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研究生: 蔡建彰
Tsai, Chien-Chang
論文名稱: 以Delaunay三角形建構坐標轉換框架提供空間資料整合應用之研究
Using Delaunay Triangle to emplement framework of Coordinate Transformation within an integrated geo-spatial information system
指導教授: 曾清凉
Tseng, Ching-Liang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 地球科學系碩士在職專班
Department of Earth Sciences (on the job class)
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 坐標轉換多點式的仿射變換
外文關鍵詞: coordinates transformation, multiple affine transformation
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  • 摘 要
    從日據時代至今台灣地區存在多種不同基準的坐標系統,造成空間資料整合的極大困擾。在地籍圖方面,不同時間跨越不同段別、不同測量性質之地籍圖,經常無法使全區接合僅能勉強局部接合,將現有地籍圖整合為無接縫地籍圖,被各領域使用者所殷切期待著。
    本研究利用Delaunay三角網所具備優異的特性,建構多點式的仿射變換提供了大範圍到小區域TWD97坐標系統與TWD67坐標系統之間坐標轉換,經過Delaunay三角網之多點仿射變換後的數據可靠度相當高,空間拓樸關係的保持也有優良的精度表現。土地經界涉及民眾產權,宗地經過坐標轉換所延伸出尺度與角度的變形,往往會造成民眾權益損害,本研究之坐標轉換點位較差提升到1cm以內,因此本實驗的成果已可滿足地籍測量應用的需求。確保宗地的空間坵塊形狀未產生變形。坐標數據的轉換糾正,將三等控制點框架建構坐標轉換共同點資料庫,此資料庫可提供求解多組轉換參數以供動態式坐標轉換之用,可彌補傳統以固定轉換參數作為坐標轉換之彈性不足的缺點,提高轉換演算過程的機動性與靈活度。

    Abstract
    The cadastral maps currently used in Taiwan are the mounted duplicates of maps drawn during the 7-year period after the Japanese dispatched surveyors to Taiwan in 1894. The originals were destroyed in the bombing raids of Allied forces near the end of World War Two. Although the cadastral map renewal procedure started in 1975 using TWD67 2TM coordinates, it is still far from being a complete or effective update. From a judicial viewpoint, although old cadastral maps are in extremely poor condition, they are still legally valid. After Chi-Chi earthquake in 1999, the new TWD97 2TM coordinates and TWVD2000 vertical reference system were deployed over all islands as basis for Taiwan spatial data infrastructure (TSDI). Regardless of what cutting-edge surveying technology is used, it is very difficult in practice to integrate a seamless digital cadastral map solely based on these maps.
    Creating an integrated and automated coordinates transformation process model within a spatial information system for various application schemes remains an imperative task. To this day, now that GPS is providing a promising solution, a densification of 3rd order control points upto every 2 km interval. This study investigates the framework of multiple affine transformations between TWD67 and TWD97 with these control points in Tainan county SDI using the algorithm of Delaunay triangle. The proposed process not only provides reliable scale and angle deformation, but also preseves the spatial topology of cadastral parcels. The test shows this method is accurate, convenient and consistent. A numical example is included.

    中文摘要-------------------------------------------- Ⅰ 英文摘要-------------------------------------------- Ⅱ 誌謝------------------------------------------------ Ⅲ 目錄------------------------------------------------ Ⅳ 圖目錄---------------------------------------------- Ⅵ 表目錄---------------------------------------------- Ⅸ 第一章、 緒論--------------------------------------- 1 1-1前言--------------------------------------------- 1 1-2文獻回顧----------------------------------------- 2 1-3研究動機與目的----------------------------------- 8 1-4研究方法與步驟----------------------------------- 9 1-5研究範圍----------------------------------------- 11 第二章、 坐標轉換----------------------------------- 14 2-1 大地基準----------------------------------- 16 2-1-1台灣的大地基準--------------------------------- 16 2-1-2國家坐標系統之訂定----------------------------- 17 2-1-3前台灣省地政處三等點GPS控制點測量-------------- 18 2-2 多項式轉換--------------------------------- 21 2-3 正形轉換----------------------------------- 22 2-4 相似轉換----------------------------------- 23 2-5 仿射轉換----------------------------------- 25 2-6 各種轉換方式比較--------------------------- 26 第三章、 建構Delaunay三角形網----------------------- 27 3-1 Delaunay 三角網基本準則------------------------ 28 3-2 Delaunay 三角網特性---------------------------- 28 3-3 局部最優化處理--------------------------------- 29 3-4 生成Delaunay三角網的演算法--------------------- 30 3-4-1 逐點插入法------------------------------------ 30 3-4-2 三角網生長法---------------------------------- 31 3-5 待轉換點在三角形內的判斷----------------------- 35 3-6 背景式處理的坐標系統轉換----------------------- 36 第四章、 實驗與分析--------------------------------- 37 4-1 實驗區Delaunay三角形網建構--------------------- 37 4-2 資料來源及檔案格式----------------------------- 39 4-3 坐標轉換--------------------------------------- 42 4-4 共同界址點摘錄與較差分析----------------------- 45 4-5 宗地經坐標轉換後之尺度與角度變形分析----------- 50 4-6 新增VIP點細分三角網---------------------------- 58 4-7 大區域三角網與小區域三角網之精度差異比較------- 63 4-8 小結 ------------------------------------------ 69 第五章、 結論與建議--------------------------------- 75 參考文獻-------------------------------------------- 77

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    URL:http://www.caefs.zju.edu.cn/profs/hy/gis/yyz/chap/3001.htm)
    URL: http://astronomy.swin.edu.au/~pbourke/terrain/triangulate/

    下載圖示 校內:2007-08-11公開
    校外:2007-08-11公開
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