110 專技高考高等考試 測量技師 航空測量學 考古題詳解

核心觀念

本題比較在立體模型上測繪地形圖時，兩種觀測方式如何確定地面點的位置：

• 單眼單片觀測：每次只用一眼觀察一張像片，左右眼分別把左右像片上的半測標對準同名像點，再依像片座標量測位置。
• 雙眼立體觀測：左右眼同時觀察左右像片，利用雙眼視差形成的立體模型辨認地物，再在立體模型上直接描繪或量測地形。

立體像對中，同一地物在左右像片上的像點位置不同，稱為視差。像點的左右視差與地物高程相關；立體觀測利用這種視差，使觀測者看見具有深度感的立體模型。單眼單片觀測則主要依賴逐眼對點與像片量測，深度感與立體地形判讀能力較弱。

題目沒有要求援引特定法條，也沒有數值計算；作答重點是比較觀測方式的作業流程、判讀能力、精度與效率。

解題方法

比較時可從「如何對點、如何判讀高程、作業速度、誤差來源、適用情況」五方面說明。

甲的流程是左右眼分別觀察、分別移動半測標，直到左右半測標各自對準目標點。這種作法的關鍵是逐片定位，觀測者需要反覆切換眼睛與影像，立體模型中的高低起伏不能像雙眼觀測般直接呈現。

乙同時以雙眼觀察立體像對，在立體感中辨認地物與地形，並將測標置於目標點所在的立體位置。熟練者能連續追蹤地形表面，較自然地描繪等高線與地物線。

兩種方法的異同與優缺點

相同處

1. 目的相同：都是在立體模型上確定地物點的位置，供地形圖測繪使用。
2. 都需要辨認目標點：地物點須在像片上具有可辨識的同名像點；影像模糊、遮蔽或辨識錯誤，兩種方法都會受影響。
3. 都受像片品質與模型條件影響：像片解析度、重疊度、定向品質、模型畸變，以及觀測者的熟練度，都會影響測繪成果。
4. 都須完成點位記錄：測繪成果仍須依作業要求記錄或轉繪，觀測方式本身不會取代後續成果整理。

單眼單片觀測

**作業方式：**一次以一眼觀察一張像片，調整半測標使其與目標像點重合；再換另一眼觀察另一張像片，調整另一半測標對準同名像點。完成左右像片各自的對點後，才記錄該點。

優點：

• 作法直觀，容易理解與操作，適合初學者練習認識像點及測標對準。
• 不要求觀測者先建立穩定的雙眼立體視覺；立體融合能力不足時，也能逐張像片完成對點。
• 可分別檢查左右像片上的像點，對於需要核對單張影像位置的工作有一定便利性。

缺點：

• 效率較低：每點都要分別操作左右半測標，並在兩眼、兩張像片間切換，點數增加時作業時間明顯增加。
• 立體判讀能力不足：單眼觀看時，地形高低與地物的立體形態不易直接辨認，判讀坡折、溝谷、稜線及等高線位置較不自然。
• 對點一致性較難維持：兩眼分開操作，左右半測標的定位可能不一致；

核心觀念

飛機在曝光期間前進，地面物點相對相機便向後移動；透過中心投影，地面物點的相對位移會縮小為像平面上的位移。因此像點移動方向與飛機飛行方向相反，移動量為

其中 $f$ 為焦距、$H$ 為相機至地面的垂直距離、$V$ 為飛行速度、$t$ 為曝光時間。題目給定的 $HAGL$ 即相機離地高度，故 $H=3500\ \mathrm{m}$。

解題方法與方向推導

設飛機沿地面 $+X$ 方向飛行，地面物點固定。曝光開始時，相機位於 $C_1$；曝光結束時，相機前進至 $C_2$。以相機為參考，固定物點相對相機向 $-X$ 方向移動。中心投影會使像點在影像上向相反方向呈現，也就是相對飛機的飛行方向向後移動。

地面（俯視）：
固定物點 P ● C₁ ● ─────────→ C₂ ●
 飛機飛行方向

影像（以飛行方向作為畫面方向參照）：
飛行方向 ─────────→
像點移動 ←─────────

由相似三角形，像點位移與地面物點相對相機位移的比例為 $f/H$：

這裡的方向敘述是以影像上可見的物點移動方向而言，故像點與飛機飛行方向相反。

計算

先將飛行速度換成每秒公尺：

核心觀念

本題考查航空攝影測量地形圖從立體測繪、外業調繪到圖面編輯的實務品質控制。作業錯誤可概分為：

• 系統誤差：具有固定方向或規律，常由儀器、控制資料或作業方法造成。
• 偶然誤差：受觀測、判讀與操作差異影響，方向與大小不固定。
• 粗差：誤讀、漏測、輸入錯誤或作業疏失造成的明顯錯誤。

地形圖須符合位置、高程、形狀及圖式表達等要求。立體測繪的核心，是利用重疊像片的視差觀察地物的三維位置；調繪用以查明影像上不易辨認或被遮蔽的地物，編輯則負責整合與檢核成果。

解題方法

依「立體測繪 → 調繪 → 編輯」逐階段列出常見錯誤，再說明錯誤表徵及其成因。回答時要把「錯在哪裡」和「為何發生」配對，並涵蓋平面位置、高程、地物判讀及圖面整理，才能完整呈現實務作業流程。

視差與高程的關係可用下式說明：在近似垂直攝影、地形起伏不大的條件下，像片上高程差造成的視差差約為

其中 $B$ 為攝影基線、$f$ 為焦距、$H$ 為攝影高度、$\Delta h$ 為地面高程差。視差量測或立體觀測出錯，會直接影響高程測定。

各作業階段常見錯誤及原因

一、立體測繪

二、調繪

核心觀念

DEM 是以離散高程值表示地表起伏的數值模型。檢查成果時，不能只看高程精度，還要確認資料是否完整、地形表現是否合理，以及檔案規格與基準是否正確。航空攝影測量的 DEM 常以規則網格儲存，因此檢核可分為三部分：資料規格、地形品質、幾何精度。

本題未指定特定測製規範或精度等級；實際允收標準應依委託規格與測製作業規定辦理，不能以單一精度數值適用所有 DEM。

解題方法與檢查項目

一、資料範圍與格式

• **檢查內容：**確認 DEM 涵蓋範圍完整，沒有漏測區、空洞或不合理的 NoData；檢查網格間距、列數與欄數、起始座標、坐標系統、高程基準、單位及檔案格式是否符合規格。
• **檢查方法：**以 GIS 或 DEM 檢視軟體載入成果，套疊測區界線及影像；核對檔案中網格資訊、範圍和基準設定，並抽查邊界與接縫。

網格間距決定 DEM 的取樣密度；若成果範圍、網格定位或高程基準錯誤，即使格網內高程看似平順，仍不算合格。

二、地形表現與資料完整性

• **檢查內容：**確認成果表示的是規格要求的地表類型。例如要求裸地地形的 DEM，植被、建物等非地面物不應被誤當成地面；檢查山脊、谷線、陡坎、河岸及人工地形等重要地形特徵是否遺漏或錯置。
• **檢查方法：**以高程彩色分級、陰影地形圖、等高線及剖面圖檢視；套疊原始航照、立體模型或其他參考資料，比對局部地形。沿河道、道路、坡折及測區接邊處特別檢查是否出現突跳、空洞、條帶或不連續。

陰影圖與剖面可協助辨識尖峰、凹洞、條帶及不自然的平坦區；等高線則可顯示地形形態是否合理。這些視覺檢查能找出異常，但不能取代獨立檢核點的精度評估。

三、高程精度

核心觀念

熱紅外線影像記錄地表物體所放射的熱輻射。物質判識的核心，是利用不同物質在熱紅外波段的光譜放射率差異，以及因熱性質不同而產生的溫度變化差異。

理想黑體的光譜輻射亮度由普朗克定律描述：

實際地表的輻射亮度可近似表示為：

其中，$\varepsilon_{\lambda}$ 為物質在波長 $\lambda$ 的光譜放射率，$T$ 為地表溫度。感測器接收的能量同時受到大氣吸收與放射、地表反射周遭輻射等因素影響；因此，影像判讀時須配合大氣與放射率校正，並考慮物體溫度，而不能把亮暗差異直接視為物質差異。

另一項重要性質是熱慣量。熱慣量常寫為：

其中 $k$ 為熱傳導率、$\rho$ 為密度、$c$ 為比熱。熱慣量較大的物質升溫、降溫較慢；熱慣量較小的物質則容易隨日照快速改變溫度。

解題方法：如何由熱紅外線影像判識物質

可從「放射率」與「熱反應」兩個面向切入，並將影像資訊與已知資料比對。

1. 比較光譜放射率特徵 若使用多波段或高光譜熱紅外感測器，可比較不同波段的輻射亮度或反演放射率曲線。岩石、土壤、植被、水體及人造材料，因組成與表面性質不同，在熱紅外波段呈現不同的放射率特徵，可據以分類。