內政部國土測繪中心 103.8.14 地形及海洋測量課
簡報大綱 UAS 發展計畫 UAS 簡介 UAS 作業流程 成果展示 結論及未來展望 2
UAS 發展計畫 (100~103 年 ) 測繪科技發展後續計畫 之 發展無人飛行載具航拍技術作業執行計畫 (100~103 年 ) 建置 UAS 建置 UAS 影像處理系統 研訂 UAS 航拍與影像處理標準作業流程 局部區域測繪圖資更新 防救災應變支援 特定區域國土監測之應用 計畫藍圖 年度 預算金額 ( 元 ) 100 360 萬 101 435 萬 102 424 萬 5,640 103 390 萬 合計 1,609 萬 5,640 3
無人飛行載具系統 (UAS) 特點 在測繪領域, 運用 UAS 機動與可低空雲下航拍獲取高解析度影像特性辦理特定區域航拍作業, 並達成局部區域測繪圖資更新 協助防救災決策支援 特定區域國土監測等三大主要應用目標 安全性相對較高 多元化功能 UAS 機動性高 效率高 天候限制較小 建置成本低 4
測繪作業流程圖 目前本中心海域 ( 潮間帶資料 海域基本圖陸域部分 ) 或陸域 ( 基本圖 通用版電子地圖 國土利用調查成果 ) 測繪圖資, 均以影像為基礎, 進行測繪作業 UAS 航拍 5
無人飛行載具系統 (UAS) UAS( 國土測繪 1 號 ) 組成 : 定翼型無人飛行載具 (UAV) 地面控制系統 (GCS) 微波追蹤天線 遙控器等 UAS UAV 影像處理系統 UAV 控制指令 UAV 狀態 地面控制系統 (GCS) 6
無人飛行載具系統 UAS 續 定翼型UAV基本規格 國土測繪1號 7 載具翼展 3.3 m 載具重量 25 Kg 空速 100 Km/hr 續航力 2.5 hr 酬載重量 5 kg 升限 3600m
無人飛行載具系統 (UAS)( 續 ) 載具寬度 82 公分升限 300 公尺 載具重量 3.5 公斤載具飛行距離 1000 公尺 多旋翼型 UAS 酬載重量 續航力 1.0 公斤 15 分鐘 酬載搭配 Canon-5DM2 Canon-550D SONY-DV 8 單旋翼型 UAS 載具長度 130 公分升限 1000 公尺 載具重量 5 公斤載具飛行距離 5000 公尺 酬載重量 續航力 3 公斤 30 分鐘 酬載搭配 Canon 5D II DSLR Canon 550D DSLR SONY DV
無人飛行載具系統 (UAS)( 續 ) 定翼型 UAV 主要酬載設備 3 62C.C. 航空汽油引擎 2 飛行控制電腦衛星定位系統 1 高頻無線通訊系統無線影像傳送系統 4 GNSS IMU 5 2000 萬畫素數位相機 9
無人飛行載具系統 (UAS)( 續 ) 數位單眼相機 鏡頭焦距 :20mm 24mm 或 50mm 感測器大小 :5616 X 3744 pixel( 約 2100 萬像素 ) 相機類型 GSD(cm) 焦距 (mm) 航高 (m) 像幅大小 (m) 5D Mark2 25 24 930 1404 X 936 5D Mark2 5 20 156 280 X 187 10
無人飛行載具系統 UAS 6/6 地面控制系統 GCS 即時傳輸影像 UAV監控畫面 11
UAS 航拍作業流程 國土測繪法規定 民航局最新航空公報 AIC 04/2012 規定 除經主管機關准許外, 禁止於危險區 限航區 密集區域 油庫 變電所 發電廠 港口 主要道路 鐵道沿線 開闊地人口聚集處或其他法定禁止飛越地區等上空作業 12
UAS影像處理作業流程 產製快速拼接影像 環景影像 利用軟體之影像自動匹配技術將 多張影像拼接成單張影像 產製正射影像 向量地形圖 空中三角測量解算攝影站位置與 姿態 X Y Z ω ψ κ 計算數值地形模型 將影像進行 正射糾正 快速拼接影像 13 正射影像 環景影像
100~101 年 UAS 專案成果 需求機關 ( 單位 ) 面積 ( 公頃 ) 編號航拍區域用途備註 建置定翼型 UAS 1 苗栗縣卓蘭鎮監測經濟部水利署 693 2 完成辦理臺東縣太麻里 20 區總面積合計約監測 18400 工務組公頃以上之 651 UAS 航拍彰化二水 溪洲 經濟部水利署 3與影像處理作業 監測 4062 雲林荊桐等水文組彰化二水 溪洲 行政院農委會 4 支援南投縣和社溪堰塞湖緊急航拍任務監測 ; 300 雲林西螺等農糧署協助拍攝高雄市茂林區之潛勢災害區 臺南市政府 5 臺南市關廟砲校開發監測 1440 地政局高雄市政府 6 協助經濟部水利署 行政院農委會農糧署 台南市政高雄市仁武區開發監測 900 地政局 7 府地政局 高雄市政府地政局等機關辦理南投縣和社溪緊急災害應變需求國家災害防救科技中心 300UAS 航拍並 8 製作正射影像成果 花蓮縣壽豐鄉局部圖資更新國土測繪中心 300 9 花蓮縣壽豐局部圖資更新國土測繪中心 300 10 完成 UAS 南投南崗工業區及影像處理軟硬體升級 相機成像品質檢定國土測繪中心 350 11 苗栗縣後龍海岸線最低潮位線國土測繪中心 300 完成 UAS 影像處理軟體整合 12 嘉義縣朴子東石局部圖資更新國土測繪中心 450 13 桃園機場捷運 A7 站週邊土地土地開發監測國土測繪中心 620 14 台中市黎明重劃區 局部圖資更新 國土測繪中心 300 15 高雄市茂林區 監測 國土測繪中心 500 14
102 年 UAS 專案成果 編號需求機關面積 完成辦理航拍區域 10 區總面積合計約用途 4800 公頃以上之 UAS 航拍與備註 ( 單位 ) ( 公頃 ) 影像處理作業 行政院 1. 屏東縣里港鄉監測 300 環保署 協助交通部公路總局拍攝花蓮台 8 線 181.4k 處崩塌地 2. 臺南市七股區台 61 線監測交通部公路總局 2200 協助行政院環境保護署 內政部營建署 臺南市政府研究 3. 南投縣南投市 NLSC 560 測試地政局 交通部公路總局等機關辦理特定區域 UAS 航 4. 桃園縣龜山鄉土地開發監測內政部 620 拍並製作正射影像成果 嘉義縣阿里山鄉區域圖資更新 NLSC 0.8 5. 完成 UAS 嘉義縣番路鄉影像處理軟硬體升級 區域圖資更新 NLSC 9.2 臺東縣大武鄉區域圖資更新 NLSC 2.2 6. UAS 直接地理定位試驗成果 屏東縣滿州鄉區域圖資更新 NLSC 0.8 7. 臺南市七股區監測內政部營建署 300 8. 彰化縣伸港鄉監測 行政院環保署 700 9. 臺南市安南區監測臺南市地政局 300 10. 花蓮縣台 8 線 181.4k 緊急應變交通部公路總局 3 15
成果展示-國土開發監測應用 1/2 協助機關航拍-國土開發監測應用 桃園機場捷運A7站週邊土地開發案(101年) 後期影像 建物拆除後 16 建物拆除前 前期影像
成果展示 - 國土開發監測應用 (2/2) 協助機關航拍 - 國土開發監測應用 102 年 UAS 航拍影像 17
成果展示 - 局部區域圖資更新 (1/3) 莫拉克風災重建區 - 嘉義縣樂野楓紅社區 101.12.1 完工 UAS 航高 130 公尺,GSD 約 4 公分 99 UAS 年基本圖正射影像影像套疊 鑲嵌及色調均化後正射影像更新後正射影像 + 向量圖 18
成果展示 - 局部區域圖資更新 (2/3) 莫拉克風災重建區 - 臺東大武 屏東九棚 UAS 航高 230 公尺,GSD 約 6 公分 99 年災區基本圖正射影像更新後 UAS 影像 + 向量圖 99 災區基本圖正射影像更新後正射影像 + 向量圖 19
成果展示 - 局部區域圖資更新 (3/3) 彰化福興 ( 台 61 線 ) 20
成果展示 - 緊急災害應變空拍 南投縣和社溪堰塞湖 (101 年 6 月 15 日 ) 21
成果展示 - 緊急災害應變空拍 花蓮台 8 線 181.4k 崩塌地 102 年 5 月 6 日中橫公路白沙橋附近發生崩塌, 交通部公路總局為了解上方邊坡崩塌狀況, 於 5 月 8 日委託本中心辦理崩塌路段航拍作業 本中心 UAS 團隊於 5 月 10 日上午抵達現場進行航拍, 並於當日立即將影像成果提供公路總局參考, 完成政府機關間橫向聯繫之航拍任務 NLSC NLSC 電子地圖標註崩塌地 e-map 標示位置 22 環景拼接影像
成果展示 - 緊急災害應變空拍 花蓮萬榮鄉馬遠村土石流 (103 年 7 月 23 日 ) 災點位置 23
成果展示 - 緊急災害應變空拍 花蓮萬榮鄉馬遠村土石流 (103 年 7 月 23 日 ) 災點空中側拍及現場影像 ( 拍攝時間 :103 年 7 月 25 日 ) 24
成果展示 - 緊急災害應變空拍 花蓮萬榮鄉馬遠村土石流災點 前後期影像比對 99 年通用版電子地圖正射影像 103 年 UAS 正射影像 25
成果展示-緊急災害應變空拍 高雄前鎮區氣爆災點 103年7月31日 重要災點區域範圍 黃框中紅線處 26
成果展示 - 緊急災害應變空拍 高雄前鎮區氣爆災點 (103 年 7 月 31 日 ) 空中側拍影像 ( 拍攝時間 103 年 8 月 1 日 ) 27
成果展示 - 緊急災害應變空拍 高雄前鎮區氣爆災點 快速拼接正射影像 GSD=6 公分 28
成果展示 - 緊急災害應變空拍 高雄前鎮區氣爆災點 前後期影像比對 102 千分之一正射影像 103UAS 正射影像 29
結論 100~101 年度完成辦理 20 區總面積合計約 18400 公頃以上之 UAS 航拍作業, 其中 1 區支援南投縣和社溪堰塞湖緊急航拍任務 另協助經濟部水利署 行政院農委會農糧署 台南市政府地政局 高雄市政府地政局等機關辦理 UAS 航拍並製作正射影像成果 1. 102 年度總計完成 10 區面積合計 4800 公頃以上航拍任務工作, 其中 1 區配合交通部公路總局拍攝花蓮台 8 線 181.4K 崩塌地 另辦理嘉義縣阿里山鄉與番路鄉 臺東縣大武 屏東縣九棚等莫拉克風災重建區基本圖局部區域圖資更新 其餘區域配合相關政府單位辦理特定區域國土開發監測作業 2. 直接地理定位試驗結果其成果精度約在 15 公尺左右, 未來可望應用於防救災緊急應變作業, 在無地面控制點情況下, 快速產製災區具坐標資訊之影像成果 未來期望直接地理定位成果精度可提升到 5 公尺以內, 以利提升防救災緊急應變作業效益 30
未來展望 精進防救災緊急應用 UAS 影像處理作業, 提供災害初期量化地理資訊, 供決策者即時研判災情與規劃救援行動 精進 UAS 直接地理定位技術, 減少控制點布設與提升影像處理效率, 增進防救災或局部圖資修測效益 持續協助其他機關辦理特定區域 UAS 航拍作業 持續配合本中心業務, 如通用版電子地圖 基本地形圖等圖資, 針對地形地物變異大地區, 進行局部圖資修測更新作業, 以加速空間圖資更新速度 104-107 年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 發展多元化載具技術, 因應不同需求運用不同 UAS 辦理航拍作業 搭配多元化感測器酬載設備, 如高光譜儀 多相機組合雲台等, 進一步提升 UAS 應用範圍 31
未來展望 災點快速 3 維模型 32
33 感謝您的聆聽 Thank you
103 年 8 14 1 2 http://maps.nlsc.gov.tw 利 路 數 都 都 歷 年 利 里 流 流 路里 3 4
不 離 5 6 例 7 8
行 WMTS WMS 年 6 6,000 ( ) Windows Server Tomcat 來 ArcGIS 9