近年来,台湾地区常发生大规模之复合型灾害,台风挟带着豪雨,往往造成淹水、土石流、水利设施损毁与堤防溃决等不容忽视的严重灾情,每每造成人民生命财产损害。为了避免灾害重演,降低灾损,必需强化防救灾能力,并积极倡导民众防救灾意识,方能达成。

然而,传统防救灾方法大多藉由专家学者,运用仅有之平面图像或卫星航照图资进行分析研判。在面临到类似莫拉克台风这样大规模的灾害所导致的大范围的惨重灾情,在专家及工程人员有限人力下,往往无法亲自到各个灾害现场,仅凭分辨率与观看范围受限的平面图像进行分析作业,容易遗漏掉一些重要信息,造成无法做到最精确之判断。

有鉴于防救灾信息的多元性,国网中心团队研发自动化全景立体影像生成系统,藉由多重影像处理技术应用于防救灾与勘灾任务,透过立体化的影像与具大范围观看的全景影像所提供多元化之信息,辅助支援水利署与河川局等单位来分析并判读信息,藉由技术与影像质量的提升,势必能更广泛且更精确地应用在实务作业上。同时,建置防救灾多重影像资料储存系统,汇整所搜集之多重影像信息,进行大尺度资料之管理与保存,做为珍贵的历史记录。 

国网中心团队所研发之自动化全景立体影像生成系统,不仅可快速产生全景立体影像,同时,可一次将所搜集之不同时间、不同地点、不同灾害现场的大尺度立体影像,透过系统,全部自动化地合成出所有的全景立体影像,有效节省人力资源。自动化全景立体影像生成系统包括5个步骤:

1 资料撷取:利用相机拍摄左右眼之多角度立体影像。

2 资料处理:针对所需处理成全景立体影像之所有不同场景、不同事件之大尺度左右眼影像存放在同一个目录下的不同子目录中,系统会自动针对所有子目录进行全景立体影像生成系统之处理。

3 比对接合:利用影像处理技术将每个目录的左右眼多张影像进行特征信息之比对,寻找出最佳全景效果接合之特征信息,并透过最佳化接合点的功能,提高全景影像合成效果。

4 全景合成:系统针对每个需处理之目录自动化产生各自之左右眼全景影像。

5 全景立体:系统会将所产生之左右眼全景影像自动化合成一全景立体影像。

其全景合成效果以莫拉克风灾、旗山溪堤防重建做为范例: 


 

图1、莫拉克风灾期间受灾地区之全景影像:藉由全景影像所提供之大范围场景,专家学者可清楚了解到现地之整体受灾情况,再辅以局部立体影像所提供之高解析与深度信息,可针对特定重要地点进行更精细分析,做出更准确之研判。 

 
 

图2、旗山溪堤防重建后之全景影像:此为莫拉克风灾后旗山溪堤防完成重建之全景影像,由大范围之全景影像,可让专家学者对重建成果一目了然

 

 

图3、旗山溪堤防之全景立体影像:以红蓝立体模式呈现,立体影像可在立体设施上进行展示,同时呈现立体影像之深度信息与全景影像之大尺度信息。 

为了让使用者更方便观看全景影像与立体影像,本团队亦开发一专用展示界面,如图4所示。 

 
 

 

图4、双园大桥重建之全景影像展示界面:界面下方为全景影像,界面左上方为全景影像中局部精细之影像,界面右上角提供使用者选择不同地点事件之全景影像。 

目前此系统已被水利署采用,我们期望透过自动化全景立体影像生成系统所产生涵盖大范围场景与精细之全景立体影像,其所呈现出的丰富信息,将有助于水利署与河川局的专家学者在防救灾与勘灾之分析,提升研判之准确性。