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一、計畫緣起

國土測繪作業提供了各項建設所需國土三維空間資訊，為政府各項施政建設的基礎，目前世界各國對國土空間資訊的建立及掌握均極為重視。內政部於93年5月召開「研商本部科技發展推動小組層次提升事宜」會議中，要求擴大內政部各單位科技計畫推動能量。本中心於改制前土地測量局時期即提出多項測繪科技發展項目，經與內政部地政司整合分工後，本中心負責部分以大地測量技術為主之「測繪科技發展計畫」（以下簡稱本計畫），有別於地政司以航遙測技術為主之「高精度及高解析力數值地形模型後續計畫」，本計畫之目的在藉由引進新的測繪科技提升國土測繪的精度與效率，以期成為數位化政府的重要資訊（料）提供者，並擴大提供國土永續規劃管理、防救災、測繪工程、海洋等研究及民生建設應用。

二、規劃構想

本計畫自95年展辦迄今，本中心配合國際現代化測繪科技之潮流與趨勢，已陸續研訂5期工作計畫，其內容規劃重點概述如下：

【一】測繪科技發展計畫（95-99年）
（一）全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System, GNSS）資料聯合處理技術
（二）整合重力、衛星測量及大地起伏模型的臺灣本島與離島地區高程系統連測技術
（三）整合空載光達、單音束水深及動態定位技術的潮間帶基本地形測量技術

【二】測繪科技發展後續計畫（100-103年）
隨著測繪科技蓬勃發展，如高解析力遙感探測、移動式測繪系統…等全球性創新空間測繪技術蓬勃發展，結合臺灣地區綿密高效的網路覆蓋率及資訊軟體資料庫技術成熟，已可發展出與時俱進的現代化測繪科技，故100-103年測繪科技發展後續計畫辦理
（一）重力網及船載重力測量作業
（二）全國性控制點相關應用作業
（三）發展無人飛行載具航拍技術作業
（四）建立航遙測感應器系統校正作業

【三】現代化測繪科技發展計畫（104-107年）
臺灣位處地殼變動及颱風侵襲頻繁地區，因此造成臺灣地區地殼持續變動及部分地區地表滑動，進而影響地面已設置之基本控制點精度，因基本控制點係地籍、地形、工程等各項應用測量作業引測之基礎，攸關民眾財產權益，為確保穩定的測量基準及維持各類基本控制點精度，故104-107年現代化測繪科技發展計畫辦理下列(一)、(二)及(三)項作業，以期解決各項社會民生問題。再者，近年來隨著全球氣候變遷及社會快速發展的影響，複合式災難發生的機率激增，受災程度與社會經濟的損失亦逐年加劇，為協助妥善規劃國土利用，本計畫亦辦理下列(四)、(五)項及新增辦理(六)項作業，以期達到防災、減災目標及協助救災政策推動。
（一）發展現代化基本控制框架作業
（二）發展高程現代化作業
（三）國家控制點成果整合應用作業
（四）發展無人飛行載具系統測繪作業
（五）擴充航遙測感應器系統校正作業
（六）車載移動測繪系統

【四】多元測繪科技發展計畫（108-111年）

（一）精進高程現代化技術發展作業
（二）發展基本控制框架維護作業
（三）精進控制測量技術發展作業
（四）發展空中及地面移動測繪技術
（五）擴建立地面三維雷射掃描儀校正系統

【五】智慧衛星定位及移動測圖科技發展計畫（112-115年）

（一）發展無人行動載具即時動態精密單點定位服務系統
（二）GNSS連續觀測站資料解算及跨領域資料整合應用
（三）特殊地質對基本控制點影響及因應機制
（四）融合多元感測成果精進臺灣高程基準作業
（五）發展三維測圖技術
（六）開發GNSS連續觀測站遠距頻率校正技術

三、計畫內容（詳如各頁籤）

【一】測繪科技發展計畫（95-99年度）
【二】測繪科技發展後續計畫（100-103年度）
【三】現代化測繪科技發展計畫（104-107年度）
【四】多元測繪科技發展計畫（108-111年）
【五】智慧衛星定位及移動測圖科技發展計畫（112-115年）

 

四、未來發展

空間資訊產業為21世紀的三大產業之一，測繪技術的快速發展為此一產業之基石，本計畫將持續發展各項測繪技術，支援國家建構基礎測量基準、整合政府資 源、辦理基礎測繪作業作為國土環境變遷的參考依據。未來將持續提升對環境探測技術之研發，並與內政部其他計畫作整合與關聯，提升對國土空間變遷的認知與建構完整的時變空間資訊。

五、預期效益

一、發展現代化高程，以衛星定位正高測量方式解決傳統直接水準測量作業費時費工之劣勢，提供工程測量精度等級正高成果，提升國內測繪產業技術水準及擴充作業產能。
二、持續精進高精度大地起伏模式，提供線上大地起伏計算服務，維護我國高程基準框架。
三、建立全國衛星連續觀測站共享平台，提供連續衛星觀測資料流通管道，提供後續各項應用測量使用。
四、發展國家坐標系統長期變位模式，解決因板塊變動而衍生控制測量成果具有時效性之限制。
五、建立國家控制點成果整合機制，提供不同機關測設成果資料流通及交換平台。
六、發展三維網形平差計算及精度檢核程式、控制測量作業規劃及成果檢核系統、控制點行動查報及維護APP，提供控制測量相關應用程式，建立標準化作業流程，維持各項成果精度之ㄧ致性。
七、辦理基本控制點及e-GNSS站管理維護，維護國家框架及坐標系統成果，提供後續各項應用測量使用，促進國家經濟建設發展。
八、整合全國性控制點成果資料庫，促進各機關控制測量成果流通，避免重複測設控制點，可快速導入後續資料供應系統，以利資源共享。
九、發展航遙測設備校正制度，使我國校正標準與國際同步，並透過建立校正標準作業程序，方便測繪業辦理校正作業，節省校正作業時程及相關作業費用。
十、建立高經濟、高效率UAS航拍技術，輔助衛星影像及傳統有人機航拍獲取空間資訊，提高航拍機動性、安全性及降低作業成本，提供特定區域國土監測、各類圖資更新及救災應用，以進一步確保國土永續發展與民眾生命財產安全。
十一、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。
十二、發展車載移動測繪系統於災害發生時與UAS相互搭配可快速提供災區空間資訊，提供多元製圖機制，解決災害圖資蒐集效率問題，提供決策者快速掌握分析災害情形。
十三、建立完整的車載移動測繪系統作業流程，以標準化做法協助完成國土利用調查、通用版電子地圖、基本圖修測等局部區域國土測繪圖資更新，以符合空間圖資快速更新需求，提供各項國家建設、民生工程及變形監測所需之基礎資源。

(一) 主要辦理工作

1.全球導航衛星系統資料聯合處理技術發展子計畫(辦理期程：95-97年)
2.臺灣本島與離島地區高程系統連測技術發展子計畫(辦理期程：95-97年)
3.潮間帶基本地形測量技術發展計畫(辦理期程：95-97年)
4.臺灣地區實施海底大地測量可行性先期研究(辦理期程：97-98年)
5.臺灣地區平均海水面監測先期研究規劃(辦理期程：97-98年)
6.潮位站潮位資料標準分析作業模式之先期研究(辦理期程：98-99年)
7.臺灣西部潮位模式建立技術發展(辦理期程：98-99年)
8.合成孔徑雷達干涉技術於測量領域應用先期研究(辦理期程：98-99年)
9.研發廣域差分定位系統作業(辦理期程：98-99年)
10.發展臺灣區域性對流層延遲估算模式先期研究(辦理期程：99年)
11.微波輻射計資料品質校正作業(辦理期程：99年)
12.水深測量技術發展先期研究(辦理期程99)

（二）執行成果與效益

1.全球導航衛星系統資料聯合處理技術作業(辦理期程：95-97年) 
        發展國內自主的基線解算軟體，以落實培養本土技術的發展，主要工作項目在於蒐集分析國內外GNSS發展現況及趨勢、發展GNSS結合雙(多)系統之定位原理、研發GNSS靜態基線解算軟體（含動態精密單點定位〔PPP〕解算功能及GNSS L1動態基線解算功能），並與國外合作進一步評估分析GNSS的定位精度及效益。研究成果顯示，使用GPS/Galileo三頻資料進行追蹤站長基線測量時，每日解之定位精度可比目前GPS雙頻提升約40%左右，對地殼變動監控、坐標系統定義等科學應用有很大的幫助。另使用GPS/Galileo測量型單頻接收儀，搭配e-GPS虛擬參考站資料進行動態定位解算，有效降低硬體成本，並大幅推廣e-GPS定位服務之工程應用層面。

GPS實測與雙系統模擬資料之平均Ratio值變化圖

2.臺灣本島與離島高程連測作業(辦理期程：95-97年) 
        為臺灣本島與各離島之間高程系統之連結，建立一致之高程系統，主要辦理臺灣基隆與澎湖、金門、馬祖、小琉球、蘭嶼、綠島等海域之高密度船載重力測量，以及潮位資料、GPS測量資料，再配合海面地形資料、海水鹽度、溫度、海流、風力等多種資料之組合分析，運用2套以上海洋動力模式及大地測量法計算海面地形差值，進而推求各離島高程差異及精度分析。

3.潮間帶基本地形測量技術作業(辦理期程：95-97年) 
        本作業測繪地區涵蓋桃園老街溪至彰化大肚溪與嘉義北港溪至高雄興達港附近海域，主要應用空載光達測量技術，以其具高度機動特性，在高低潮位出現的瞬間，辦理臺灣西部潮間帶地形測量，完整國土地理資訊。作業時須配合潮汐漲落時間分別以空載光達測繪海岸地區地形圖資外，並以船載單音束水深測量測繪海岸地區水域地形圖資。計完成約660平方公里面積潮間帶地形測量及約599幅1/2500比例尺地形圖資，對於銜接陸海域圖資有重大效益及貢獻，全案於98年6月完成。

4.臺灣地區實施海底大地測量可行性先期研究(辦理期程：97-98年) 
        主要蒐集國外實施現況、目的與效益及規劃國內未來辦理之海域海底地形研析、選址條件、布設地點、可能布設數量，及蒐集其他可能相關資料、評估未來臺灣地區辦理海底大地測量可行性及研發海上中長距離動態定位與海下音波定位成果聯合處理技術，提升發展海底大地測量觀測之能力。

        研究成果顯示，臺灣海峽及北部海域，水深大多淺於200m，且地殼變形速率緩慢(小於3mm/yr)，現階段較不適合實施長期海底大地測量；相對地，東部及西南部海域水深、板塊位移等條件，較適合布設海底控制點。研究規劃結果，臺灣地區約需設置20個海底控制點，至定位精度方面成果顯示18小時長距離動態測試整體精度約20-30公分，未達國外約5公分精度，後續在觀測程序及資料處理方面，仍有極大的改善空間。

海底音波回應器定位結果示意圖

5.臺灣地區平均海水面監測先期研究(辦理期程：97-98年) 
        建置GPS浮標於高雄潮位站觀測海水面變化，評估GPS浮標取代潮位站監測平均海水面之可行性，並配合衛星測高資料，評估GPS浮標資料率定衛星測高資料以監測海水面之可行性。其測試成果及精度與潮位站潮位資料相近（如圖7），顯示GPS浮標可提供另一平均海水面監測方式，且其參考基準與潮位站不同，可避免潮位儀汰換更新時零點位置變動之困擾，有助於提升長期監測精度品質。

擬合GPS浮標與潮位資料	GPS浮標作業情形

6.潮位站潮位資料標準分析作業模式之先期研究(辦理期程：98-99年) 
        利用基隆、高雄、蟳廣嘴、蘇澳、富岡等5站潮位資料的處理經驗與過程，建立制式化、標準化處理潮位資料的作業模式，做為計算平均海水面及建立高程基準之參考。研究結果，最佳計算平均海水面的方法是利用調和分析估計所有的理論潮汐，在其殘差中分析可能的環境影響及暴潮等因素。臺灣地區現今採用之高程系統其平均海水面的計算係採用多變數迴歸法，雖然可同時解算天文潮與環境因素的影響，然而其對天文潮的估計可能不夠精確，故現在仍然無法計算無天文潮及環境影響的平均海水面，因此只能假設這些因素的長期平均值均為零，以最簡單的算術平均值來計算平均海水面，全案於99年6月完成。

基隆潮位站資料分析成果圖

基隆潮位站平均海水面計算成果圖

7.臺灣西部潮位模式建立技術發展(辦理期程：98-99年) 
        臺灣西部海域潮汐主要受太平洋天文潮與受海峽內淺水化效應影響，潮汐變化極大，造成近岸與離岸海域有顯著潮時及潮位的差異。我國海域基本圖測量範圍涵蓋近岸、領海及鄰接區海域，測深資料的潮位修正係引用最鄰近潮位站之潮汐觀測資料辦理，會造成近岸與外海水深測量結果誤差，影響水深測量成果精度。

        本案分析臺灣西部海域近岸及離岸潮汐的差異，建立潮位分區(Tidal　Zone)，並據以建立水深測量修正模式，並以GPS浮標實測方式驗證模式精度，有效提升海域水深測量精度，並提供後續辦理海域測量應用及科學研究分享使用，全案於99年9月完成。

GPS浮標驗證潮位模式作業

臺灣海域潮位分區圖

8.合成孔徑雷達干涉技術於測量領域應用先期研究(辦理期程：98-99年) 
        合成孔徑雷達干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar, 簡稱InSAR)測量技術是結合側視雷達成像與電磁波干涉技術，其作業涵蓋範圍較大，且可獲得高精度之地表變動量的量測結果，本案主要利用InSAR技術進行地表變遷偵測及DTM更新的可行性之研究，以評估作業效益、適用變遷偵測之地形及地貌、INSAR產製DTM可行性作法及更新頻率之探討，並對合成孔徑雷達干涉技術於測繪領域的應用及發展方向進行研析，以做為未來發展方向、災害應變、防救災等應用之依據。

        以衛載SAR影像，搭配InSAR及合成孔徑雷達差分干涉(DInSAR)技術研究結果，在InSAR於DTM產製方面，平坦地區可達公尺級，而在地勢較高之丘陵及山區，成果不佳，需透過永久散射體雷達干涉技術提升精度；在DInSAR於地表變遷偵測方面，由於清境廬山屬山區，因幾何效應及多植被等因素，無法得到較佳之結果，而屬平坦地之921大地震區域，則可獲得與斷層走勢一致之變形，全案於99年8月完成。

921大地震區域之變遷成果與斷層帶套疊

9.研發廣域差分定位系統作業（99年） 
        研發適用於臺灣地區之廣域差分定位系統（Wide Area Differential GNSS，以下簡稱WADGNSS定位系統），並開發使用者端多頻段差分修正訊號接收模組及內建GNSS 衛星定位接收模組之整合式定位系統操作平台，以透過多頻段廣播方式，可快速、安全將即時將差分修正訊息傳送給使用者，提升定位精度。 

        本案研發多功能之使用者GNSS雛型產品，透過產官學合作機制，將整合式即時動態定位系統、技術及相關軟硬體設計概念，提供業界進行2次開發，可帶動引導國內高精度GNSS衛星定位商品及適地性服務（Location Based Service，LBS）等各項與空間資訊相關的基礎建設及民生產業，進入行動e化的多目標使用里程碑。

廣域差分定位系統主控站平台各項監控模組運作及顯示功能

10.發展臺灣區域性對流層延遲估算模式先期研究(辦理期程：99年)

        本研究開發利用精密單點定位方法計算絕對天頂對流層延遲的軟體，及臺灣區域性對流層延遲修正模式，其中所開發的軟體，經與陽明山、北港站水汽輻射計觀測得到之絕對天頂對流層濕延遲比較，所得天頂方向對流層延遲觀測精度約可達到1.5~1.6 公分；而所開發的修正模式，則可供應用於臺灣本島、澎湖、金門、馬祖、綠島以及蘭嶼之GPS衛星定位解算，利用全臺均勻分布的14個檢核點之天頂方向總延遲量、檢核點之e-GPS真實觀測值進行精度比較，其RMS(Root Mean Square)值為±4.77 cm。另外本研究成果應用於導航單點定位，可提升高程方向成果，以玉山北峰(YUSN)、成大測站(CKSV)為例，使用臺灣區域性模式之高程定位誤差平均值，與全球性模式(Modified Hopfield)成果相較，皆降低了約50%如下表。

YUSN與CKSV站使用不同對流層改正模式單點定位成果比較 

 

11.微波輻射計資料品質校正作業(辦理期程：99年) 
        一般來說，GPS定位誤差來源中，大氣水氣含量造成之訊號延遲效應影響甚大，其中GPS訊號傳遞的乾延遲誤差可靠氣象模式進行消除，但濕延遲誤差卻是難以準確的修正。本作業使用內政部2部水氣微波輻射計（WVP-1500），透過量測微波輻射量，精確測定大氣中的水氣含量與分布，進而推估水氣濕延遲量，修正訊號傳遞之濕延遲誤差的最佳異質觀測。微波輻射計推估之濕延遲量或大氣水氣含量，其精確度可達mm等級，能有效的修正GPS濕延遲誤差，提升本中心建置之全國性e-GPS衛星定位基準網之主站定位精度，俾益e-GPS定位技術發揮其最大的效益。

        WVP-1500輻射計為一精密的量測儀器，任何擾動，如搬移或大氣環境隨時間的改變，皆會影響輻射計的精度，未經過校正的輻射計，其觀測資料會有相當大的偏差量，故欲獲得精確資料，需要重新校正。鑑此，為驗證輻射計的資料品質，本中心針對輻射計資料品質校正進行深入的探討，全案於100年5月完成。

水氣微波幅射計於雲林縣北港地政事務所觀測情形

12.水深測量技術發展先期研究(辦理期程：99年) 
        配合海域測量技術之發展，使海域基本圖測量工作順利推動，本中心藉由規劃海洋測繪訊息交流平台、開發最低潮位面計算工具等工作，提供資料分享與流通加值、提升海洋測繪資料使用效率；同時蒐集整合國內外海測相關標準規範與測量技術，研擬海域基本圖測量作業手冊，提供海域基本圖測量工作使用，有效提升海洋測繪成果品質及精度。

研商海域基本圖作業手冊（草案）情形

(一) 主要辦理工作

1.發展高程現代化作業技術可行性先期研究（辦理期程：100年）
2.花東及山區重力測量工作（辦理期程：100-101年）
3.臺灣本島近岸船載重力測量作業（辦理期程：100-102年）
4.發展自主性GNSS基線解算平台（辦理期程：101年）
5.建置現代化 TWD97 國家坐標系統變位模式（辦理期程：102年）
6.e-GPS即時動態定位系統核心軟體現代化更新升級作業（辦理期程：102-103年）
7.發展縣市版加密控制測量應用模組作業（辦理期程：103年）
8.發展無人飛行載具航拍技術作業（辦理期程：100-103年）
9.建立航遙測感應器系統校正作業（辦理期程：100-103年）

(二) 執行成果與效益

1.發展高程現代化作業技術可行性先期研究（辦理期程：100年） 
        本案蒐集國外先進國家做法及發展策略，參照國內現有測繪發展現況及特性，獲致未來國內發展測繪科技重點包含（1）持續維護臺灣地區坐標系統，以確實掌握時變狀態；（2）e-GPS服務網升級為GNSS服務網，以提升定位精度及擴大服務層面；（3）建置政府網際通用地理資訊平台，提供國土規劃及防救災等應用；（4）應用混合型大地起伏模式，進行高程現代化作業，擴大衛星測量作業範疇；（5）發展海洋大地測量，整合陸地測量成果，建立三維空間大地測量資訊，提供國際與國內相關領域應用；（6）建置國家級絕對坐標向量資訊，以維護國家坐標框架基準。

2.花東及山區重力測量工作（辦理期程：100-101年） 
        於100年度辦理臺灣東北部及中央山脈272個點位重力測量工作，並於101年度賡續辦理臺灣東南部、中央山脈及離島等部分地區401個點位重力測量工作。辦理範圍及成果驗收情形如下圖。另為建置完整全國重力測量資料，蒐集內政部及本中心所辦理「93 年度一、二等重力測量工作」、「93 年度離島一等水準點埋設及其水準、衛星定位、重力測量工作」、「95 年度一等水準點上重力測量檢測工作」、「100 年度花東及山區重力測量工作」及「101 年度花東及山區重力測量工作」等工作成果，建立國內完整之重力控制網，陳報內政部於103年3月13日公告102年臺灣地區重力網重力測量成果，供各界應用。

花東及山區重力測量辦理範圍圖及成果驗收情形

 

3.臺灣本島近岸船載重力測量作業（辦理期程：100-102年） 
        賡續第1期計畫之臺灣本島與離島高程連測作業，已完成各離島船載重力測量工作，本作業為彌補臺灣本島近岸海域重力資料之不足，以3個年度辦理臺灣本島近岸船載重力測量，100至102年度分別辦理臺灣西南、西北及東部近岸海域重力及動態衛星定位等資料蒐集，所辦理範圍如下圖。

100至102年度測區航線圖

        內政部及本中心近年來積極推動臺灣地區重力測量工作，克服臺灣特殊之地理環境，辦理陸地重力測量、空載重力測量、船載重力測量，建立完整之重力網，並搭配高精度及高解析度數值地形模型(Digital Terrain Model, DTM)、一等水準點之GPS及水準測量資料修正，完成103年臺灣地區大地起伏模型，以提供各界於橢球高與正高轉換媒介。本成果除了含有內政部及本中心所辦理的工作資料外，亦蒐集我國歷年來各單位所辦理陸測、船載、空載及衛星測高重力資料，精算出大地起伏模型，陳報內政部於103年6月4日公告103年臺灣地區大地起伏模型成果，供各界應用。

4.發展自主性GNSS基線解算平台（辦理期程：101年） 
        本中心各項測繪作業多數需辦理加密控制測量，以往均透過商業軟體進行基線解算，惟該軟體使用上較不便利用。為提升作業效率，整合GNSS基線解算技術，開發中文化基線解算操作平台，藉由動態及靜態解算核心之調整，以達最佳解算模式。

100至102年度測區航線圖

5.建置現代化 TWD97 國家坐標系統變位模式（辦理期程：102年） 
        配合內政部101年3月30日公告一九九七坐標系統2010年成果，辦理臺灣本島具TWD97[2010]坐標成果之基本控制點檢測及管理維護工作。102年度除完成基本控制點1,426點清理及1,396點檢測作業外，並利用歷年的檢測資料，辦理「建置現代化TWD97國家坐標系統變位模式」作業，透過分析板塊運動造成臺灣本島基本控制點位移之影響，建立TWD97坐標系統變位模式雛形。未來將持續辦理基本控制點檢測，並整合國內各機關衛星連續觀測站成果納入計算分析，以建立更完整、細緻之現代化TWD97坐標系統變位模式。

臺灣地區TWD97國家坐標系統變位模式雛形

 

6.e-GPS即時動態定位系統核心軟體現代化更新升級作業（辦理期程：102-103年） 
        為辦理本中心e-GPS即時動態定位系統現代化更新作業，規劃系統軟硬體升級、營運創新及資源整合等事項，將e-GPS系統提升為可同時支援GPS及GLONASS雙星系定位聯合解算之e-GNSS定位系統，提高定位解算效能。於103年9月1日起將系統名稱正式更名為「e-GNSS即時動態定位系統」並於103年9月4日辦理啟用典禮。

e-GNSS即時動態定位系統啟用典禮情形

 

7.發展縣市版加密控制測量應用模組作業（辦理期程：103年） 
        本中心建置之全國衛星追蹤站資料整合系統 (連結)，原本具有整合相關機關GPS連續觀測站資料共享及傳遞、基本資料維護、圖臺查詢及申請下載，於103年度擴增系統功能為「全國衛星追蹤站暨基本控制點成果查詢及管理系統」，納入本中心基本衛星控制點(TWD97、TWD97[2010])、重力點與一等水準點等資料，提供各界進行基本控制點查詢使用。為進一步擴大本系統使用效益，新增縣市版加密控制測量成果查詢及管理功能模組，已提供各直轄市、縣(市)政府廣泛使用，增加了測量人員於外業工作之便利性。

全國衛星追蹤站暨基本控制點成果查詢畫面

 

8.發展無人飛行載具航拍技術作業（辦理期程：100-103年） 
        本案建置定翼型無人飛行載具系統（Unmanned Aircraft System, UAS）並辦理航拍及影像處理作業，運用UAS快速獲取航拍影像特性，提升空間資訊成果產製效能，支援防救災、國土監測、局部區域圖資更新等領域應用。支援救災任務有南投縣和社溪堰塞湖、花蓮縣台8線181.4K崩塌地、花蓮縣萬榮鄉土石流及高雄市前鎮區氣爆災點等多項緊急災害應變任務。

本中心自有定翼型UAS國土測繪1號及飛行監控畫面

 

中央災害應變中心研判高雄氣爆災點及災點現況航拍影像成果

9.建立航遙測感應器系統校正作業（辦理期程：100-103年） 
        航遙測影像資料內含豐富資訊，已廣泛應用於各項測繪工作，可提供國土規劃、土地利用調查、防救災、環境與污染監控等業務使用。本中心於100至103年度發展航測攝影機系統校正技術，藉由建置具公信力之校正場，推動航測攝影機系統校正，確保測繪成果品質。

        100至103年度陸續完成國內外文獻蒐集分析與校正場建置規劃、於南投南崗工業區建置航測攝影機校正場、固定式幾何校正標設置、移動式空間解析力及輻射校正標製作，辦理航攝影像校正測試分析、校正流程設計、校正作業程序研擬、校正流程及作業程序測試與驗證，確保校正方法與結果正確可靠，並著手向全國認證基金會(Taiwan Accreditation Foundation，TAF)提出認證申請前置準備工作，以期未來納入本中心測量儀器校正實驗室，對外提供校正服務。

校正場場址（紅框）與校正標（黑白相間標型）分布及校正場概略位置圖

航測攝影機校正場幾何校正標維護作業情形

【計畫書下載】

        本計畫延續100-103年度測繪科技發展後續計畫成果，積極推動大地測量及航遙測技術，計畫期程為104-107年。

一、主要辦理工作

• (一) 發展現代化基本控制框架作業
• (二) 發展高程現代化作業
• (三) 國家控制點成果整合應用作業
• (四) 擴充航遙測感應器系統校正作業
• (五) 發展無人飛行載具系統(Unmanned Aircraft Systems, UAS)測繪作業
• (六) 發展車載移動測繪系統(Mobile Mapping System, MMS)作業

二、目標、成果及效益

• (一) 發展現代化基本控制框架作業

1.目標

        由於臺灣位於板塊碰撞劇烈地帶，部分地區點位較易產生明顯位移，致套合引用時，無法符合測繪作業之精度要求。為解決是項問題，本中心配合內政部已整合國內包含經濟部水利署、經濟部地質調查所及中研院地球所設置之連續觀測站，建置連續觀測站共享平臺，並辦理平臺維護、臺灣地區大地基準站及一等連續衛星控制點管理維護及汰換設備等工作。

2.成果

(1)104年度完成解算BERNESE及GAMIT資料處理自動化解算模組之技術轉移。

(2)105年度完成解算每日連續追蹤站365站觀測成果及更新現代化TWD97坐標系統變位模式計算軟體。

(3)106年度納入同震位移影響，分析地震影響並納入調整變位模式，強化資料計算自動化處理能力。

(4)107年度完成地震事件之同震位移成果及分析速度場變化納入變位模式之因應，及完成辦理推廣研討等相關活動。

3.效益

(1)辦理基本控制點及e-GNSS站管理維護，維護國家框架及坐標系統成果，提供後續各項應用測量使用，促進國家經濟建設發展。

連續觀測站共享平台所呈現之點位分布，計458點
 

本中心管理及維護之e-GNSS定位基準站(含大地基準站、一等連續衛星控制點)，計59站。

(2)建立全國衛星連續觀測站共享平臺與連續衛星觀測資料流通管道，擴大成果分享與應用層面。

衛星追蹤站分布圖

(3)建置坐標系統變位修正模型，維持基本控制點精度，達成國家坐標系統永續經營的目標。

圖、臺灣地區地表網格水平速度模型

(二) 發展高程現代化作業

1.目標

        為提升國內測量技術，推廣衛星定位測量之應用，降低測量成本，參酌國外測繪新知，整合衛星控制網、高程控制網、重力控制網等三大控制網之各項成果，建立幾何高系統及正高系統之轉換模式，即建立高精度之臺灣地區大地起伏模型，提供各界以衛星測量取代傳統之水準測量作業。

2.成果

(1) 104年度完成正高檢核工作、精進高精度臺灣大地起伏模式工作、開發線上大地起伏計算服務工作、驗證以VBS-RTK方式辦理正高與幾何高轉換精度工作。
(2) 105至106年度完成利用一等水準點6小時GPS觀測資料及e-GNSS基準站GPS觀測資料，並結合水準點正高及內政部重力法大地起伏模型，辦理e-GNSS系統線上即時轉換模式，精進正高轉換精度及辦理完成玉山正高檢測作業。
(3)107年度完成 e-GNSS基準站及一等連續衛星控制點附近設置水準補點正高測量工作，求取穩定垂直方向速度場。

3.效益
       (1)推動高程現代化作業，有助於提供各界高精度幾何高與正高轉換成果，節省人力及經費，大幅降低各項作業成本，提高國家競爭力。

一等水準點正高測量點位分布圖

(2) 完成玉山水準測量、衛星定位測量、重力測量工作及相關測量成果計算處理，以了解臺灣重要地標點之高程變化情形並彰顯在地人文精神。

(三) 國家控制點成果整合應用作業

1.目標

          為精進本中心現有控制點資料庫系統，研議交換資料格式，納入全國測繪業務所建置之加密控制點及應用測量控制點等資料，長期維護管理全國性控制點資料庫，並作為後續應用系統開發之控制點資料來源依據，達到全國控制測量系統整合之目的。

2.成果

(1)104年度完成三維網形平差計算及精度檢核程式、自動化動態定位成果解算程式、控制點行動查報及維護APP。

(2)105年度完成衛星追蹤站共享平臺及e-GNSS即時動態定位系統資庫整合作業，建立單一使用者認證機制。

(3)106年度協助辦理1,421點基本控制點檢測作業及推廣控制測量作業規劃及成果檢核系統。

(4) 107年度完成檢測1,389點，並採用動態後處理及靜態解算方式分析控制點變動情形。

3.效益

(1)辦理國家基本控制點檢測工作，並採用動態後處理及靜態解算方式分析控制點變動情形，作為後續國家基本控制測量框架維護長期規劃之參考。
(2)發展控制測量作業規劃及成果檢核系統提供作業區內最新已知控制點資訊及參考圖資，協助使用者進行新設點位位置規劃，提升各機關單位辦理控制測量作業能力。

(3)開發控制點行動查報及維護APP，提供各機關控制測量作業人員或民眾下載使用，提升控制點或圖資管理維護之即時性。

 (四) 擴充航遙測感應器系統校正作業

1.目標

       為提升航空測量攝影機校正公信力，以100至103年建立之航測攝影機系統校正作業計畫成果為基礎，進一步研究發展中像幅攝影機系統、無人飛行載具小像幅攝影系統及空載光達掃描儀系統進行校正作業。

2.成果

(1) 104年度將「航空測量攝影機」校正項目納入本中心測量儀器校正實驗室，並向全國認證基金會（Taiwan Accreditation Foundation，TAF）申請增項認證，順利通過認證評鑑，成為國內第一家具有「航空測量攝影機」校正項目之認證實驗室。

(2) 105年度完成中像幅航空測量攝影機與空載光達系統校正測試飛行及校正成果分析，確立校正方法，並完成校正作業程序之研擬及修訂。

(3) 106年度將中像幅航空測量攝影機校正範圍納入原航空測量攝影機校正作業程序；同時完成空載光達校正作業程序等相關文件，並納入實驗室服務項目，正式對外試營運。

(4) 107年度完成空載光達、小像幅航拍攝影機等校正項目之建置，正式納入本中心測量儀器校正實驗室，並向全國認證基金會（TAF）申請增項認證且順利通過認證，成為國內第一家同時通過航測攝影機及空載光達校正服務之認證實驗室。

3.效益

 發展航遙測設備校正制度，使我國校正標準與國際同步，並透過建立校正標準作業程序，方便測繪業辦理校正作業，節省校正作業時程及相關作業費用。

航遙測感應器系統校正作業發展流程圖

• (五) 發展無人飛行載具系統(Unmanned Aircraft Systems, UAS)測繪作業

       

1.目標

        為提升圖資更新與防救災圖資提供效率，以100至103年發展無人飛行載具航拍技術作業成果為基礎，賡續規劃發展多元目標UAS載具技術、研究搭載多元化感測器獲取空間資訊。

2.成果

(1) 104年度完成10區(面積6,350公頃)航拍作業及製作正射影像成果，並更新臺灣通用電子地圖局部區域圖資，已建立完整UAS航拍與影像處理及成果供應流程；完成製作臺中國家歌劇院三維模型，發展出利用低成本UAS及多相機組合雲臺設備完成小區域三維建模之技術。

(2) 105年度完成25區(面積7,060公頃)航拍作業及製作正射影像成果，並更新臺灣通用電子地圖局部區域圖資；完成UAS搭載國家實驗研究院儀器科技研究中心之4波段多光譜感測器進行彰化芳苑地區航拍與製作影像成果及產出地物分類結果；結合UAS航拍影像與地面測量車及人工拍攝影像完成臺中歌劇院三維影像建模。

(3) 106年度完成18區(面積8,320公頃)航拍作業及製作正射影像成果，並更新臺灣通用電子地圖局部區域圖資；同時完成UAS搭載多光譜感測器進行新竹縣尖石鄉崩塌區航拍及自動化面積計算，並延續彰化芳苑地區研究最適合且分類精度最佳之地物分類方式。

(4) 107年度計完成14個作業區（面積7,500公頃）航拍作業及製作正射影像成果，並更新臺灣通用電子地圖局部區域圖資；配合中央災害應變中心─空間情報小組任務，航拍花蓮米崙斷層地震災點並快速製作影像及三維模型（統帥飯店及雲門翠堤）提供參考。另完成整合UAS及光達設備並掃瞄測試區中興新村，研究測試以獲取之點雲資料進行道路及建物等地物資料繪製向量圖。

3.效益

建立高經濟、高效率UAS航拍技術，輔助衛星影像及傳統有人機航拍獲取空間資訊，提高航拍機動性、安全性及降低作業成本，提供特定區域國土監測、各類圖資更新及救災應用，以進一步確保國土永續發展與民眾生命財產安全。

 

 

UAS作業流程與應用領域圖

本中心國土測繪1號定翼機外觀圖

(六) 發展車載移動測繪系統(Mobile Mapping System, MMS)作業

1.目標

        為建置本中心自主車載移動測繪系統，輔助辦理各項圖資更新作業，加速空間資料的獲取及分析，使得空間資料的蒐集更有效率，提供空間資料庫系統最新的資訊。

2.成果

(1)104年度完成 MMS結構調整、組裝及測試作業，並開發完成監控軟體，以監控儀器運作情形。

(2)105年度完成利用車載移動測繪系統辦理150公里國土利用調查與臺灣通用電子地圖圖資更新及試辦個人攜行式移動測繪系統等作業，並辦理19處（長度12.7公里）道路新建區域圖資更新作業。

(3)106年度發展(Lidar)移動測繪技術，辦理系統載台整合測試及推車式移動測繪系統開發作業，完成點雲資料處理規劃報告；實際辦理21處(長度55.2公里)道路新建區域圖資更新作業。

(4)107年度購置點雲處理軟體、整合建置車載及推車式光達移動測繪系統(Lidar Mapping System， LMS)，辦理光達技術運用地面測繪之精度評估及光達移動測繪系統試辦等作業；完成指定區域拍攝及製圖作業計3處(長度50公里)，除提供局部圖資更新外，並配合中央災害應變中心空間情報任務小組辦理受災區地面拍攝作業。

本中心車載光達移動測繪系統(LMS)外觀圖

3.效益

發展車載移動測繪系統於災害發生時與UAS相互搭配可快速提供災區空間資訊，提供多元製圖機制，解決災害圖資蒐集效率問題，提供決策者快速掌握分析災害情形。

【計畫書下載】

        本計畫延續104-107年度現代化測繪科技發展計畫成果，積極推動大地測量、移動測繪及測量儀器校正技術，計畫期程為108-111年，主要有5個項目，概述如下：

(一) 發展現代化基本控制框架作業

        由於臺灣位於板塊碰撞劇烈地帶，部分地區點位較易產生明顯位移，致套合引用時，無法符合測繪作業之精度要求，配合內政部已整合國內包含經濟部水利署、經濟部地質調查所及中研院地球所設置之連續觀測站，建置連續觀測站共享平臺，目前正持續辦理平臺維護、臺灣地區大地基準站及一等連續衛星控制點管理維護及汰換設備等工作。

      108年度主要工作成果：

1. 維護本中心設置之衛星追蹤站。
2. 維護衛星追蹤站共享平臺。
3. 解算每日連續追蹤站，完成433站觀測成果。
4. 精進現代化TWD97坐標系統變位模式。

      109年度主要工作成果：

1. 維護本中心設置之衛星追蹤站。
2. 維護衛星追蹤站共享平臺。
3. 解算每日連續追蹤站，完成400站觀測成果。
4. 精進現代化TWD97坐標系統變位模式。

      110年度主要工作成果：

1. 求解連續站每日解算成果及計算位移與速度場。
2. 驗證e-GNSS 系統全星系即時動態定位服務三維轉換精度。

      111年度主要工作重點：

1. 持續解算連續站每日成果，完成連續站400站觀測成果。
2. 提出「臺灣大地基準站近十年時間序列變化」論文1篇。
3. 金門(KMNM)及成大測量(CKSV)連續站納入國際地球參考框架ITRF2020框架成果。

(二) 精進高程現代化技術發展作業

        為提升國內測量技術，推廣衛星定位測量之應用，本中心持續整合衛星控制網、高程控制網、重力控制網等三大控制網之各項成果，建立高精度之臺灣地區大地起伏模型，提供各界以衛星測量取代傳統之水準測量作業，節省人力及經費。

計畫書下載

本計畫延續108-111年度多元測繪科技發展計畫成果，積極推動大地測量、移動測繪及測量儀器校正技術，計畫期程為112-115年，主要有6個項目，概述如下：

(一) 發展無人行動載具即時動態精密單點定位服務系統

      由於衛星定位技術的發展，目前國際間已有提供商業PPP（Precise Point Positioning）定位服務，雖然服務範圍可橫跨全球，但使用者欲獲得坐標成果須以靜態方式耗費較長時間，本中心規劃整合現有國內連續觀測站資源，發展即時動態精密單點定位（Precise Point Positioning-Real Time Kinematic，PPP-RTK）技術，期能提供大量、快速及精準的定位服務。

112年度主要工作成果：

1. 採購即時動態精密單點定位軟體。
2. 持續維護本中心建置之衛星連續觀測站。
3. 介接衛星連續觀測站，即時解算臺灣當地衛星定位誤差參數。

觀測空間表示法(OSR)與狀態空間表示法(SSR)之差異

(二) GNSS連續觀測站資料解算及跨領域資料整合應用

        由於臺灣位於板塊碰撞劇烈地帶，部分地區點位較易產生明顯位移，致套合引用時，無法符合測繪作業之精度要求，本中心規劃辦理國內連續觀測站與ITRF國際參考框架的接軌與分析，建立與其之間的正確轉換函數關係，以獲得臺灣坐標系統於不同框架之間的連繫，並就全球地震循環模式之下，考慮震後變形的影響，可再提升變形模式精度。

112年度主要工作成果：

1. 持續解算完成112年度國內GNSS連續觀測站約400站每日成果。
2. 解算e-GNSS[2023]坐標成果，建立e-GNSS基準站每週國際框架坐標成果。

國際框架成果解算流程圖

(三) 特殊地質對基本控制點影響及因應機制

        臺灣地區受到局部不同地質作業影響，可能造成大地基準各級基本控制點產生不同的變形，在不考慮施測儀器精度的前提下，參考框架與基本控制點本身的穩定性是影響坐標成果精度的兩個主要因素。本中心將選擇數個地質敏感地區辦理基本控制點檢測作業，釐整前述問題，以作為後續辦理基本控制點建置及維護的參考依據。

112年度主要工作成果：

1. 完成小琉球島、漯底山及滾水山等特殊地質區共48點基本控制點監測及地質災害資料蒐集。
2. 分析敏感地質區域內地質災害種類及型態。

小琉球島地表水平速度場(左)及垂直速度場(右)      

(四) 融合多元感測成果精進臺灣高程基準作業

        為提升國內測量技術，推廣衛星定位測量之應用，本中心將利用衛星測高資料及GNSS連續站衛星測量，結合傳統水準測量方式，更能判定大範圍地層或海水面變化，對於潮位站高程變化趨勢能更進一步掌握，了解我國高程系統基準是否穩定。

112年度主要工作成果：

1. 完成基隆潮位站1991-2022年後近30年潮位資料解算。
2. 以長潭里潮位站現有潮位資料評估計算新水準原點K997高程之可行性分析。

(五) 發展三維測圖技術

        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，整合空中無人飛行載具系統（Unmanned Aircraft System, UAS）與移動光達測繪系統（Mobile LiDAR Mapping System ,MLS）不同載具蒐集空間資訊，加速測繪圖資更新速度與強化災害防救監測資料之建立與更新。 

 112年度主要工作成果：

1. 多旋翼機完成陽明山國家公園管理處委託航拍1區、財政部國有財產署委託航拍11區、本中心校正航拍及三維建物向量圖資局部更新3區，合計15區(面積18.75平方公里)航拍作業。
2. 定翼機完成國產署7區及本中心校正航拍1區，合計8區(面積78.48平方公里)航拍作業。
3. MLS辦理電子地圖局部圖資更新、輔助三維道路模型資料建置、並配合內政部高精點雲地圖掃瞄任務辦理國道6號等外業掃描任務，總計掃描距離202公里。
4. 開發採垂直投影及採水平多方向投影方式之2種AI分類器，輔助光達點雲雜訊處理及地形特徵點雲分類。

多旋翼機執行空拍任務(左)、MLS辦理基本圖資局部更新掃瞄作業(右)

(六) 開發GNSS連續觀測站遠距頻率校正技術

        由於GNSS連續觀測站資料的使用，已從學術界逐步深化至業界，如何確保這些資料可靠度，有必要建立一套資料品質監控系統，在觀測資料接收時，針對各GNSS連續觀測站的資料品質進行管制，並藉由遠距頻率校正技術之建立，當儀器發生故障或環境發生變化時，可早期發現問題儘早處理異常狀況，以確保各GNSS連續觀測站所提供資料的可靠性。

112年度主要工作成果：

1. 完成解算13處衛星連續觀測站時間偏差量。
2. 以頻率穩定度與頻率偏移量進行精度驗證影響評估。

衛星雙向傳時系統架構圖