3維座標(biāo)GIS應(yīng)用：量測D=8.18D56可在影片/影像中加入3D電腦動畫，進(jìn)行模擬預(yù)視GIS應(yīng)用：擴(kuò)增電腦動畫可在影片/影像中加入3D電腦動畫，進(jìn)行模擬預(yù)視GIS應(yīng)用：57利用街景影像來針對物件(大樓、路樹、電線桿、號誌）進(jìn)而進(jìn)行管理GIS應(yīng)用：物件管理利用街景影像來針對物件(大樓、路樹、電線桿、號誌）進(jìn)而進(jìn)行管58GIS應(yīng)用：建立3DGIS資料利用街景影像建立3D模型、及GIS屬性資料，進(jìn)而進(jìn)行管理GIS應(yīng)用：建立3DGIS資料利用街景影像建立3D模型、59測量精度DistanceAverageerrormarginMaxStandarddeviationσCarFront10ｍ5.7ｃｍ13.3ｃｍ4.5ｃｍCarFront15ｍ6