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研究生: 陳俊良
Chen, Chun-Lang
論文名稱: 以物件式分類法則分析崩塌地形粗糙度之研究
Analysis of Terrain Roughness with Object-Oriented Method for the Landslide
指導教授: 余騰鐸
Yu, Ting-To
陳昭旭
Chen, Chao-Shi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 111
中文關鍵詞: 粗糙度崩塌地形物件式分類紋理
外文關鍵詞: landslide, terrain roughness, object oriented classify, LiDAR
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  • 以往在使用衛星或航空影像判釋崩塌地位置,最常使用的方法為監督式或非監督分類法等傳統方法,但監督式或非監督式對於崩塌地與非崩塌地上誤判的現象仍需改進;而在衛星或航空影像中植被遮蔽區也很難去判釋舊崩塌區域。本研究嘗試解決這些問題,且設計一套有效的判釋架構,並探討是否能夠利用依物件式分類法則把崩塌面、堆積面、未擾動面以及植被等區域紋理邊界找出來,以單筆的資料,進行分析精度提升的研究。
    其中紋理邊界可直接將影像中物體特徵作詳細描述,且物件式分類法則具有多層影像解析特質,於是採用日照陰影圖影像作為分析基本,根據日照原理,照射物體下表現出地形起伏狀況,因而顯示出地形紋理邊界特性,且依據紋理邊界特性將地形中的崩塌面、堆積面、未擾動面以及植被等區域萃取出來,再找出各個地區地形起伏粗糙度的相異性。
    限於LiDAR資料取得成本昂貴,本研究目的為單次LiDAR資料中取得足夠的分析成果,在使用LiDAR觀察地表變化有限之理念,本研究利用小塊崩塌地形區域,訂定崩塌面、堆積面、未擾動面以及植被之粗糙度,獲得此資料分析門檻值便能應用於其他區域,以達到單次觀測資料也能劃定崩塌地形地區之目的。

    Traditional method to classify region of landslide by satellite or aviation imagery is either supervised or unsupervised classification. Both of these two methods didn’t fulfill the requirement of least mistaken sorting results. The worst drawback of using such methodology is the hidden region beneath the canopy that cannot be identified into sub-categories. Purpose of this study is to design an effective identification infrastructure for distinguishing the region of slide, accumulation and undisturbed with object oriented classify method from textures of images. With the data of the single, analyze the research that the precision improves.
    Boundary of texture could descript the detail character of objects within image, and object oriented classification method is capable of separating multi-resolution of images. Therefore, the shadow relief charts are used as the analysis base image. By combining the best Sun elevation and angle for particular area, the distinct feature of such topography could be revealed by the texture boundaries. Grouping these boundaries by object oriented classify method first, and then separated each region into sub-division according to the terrain roughness of it.
    Due to the expansive cost and low repeated period of gathering high resolution DTM by LiDAR, it is the goal to separate the targeted region into defined sub-division by only once surveyed data. To achieve this purpose, data of LiDAR, object oriented classify method and the terrain roughness characters is the most important factor among others. Applying this arrangement to data from either airborne or ground LiDAR, we achieved similar results. On the other hand, DTM of ocean bottom from echo sonar is not suitable for the task due to highly smoothed surface character by current erosion. Any newly development terrain surface that caused by landslide could be picked up by this method, disregarding on land or ocean bottom.

    摘要 I ABSTRACT II 誌謝 IV 目錄 V 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章、緒論 1 1-1 研究動機與目的 1 1-2 研究流程 3 第二章、前人研究 5 2-1 數值地形模型(DTM)介紹 5 2-1-1 數值地型模型應用方面 12 2-2崩塌地影像判釋相關應用 15 2-3 三維雷射掃瞄技術概述及發展 18 2-3-1 三維雷射掃瞄在地形上之應用 19 2-4 地理資訊系統(GIS)概念介紹 23 2-4-1 地理資訊系統於坡地分析的應用 24 2-5 小結 26 第三章、儀器與資料處理說明 27 3-1 LIDAR簡介 27 3-1-1 雷射測距原理 29 3-1-2 反射物表面材質特性 35 3-1-3 點雲資料概述 37 3-1-4 點雲資料接合模式 39 3-2 三維雷射掃描儀定位原理 41 3-2-1 掃瞄儀坐標轉換 42 3-2-2 現地假設坐標系統 44 3-2-3 TWD97坐標系統 45 3-3 聲納水深測量 46 3-3-1 測深儀水深測量作業原理 46 3-3-2 水深測量作業流程 47 3-3-3 水深測量作業 49 3-3-4 水深資料處理 51 3-4 儀器介紹 52 3-4-1 地面LiDAR 52 3-4-2 空載LiDAR 55 3-4-3 Odom Echotrac MKIII 音響測深儀 57 3-5 因子萃取 58 3-5-1 坡度與坡向 58 3-5-2 地形粗糙度 60 3-6 物件式影像分割 62 3-7 應用軟體概述 64 3-7-1 Polywork 64 3-7-2 Microstation 64 3-7-3 TerraScan 64 3-7-4 Surfer 8.0 65 3-7-5 Arc.GIS 9.2 軟體 65 3-7-6 eCognition 5.0物件式分類軟體 66 第四章、崩塌地形粗糙度分析 67 4-1 研究區域概述 67 4-2 崩塌地形空間分析 72 4-2-1 研究區崩塌之辨別 72 4-2-2 空間分析 76 4-3 物件式分類法則分析 80 4-3-1 以地面 LiDAR 1M×1M DTM 為例 82 4-3-2 以空載LiDAR 1M×1M DTM 為例 85 4-3-3 以海底聲納 1M×1M DTM 為例 86 4-4 崩塌面、堆積面、植被以及未擾動面粗糙度分析 88 4-4-1 陸地崩塌地形 89 4-4-2 海底崩塌地形 99 4-5 綜合討論 101 第五章、結果與建議 103 5-1 結果 103 5-2 建議 104 第六章、參考文獻 105 中文部分 105 英文部分 108 自述 111

    中文部分
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    下載圖示 校內:2009-08-04公開
    校外:2009-08-04公開
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