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測繪工作是國家建設的先鋒,對於政府各項施政建設有重大助益,世界各先進國家皆非常重視國土測繪作業,目前測繪科技日新月異,如全球導航衛星系統(GNSS)、精密重力測量、高解析力遙感探測等等新空間測繪技術陸續發展成熟;另一方面朝向快速、大量、自動化蒐集地面資訊作業,如以測量車、無人飛行載具系統(Unmanned Aircraft System, UAS;以下簡稱UAS)等方法發展,快速獲取空間地形資料測繪,作為國土規劃管理、防救災、測繪工程、國土資訊、海洋、導航、科技研究及民生建設等領域之應用。

邇來,台灣地區自然災害頻傳,如莫拉克風災等發生時,傳統衛星遙測與載人飛機航拍因天候影響(如雲遮)與限制,無法能即時取得災區影像資料,影響災區救援行動,如何在臺灣地區特殊環境及氣候條件下,發展出一套快速獲取地面空間資訊航拍系統,以UAS搭載非量測型相機之航測系統似為解決之道,其除了具有機動快速的特性,且可以在低空雲下作業,較一般航遙測影像所受天候及雲層影響程度小,可以更為迅速取得災區影像資料,使防救災體系更為完備。

本中心於97年度辦理「探測感應器測繪平台架構規劃暨應用作業案」,測試以無人飛行載具搭載非量測相機執行航拍任務可行性,成功產製正射影像成果,可用於局部區域正射影像更新;另於國道三號走山事件,以UAS所獲得影像,搭配地物特徵點予以控制,快速產製鑲嵌影像成果,短時間內可估算崩塌範圍面積及土石覆蓋量,證明UAS具有機動、快速獲取影像資料特性,可提供低精度快速拼接影像及相關地形資料,提供各項緊急防救災作業參考。

爰此,本中心配合「測繪科技發展後續計畫」(100~103年)與「現代化測繪科技發展計畫」(104~107年)及「多元測繪科技整合應用計畫」(108~111年)等中程計畫,規劃發展UAS相關航拍技術作業項目,建立無人飛行載具搭配非量測型相機獲取地面影像資訊,並產製正射影像或三維模型成果,應用於局部區域圖資更新與提供委託機關監測使用及防救災應變作業參考等領域。另一方面,歷年正射影像成果並提供各界依相關收費標準申購使用,藉此引進新測繪技術,強化測繪領域作為,成為數位化政府基礎測繪資料提供者。

 

一、100至103年度測繪科技發展計畫-發展無人飛行載具航拍技術作業

本計畫自100年度起至103年度止,分4年期辦理,主要工作項目如下詳述:

(一)規劃、建置無人飛行載具測繪系統(UAS),建置無人飛行載具搭載非量測型相機之航拍系統(100~101年度)。
(二)定期辦理無人飛行載具航拍作業,製作正射影像或快速鑲嵌圖供各界使用,及提供國土測繪資料更新參考(100~103年度)。
(三)研訂無人飛行載具航拍標準作業流程,及其影像後製處理標準作業流程(101年度)。
(四)試作無人飛行載具航拍系統之成果辦理區域國土測繪資料如國土利用調查、電子地圖、基本圖修測等工作更新作業(102~103年度)。
(五)支援災害地區或國土監測作業,提供相關單位參考使用(102~103年度)。
(六)引進無人飛行載具新技術,提升無人飛行載具測繪系統(UAS)功能(101~103年度)。

二、104至107年度現代化測繪科技發展計畫-發展無人飛行載具系統測繪作業

(一)本計畫自104年度起至107年度止,分4年期辦理,主要工作項目如下:

  1. 發展多元化UAS載具技術。
  2. 研究測試搭載多元化感測器獲取空間資訊。
  3. 提升UAS航拍與影像處理技術。
  4. 辦理UAS航拍及影像資料處理作業。
  5. 協助其他政府機關辦理特定區域航拍作業。
  6. 研修UAS航拍作業規範及相關影像處理標準作業流程。

(二)104年度主要工作項目如下:

  1. 因應不同區域面積航拍需求,運用不同類型UAS辦理航拍及影像處理作業。
  2. 研究測試UAS搭載多相機雲臺獲取空間資訊並製作三維影像模型。
  3. 辦理GNSS及IMU設備機電整合優化作業。
  4. 協助其他政府機關辦理特定區域航拍作業。

(三)105年度主要工作項目如下:

  1. 因應不同區域面積航拍需求,運用不同類型UAS辦理航拍及影像處理作業。
  2. 研究整合UAS搭載多光譜感測器獲取空間資訊並進行相關地物分類測試。
  3. 研究測試整合空中(UAS)及地面(測繪車)影像製作三維影像模型。
  4. 應用UAS搭載全景攝影設備獲取空間資訊。
  5. 協助其他政府機關辦理特定區域航拍作業。

(四)106年度主要工作項目如下:

  1. 因應不同區域面積航拍需求,運用不同類型UAS辦理航拍及影像處理作業。
  2. 應用UAS搭載多光譜感測器獲取空間資訊並研究提升地物分類精度及自動化程度。
  3. 研究整合UAS及光達設備。
  4. 協助其他政府機關辦理特定區域航拍作業。

(五)107年度主要工作項目如下:

  1. 因應不同區域面積航拍需求,運用不同類型UAS辦理航拍及影像處理作業。
  2. 測試整合後UAS及光達設備,進行航拍作業與光達資料地物萃取及三維建模應用研究。
  3. 協助其他政府機關辦理特定區域航拍作業。

三、108至111年度多元測繪科技整合應用計畫-發展空中及地面移動測繪技術

(一)本計畫分4年期辦理,主要目標為輔助本中心各項核心圖資更新,協助救災圖資快速提供,同時因應未來室內、外三維地圖之需求,持續發展空中及地面移動測繪技術,整合空中(UAS)與地面(LMS)不同載具蒐集空間資訊,並導入AI與VR或AR等技術,以擴大各項測繪成果之加值應用。

(二)108年度主要工作項目如下:

  1. 建置垂直起降之UAS。
  2. 以本中心UAS產製三維模型試辦作業。
  3. 辦理UAS 蒐集空間資訊應用於局部圖資更新作業與快速提供協助救災圖資。
  4. UAS 與LMS結合規劃。
  5. 辦理UAS操作人員教育訓練及成果展示。
  6. 辦理UAS保養維護。

(三)109年度主要工作項目如下:

  1. 辦理UAS 蒐集空間資訊應用於局部圖資更新作業與快速提供協助救災圖資。
  2. 辦理UAS航拍及產製正射影像及三維模型。
  3. 辦理UAS保養維護。

(四)110年度主要工作項目如下:

  1. 辦理UAS蒐集空間資訊應用於局部圖資更新作業與快速提供協助救災圖資。
  2. 辦理UAS航拍及產製正射影像或三維模型。
  3. 辦理委託研究研擬小像幅像機測製一千分之一地形圖規範。
  4. 辦理自行研究利用三維網格模型繪製一千分之一地形圖之精度評估。
  5. UAS影像應用於地籍測量領域之相關研究。
  6. 辦理UAS保養維護。
  1. 建立高經濟、高效率UAS航拍技術,以填補衛星及傳統有人機航拍之不足,輔助獲取空間資訊,並提高航拍機動性、安全性及降低作業成本,供特定區域國土監測、各類圖資更新及救災應用,進一步確保國土永續發展與民眾生命財產安全。
  2. 發展快速獲取影像資料之UAS,並透過搭載POS系統之直接地理定位方式,以創新技術與作業流程快速製作災區三維空間資訊,支援防救災緊急應變作業。
  3. 定期或不定期執行UAS航拍任務,產製相關空間資訊,供製圖或其他各領域應用。
  4. 發展低成本航拍作業方式,達到航拍作業經濟效率目標。
  5. 運用無人飛行載具技術進行局部區域圖資更新作業,提升圖資更新效率。
  6. 協助其他政府機關辦理特定區域航拍作業,推廣無人飛行載具技術獲取空間資訊,進行國土監測、環境與氣象監控、防救災搜救應變、公路工程防救災等等各項應用。

本中心於100年度完成建置搭載數位相機、GNSS及慣性量測元件(Inertial Measurement Unit, IMU)之UAS,並建立UAS航拍作業及影像處理標準作業流程。101年度完成面積合計11,376公頃之航拍任務與影像處理及相關研究測試作業,含協助行政院農委會農糧署、經濟部水利署、臺南市政府地政局、高雄市政府地政局等機關辦理特定區域航拍作業,並製作正射影像成果提供相關單位參考使用;部分成果用於局部區域圖資更新及校正場航拍研究測試。另於101年6月15日接受緊急災害應變的任務,快速完成南投縣和社溪堰塞湖航拍作業,並立即製作快速拼接影像成果,提供中央災害應變中心作災情研判的參考。

102年度完成面積合計4,996公頃之航拍任務與影像處理作業,含協助行政院環境保護署、內政部營建署、臺南市政府地政局、交通部公路總局等機關辦理特定區域航拍作業;部分成果更新局部區域臺灣通用電子地圖,基本圖圖資。102年5月10日亦前進花蓮縣台8線181.4K崩塌地,協助交通部公路總局取得該地區崩塌現況,並製作動態環景拼接影像提供該局參考。

103年度完成面積合計14,528公頃之航拍與影像處理作業,含協助內政部營建署城鄉發展分署、太魯閣國家公園管理處、臺南市政府地政局等機關辦理特定區域航拍作業。另本中心UAS團隊亦分別於103年7月25及8月1日協助國家災害防救科技中心取得花蓮縣萬榮鄉土石流及高雄市前鎮區氣爆災點現況航拍影像,並製作快速拼接正射影像提供中央災害應變中心災情研判參考。

104年度完成面積合計6,450公頃之航拍與影像處理作業,含協助臺南市政府地政局辦理特定區域航拍作業。

105年度本中心UAS團隊分別於2月6日及2月19日協助國家災害防救科技中心取得臺南地震災點(臺南市關廟區與臺南市崑大路自來水明管、日新堤防、維冠大樓及京城大樓)現況航拍影像並製作快速拼接正射影像提供參考。另105年度完成面積合計7,060公頃之航拍與影像處理作業含協助陽明山國家公園管理處與桃園市政府環保局及臺中市政府地政局辦理特定區域航拍作業。

106年度完成面積合計8,320公頃之航拍與影像處理作業,含協助陽明山國家公園管理處、玉山國家公園管理處、桃園市政府環保局及行政院農業委員會林業試驗所辦理特定區域航拍作業。

107年度本中心UAS團隊於2月9日協助國家災害防救科技中心取得花蓮地震災點(米崙斷層)航拍影像並製作幾何糾正鑲嵌影像與雲門翠堤及統帥大飯店三維模型提供參考。107年度完成面積合計8,450公頃(製作正射影像應用於局部圖資更新及協助機關航拍為7,500公頃)之航拍作業,含協助陽明山國家公園管理處、內政部營建署城鄉發展分署、新竹市地政事務所及臺中市政府都市發展局辦理特定區域航拍作業。

108年度完成面積合計6,590公頃(協助機關航拍為3,140公頃)之航拍作業,含協助陽明山國家公園管理處及內政部營建署城鄉發展分署辦理特定區域航拍作業。

109年度完成面積合計6,144公頃(協助機關航拍為4,140公頃)之航拍作業,含協助陽明山國家公園管理處及行政院農業委員會林務局花蓮林區管理處辦理特定區域航拍作業。

102至109年度UAS航拍產製之正射影像成果(如表2),已更新本中心國土測繪圖資服務雲之臺灣通用電子地圖正射影像,並提供各界依國土測繪成果資料收費標準規定辦理圖資申購,歡迎各界人士多加利用。(正射影像查詢與申購請參考本中心國土測繪圖資e商城)

表1 各年度航拍面積彙整表(單位:公頃)
年度 局部圖資更新 協助機關航拍 緊急災害應變 研究測試 小計
101年 600 8,666 210 1,900 11,376
102年 3,133 1,300 3 560 4,996
103年 6,549 7,309 110 560 14,528
104年 6,250 100 0 100 6,450
105年 5,200 1,860 0 0 7,060
106年 6,445 1,875 0 0 8,320
107年 1,238 6,262 690 260 8,450
108年 3,450 3,140 0 0 6,590
109年 1,114 4,140 0 890 6,144
合計 33,979 34,652 1,013 4,270 73,914
表2 102至109各年度航拍區正射影像成果清單下載
年度 航拍區正射影像清單 檔案類型
102年 102年度UAS航拍區域正射成果表 PDF
103年 103年度UAS航拍區域正射成果表 PDF
104年 104年度UAS航拍區域正射成果表 PDF
105年 105年度UAS航拍區域正射成果表 PDF
106年 106年度UAS航拍區域正射成果表 PDF
107年 107年度UAS航拍區域正射成果表 PDF
108年 108年度UAS航拍區域正射成果表 PDF
109年 109年度UAS航拍區域正射成果表 PDF