航空測量與遙感測量學考古題｜歷屆國考試題彙整

試說明如何透過常見之可見光至近紅外光（Visible and Near Infrared, VNIR）衛星遙測影像，用以監測山區內新生崩塌地及堰塞湖之可行方法。 （25 分）

已知地面上A、B 兩點之高程分別為hA=100 m 及hB=10 m，且兩點於 一航高1500 m 之垂直攝影航空像片（相機焦距為152.4 mm）上量測到 其像點a、b 之像片坐標分別為（-42.35 mm, -38.26 mm）、（50.63 mm, 53.87 mm），試計算A、B 兩點平面坐標及水平距離。（25 分）

試說明遙測影像中輻射解析度（radiometric resolution）與光譜解析度 （spectral resolution）之差異，並舉例說明其在地物分類上之重要性。 （25 分）

試說明空載光達（Airborne LiDAR）之原理、施測流程、資料處理及常 見用途。（25 分）

土地表面自然地貌起伏的模型，亦即不含地表植被及人工構造物的裸露 地表（bare earth），稱為「數值高程模型（Digital Elevation Model, DEM）」。 請說明針對空載光達（LiDAR）測量產製的數值高程模型之最終產品 DEM 進行精度檢驗的具體做法。（25 分）

使用點密度高達2 點/m2 以上的原始點雲產製高精度高解析度的1 m 網 格之數值覆蓋面模型（Digital Surface Model, DSM），再使用此DSM 及 地面像素解析度（GSD）小於或等於10 cm 的空拍影像及其方位元素來 產製「真實正射影像（true ortho image）」。請說明使用前述真實正射影像 來描繪製作1/1000 地形圖會遭遇的問題。（25 分）

都市計畫數值地形測量產製的都市計畫地形圖套合數值航測地形圖的 時候，兩者的控制點有良好的套合，但是卻常發現兩者的建物圖無法有 良好的套合，請說明其原因。（25 分）

成像雷達系統（imaging radar systems）總是朝向雷達天線載具（例如： 衛星或飛機）的飛行方向之側邊（左或右側邊）來發射雷達波和接收雷 達回波，故稱為「側視成像雷達（side looking imaging radar）系統」。請 說明成像雷達系統採取側視取像之原因。（25 分）

綠蔽率（內政部營建署定義為：某基地範圍內所覆蓋綠色植被的面積比） 常被作為開發基地建設竣工時需要綠化程度之指標，試提出一個應 用遙測影像進行某基地綠蔽率偵測之方法、處理過程與所需之資料。 （25 分）

試繪圖說明側視空載雷達（Side-Looking Airborne Radar; SLAR）影像之 空間解像力（Spatial Resolutions）。（25 分）

已知一平坦地面上A、B 二點之水平距離為1598.0 ± 0.2 m，於垂直攝影 航空像片（相機焦距為150.2 mm）上量測得到其像點a、b 之像片座標 分別為（-12.5 mm, 70.4 mm）、（88.0 mm, -92.5 mm），若量測像片座標計 算像片距離之標準誤差為± 0.5 mm，試求此航空像片之有效飛航高度H' 及其誤差σH'。（25 分）

試繪圖並說明像幅式航空攝影形成核平面（Epipolar Plane，或簡稱核面） 之攝影現象、幾何條件及數學公式。（25 分）

像幅式相機（Frame Camera）與雷達（RADAR）之影像均受到地表高程 變化之影響，產生不同於正射投影的幾何差異，稱為高差位移（Relief Displacement）。請分別繪圖並配合文字說明像幅式相機與雷達之影像的 高差位移。（25 分）

「正射影像」（Ortho Image）是將幾何特性為中心投影的影像，經由校 正，成為接近地圖的產品。請以文字配合圖形，說明正射化的原理與過 程。此外，「真實正射影像」（True Ortho Image）是另一項產品，與「正 射影像」產品有那些差異？「真實正射影像」的製作過程有那一些挑戰 與困難點？（25 分）

「同步定位與地圖構建」（Simultaneous localization and mapping, SLAM） 技術，當下廣泛地應用於自駕車與無人飛行系統，可以同時達到定位和 地圖構建的目的。請說明此一技術，包含其核心問題、內涵、解決方案。 （25 分）

直方圖均衡化（Histogram Equalization）是影像增顯時的一種基本方法。 請繪圖並配合文字說明此一影像處理方法、演算流程，並探討其優缺 點。（25 分）

試述，若以藍、綠、紅及近紅外（Near Infrared）等四波段之航拍影像進 行森林開發監測時，請提出可行之監測方法。若缺少近紅外波段時又該 如何因應。（25 分）

請分別說明正射投影（Orthographic Projection）與透視投影（Perspective Projection）之意義與差異。（25 分）

請以三種立體觀察（Stereoscopic Viewing）之設備為例，說明觀察之方 法並比較其優缺點。（25 分）

試述航測製圖中，獲取內方位（Interior Orientation）與外方位（Exterior Orientation）之目的，並分別詳述獲取的方法。（25 分）

二維投影轉換（2D Projective Transformation）亦稱八參數轉換，請回答下列問題： 說明其適用之時機。（10 分） 列出所需之數學公式。（10 分）

試說明用於一千分之ㄧ數值地形圖測製作業的航空數位攝影機檢定報告應包含那些 項目？今欲以野外率定場執行航空數位攝影機檢定，請說明檢定方式。（20 分）

就空中三角測量回答下列問題： 說明其目的。（6 分） 條列式扼述其內容。（6 分） 列出必要的數學式。（8 分）

航空攝影測量執行一千分之ㄧ數值地形圖測製時，空中三角測量的方法有那三類？ 控制點該如何布設？而影像匹配自動化量測連結點的可靠度指標包含那些？如何計 算？（20 分）

就基線航高比（Base-to-Height Ratio），回答下列問題： 繪圖並說明其意義。（6 分） 列出影響基線航高比之因子。（6 分） 說明該比值對航測成果精度之影響。（8 分）

試列出航空攝影測量前方交會觀測方程式，並從精度與可靠度觀點說明前方交會的 品質。（20 分）

福爾摩沙衛星二號（簡稱福衛二號）之影像在森林區常以綠色呈現，然而另一些福 衛二號影像則以紅色呈現森林區。請就此相同地表物但兩種不同顏色呈現的方式， 探討其光譜處理之差異。（20 分）

最常用以評估遙測影像分類成果的表達方式為誤差矩陣（error matrix），試說明由誤 差矩陣可以得到那些分類評估指標？試以下表n 種地物分類所得之誤差矩陣列出計 算式說明之。表中Ai 表第i 地物類別、Xij 為分類結果所填入之整數值。（20 分） 類別 地真資料 A1 A2 …… An 分類結果 A1 X11 X12 … X1n A2 X21 X22 … X2n … … … … … An Xn1 Xn2 … Xnn

福爾摩沙衛星二號之全色態影像解析度為2 m，多光譜為8 m。請提出一個融合此二 種影像以產生解析度為2 m 彩色影像之程序。（20 分）

試說明目前空載光達點雲產製原理及點雲點位坐標解算之誤差來源。（20 分）

請分別說明等角點（Isocenter）與像底點（Nadir Point）之幾何意義，並輔以圖形證 明該二點分別無傾斜移位（Tilt Displacement）與高差移位（Relief Displacement）。 （20 分）

請分別說明縱視差與橫視差之意義，並探討二者在航測立體定位之角色。（20 分）

量測共軛像點（Conjugate Image Points）是空中三角測量之重要工作之一。請提出一 個自動化量測共軛像點之方法，並列出處理及品檢程序。（20 分）

就某空照立體像對其中一張影像上之一像點擬建構共軛核線，請提出處理之程序， 並列出所需之數學式。（20 分）

某遙測系統具有近紅外、紅、綠及藍等四個探測波段，現擬使用該系統探測所得之 影像進行目標區「植生」與「裸露土」之判別。茲請挑選其中最重要的兩個波段， 並探討選擇該二波段之理由。（20 分）

試述基線航高比（B/H）對立體測圖之影響；通常採取何種方式，使衛載感測器之 取像，可求得較佳的基線航高比？（20 分）

採用數值表面模型或數值地形模型，對測製正射影像之成品有何差異？試述原因。 （20 分）

以波譜區間與波段個數，比較說明多光譜感測（Multispectral Sensing）與高光譜感 測（Hyperspectral Sensing）之差異。（20 分）

請就下列二類感測器，各舉一例說明：（每小題10 分，共20 分） 主動式，日間、夜間皆可蒐集影像。 被動式，日間、夜間皆可蒐集影像。

福衛二號衛星每日經過臺灣上空若干次？福衛二號衛星感測器有那些波段？空間解 析度各如何？（20 分）

試繪簡圖並說明如何計算航空框幅相機（Aerial frame camera）及空載數位線列式掃描 儀（Airborne digital linear array scanner）之視場角（Angular field of view）。（20 分）

在利用攝影測量製圖的工作中，首先必須選用適當的相機進行攝影的工作，請比較 現代的數位相機與傳統底片式相機的差異對航拍計畫擬定的影響。（20 分）

試繪簡圖並說明以直接地理定位（Direct geo-referencing）技術進行數位線列式掃描 儀（Digital linear array scanner）影像正射改正之原理，列出像空間與物空間之幾何 關係式，並說明所需之輔助資料。（20 分）

製圖應用的航空攝影必須採取一定比例的前後與側向重疊方式拍攝，請說明相片重 疊度的大小與製圖精度的關係。（20 分）

試說明電磁輻射與地表特徵物之交互作用。（20 分）

有某一自然災害的受災區域，範圍約1 km×1 km，擬使用低空無人載具（UAV）搭 配消費型數位相機進行攝影測量的調查與正射影像製圖的工作，請依選用的相機規 格（內方位參數）及製圖比例尺，擬定具體的航拍計畫。（20 分）

請列出數學式說明如何計算一個由多光譜影像之正規化植生差異指數（Normalized Difference Vegetation Index；NDVI），並說明其被普遍應用於自影像中區分植生區、 崩塌裸露地、地形陰影區之學理依據與數據之意義。（20 分）

影像匹配（Digital Image Matching）是數值攝影測量的核心技術，請說明影像匹配 的目的、使用的時機、影像匹配的方法與優缺點。（20 分）

請繪簡圖並說明應用直方圖匹配（Histogram matching）於涵蓋相同地區多時期影像 相對輻射調整之原理。（20 分）

在遙感探測技術中，遙測的方法可分成被動式（Passive）遙測與主動式（Active） 遙測，請說明這二種方式在使用的感測器（Sensor）特性、工作的原理及方法的優 缺點。（20 分）

何謂直接地理定位（Direct Geo-referencing）之航空攝影測量系統？（20 分）

試述利用數值影像產生正射影像（Digital Orthophoto）的方法與程序。（20 分）

試推導共線方程式（Collinearity Equations），符號自訂並說明其意義。（20 分）

試敘述影像分類中的像元式（Pixel-based）與物件導向式（Object-oriented）的分類 原理並比較其優缺點。（20 分）

以航空攝影立體像對進行物空間三維定位時，常採用光束法（Bundle Adjustment） 以及相對方位與絕對方位法之組合，試敘述這兩種方法的作業程序及其優缺點。 （20 分）

請說明於使用量測型像幅式航空照相機所拍攝像片經過掃瞄之數位影像上，進行特 徵點影像坐標（Image coordinates）量測以求取其像片坐標（Photo coordinates）之 方法及誤差來源。（20 分）

何謂空中前方交會法（Space Intersection）？請說明其已知值、未知數、觀測量及所 使用之方程式。（20 分）

請說明選用數位式衛星遙測影像時，需考慮那些與感測器系統有關之解析力 （Resolution）因素。（20 分）

請說明利用監督法進行多光譜掃瞄數值影像地表覆蓋光譜分類之作業程序與方法。 （20 分）

何謂直接地理定位（Direct Georeferencing）？請說明其應用於數位航空照相系統之 感測器組成要件及定位計算原理。 （20 分）

98年特種考試地方政府公務人員考試試題代號： 34270 276LL5LL4LL3ox2ox1oxxaxaZZxaYYxaXXxaxaxaoxoxox++=+=+=+=+=+=κκφφωω一、利用線陣列感測器（linear array sensor）求解空中三角測量，若採用下列公式，說明這些式子中各項文字與符號的意義，並說明第六式與其他五式主要不同處及其原因。（20 分） 二、利用數值影像匹配（digital image matching）技術，辨認數值立體像對中之相似影像特徵（characteristics）時，有那些自動化、可加速作業之策略？任舉四項不同者，扼要說明之。（20 分） 三、產製數值正射影像必備之資料有那些？此外，一般有正投影（forward projection）與逆投影（backward projection）兩種正射糾正方式，說明並比較這二種方式之作業原理。（20 分） 四、像幅式攝影機（frame camera）拍攝與橫軌掃瞄（across-track scanning）兩種方式所得影像上出現之高差位移（relief displacement）有何異同？繪圖說明。（20 分） 五、任舉一種全色態加強（pan-sharpening）遙測影像之處理方式，說明其目的與作業程序。（20 分）

請列出航空攝影機之內方位參數，並說明這些參數在航測定位中之用途。（20 分）

就受颱風襲後之災區，請提出一個使用遙測影像以進行崩塌地偵測之計畫，並提出 所需之資料及分析之方法。（20 分）

就數位式航空影像之正射校正提出所需之資料，應用之數學公式，資料處理 之程序。（20 分）

說明航空攝影時決定“基線航高比＂之因素有那些？並探討該比值之大小對航測定 位之影響。（20 分）

請提出光達（Lidar）定位之原理，並舉例說明其點雲之用途。（20 分）

請說明在何種情況下利用立體像對可以測定地表物體之絕對位置？（20 分）

請說明數值地形模型（digital terrain model）與數值地表模型（digital surface model） 之區別及其用途為何？（20 分）

在攝影測量的領域中，請說明何謂共線條件及共面條件，並說明其分別應用於何處？ （20 分）

請說明利用衛星定位系統（GPS）及慣性導航設備（IMU）對於航測作業能提供那 些用途？（20 分）

欲用遙測之技術進行廢棄物違法棄置及垃圾掩埋場容積之監控，請提出你的作業計 畫。（20 分）

遙測（remote sensing）常使用那些類型的特徵（features）來進行遙測影像分類？ 請列舉四種不同類型的特徵並簡述它們的定義。（8 分） 請具體說明一般的遙測影像分類之資料處理步驟。（12 分）

請說明數位式感測器成像之原理。（20 分）

對某地形平坦區，使用數位照相機進行空中攝影。現擬將所攝之影像進行幾何校正。 假設高差移位小至可忽略，回答下列各題： 此影像幾何校正尚需其它何種資料。（5 分） 請提出校正時所採用之數學式。（10 分） 請條列校正之操作程序。（5 分）

何謂「監督式分類法（supervised classification）」？（4 分） 何謂「非監督式分類法（unsupervised classification）」？（4 分） 如何評估它們的分類精度？請詳細說明具體的評估步驟。（12 分）

說明影響立體觀察之因素。（20 分）

參考下圖，A 為福爾摩沙衛星二號之位置，以垂直紙面方向飛行而來。B 為衛星之 底點，AB 航高為890 km，現以30°之滾動角（Roll，即θ=30°），傾斜拍攝點C 周 圍。回答下列各題： 於C 處，衛星A 之仰角為若干？（假設地球為理想球其半徑為6370 km） （10 分） 若該衛星垂直拍攝之解析度（每像元之地面涵蓋）為2 m，則C 處之解析度為若 干？（10 分）

在航空攝影測量中，使用光束法區域平差（bundle block adjustment）來進行空中 三角測量之計算，其中，待求解的未知數包括那些？（8 分） 給定一份空中三角測量計算成果報表，如何判定它是一份正確的合格成果？請說 明具體的檢查項目和檢查方法。（12 分）

針對解析法之空中後方交會法，請說明其： 未知數。（5 分） 觀測量。（5 分） 所使用之方程式。（5 分） 求解之程序與必要條件。（5 分）

使用空照立體像對進行物空間之三維定位可採空間後方交會及空間前方交會，或 相對方位及絕對方位。請比較此二法之優劣。（20 分）

如果兩張空照立體對影像（stereo pair）的前後重疊率（end lap percentage）增大， 則同名點對應的兩條攝影光線交會求定的物點坐標精度會變差；請繪圖說明其原 因。（10 分） 一般而言，使用空照立體對影像來重建立體模型並量測物點的三維坐標，其平面 精度會優於高程精度；請繪圖說明其原因。（10 分）

請繪圖並說明單幅航空照相機垂直攝影影像、空載三線式掃瞄儀影像及空載側視雷 達影像中高差移位之幾何特性。（20 分）

使用ㄧ部具藍，綠，紅及近紅外四波段之數位航空照相機拍照以偵測森林被砍伐之 範圍。請從光譜特性分析：使用那兩個波段最有效？並據以提出偵測之方法。 （20 分）

如何評估航測精度？請詳細說明具體的評估方法和步驟。（20 分）

何謂分類誤差矩陣？（10 分）並請說明可由其推導出之影像分類精度評估指標。 （10 分）

核軸（Epipolar Axis），核面（Epipolar Plane），及核線（Epipolar Line）是核幾何 （Epipolar Geometry）之三個主要元素。回答下列相關各題： 繪圖並說明此三元素之意義。（5 分） 探討核幾何於數位化航空測量之應用。（5 分） 若已知方位參數，就重疊區之一像點，提供建構共軛核線之計算程序。（10 分）

於地表物判釋之遙測應用中，常使用近紅外線（NIR）波段之影像。請分析此波段 有利地表物判釋之理由。（20 分）

參考下圖，已知某數位空照立體對之內方位參數及Von Gruber 共軛像點，即點1～ 點6 於左右兩像之像坐標。現針對左像上之任一點P，可依其像坐標建立其於右像 上之核線。請列出求取該核線方程式之必要過程及使用之數學式。（20 分）

航測計算中，外方位參數是重要的資料。請列出外方位參數求取之可能方法並分別 說明其處理之程序。（20 分）

控制點資料庫在航 / 遙測數位影像之幾何校正中有重要的應用。請詳細描述此資料庫 中應有的內容。（20 分）

使用數位影像立體對進行物空間三維定位，請分別探討基線航高比（Base-to-Height Ratio）對立體定位精度及影像匹配品質之影響。（20 分）

目前使用資源衛星拍攝立體像對，均需採傾斜觀測，但空照影像則無此需求。請探 討二者差異之理由。（20 分）

請就一個1/1,000 比例尺航測地形圖之測繪專案提出工作計畫，並述明品質控管之 檢核程序。（20 分）

全球定位系統於航空測量中有何用途？詳細探討之。（20 分）

請分別說明正射投影（Orthographic Projection）與透視投影（Perspective Projection） 之意義，並舉例說明在何種情況下兩個映射系統之對應關係具有相同之幾何性質。 （20 分）

使用影像掃描儀（Scanner）將類比之空照像片掃描成數位影像後需將影像坐標系 （line, sample）轉換為以像主點為原點之像坐標系（x, y）。請提出一個轉換所需之 操作程序及使用之數學式。（20 分） 。 3 。 1 。 5 × P 。 4 。 2 。