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研究生： 陳建維
Chien-wei Chen
論文名稱： 實境城市-3D雷射掃描建構台北市公館商圈多目標使用點雲模型
City of Reality- The Construction of Taipei Gongguan business district multipleobjective point cloud models
指導教授： 施乃中
Naai-Jung Shih
口試委員: 林慶元
Ching-Yuan Lin
鄭政利
C.L. Cheng
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 設計學院 - 建築系
Department of Architecture
論文出版年： 2014
畢業學年度： 102
語文別： 中文
論文頁數： 182
中文關鍵詞： 3D雷射掃描 、公館商圈 、數位城市 、三維城市建模 、建築資訊模型（BIM）
外文關鍵詞： 3D scan, Gongguan business district, digital city, 3D City Modelling, Building information modeling(BIM)
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    • 本研究使用3D雷射掃描於都市三維數據記錄，並建立基礎數位資料於建築及都市相關領域使用並進行後續數據開發。
    研究以台北市公館商圈為對象，運用長距離雷射掃描器記錄都市的三維數據，掃描範圍面積約0.37平方公里。基於公館商圈三維數據，進行多用途開發，將點雲資料與各式資料做結合，並且測試各式資料與點雲數據的相容性，提供給未來相關開發人員有效建議，並逐步建立完整的城市三維數據庫。

    The research uses 3D laser scanner to record the 3D (Three-Dimensional) urban data and build basic digital data in the field of architecture and urban to perform follow-up data development.
    The research take Gongguan business district in Taipei as an object, recording urban 3D data by long-range laser scanner, scanning an area of approximately 0.37 square kilometers. Based on the 3D data of Gongguan business district,, performing multipurpose development. Combining point cloud data with varied information and testing their compatibility to provide related staffs with effective suggestions and to build complete urban 3D data database step by step.

    摘要 I ABSTRACT III 誌謝 V 目錄 VII 圖目錄 XI 表目錄 XIX 第1章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 1 1.3 研究範圍 1 1.4 研究內容 2 1.5 研究架構 3 第2章 文獻回顧 4 2.1 雷射掃描技術 4 2.1.1 雷射掃描原理 5 2.1.2 系統規格 5 2.1.3 應用範圍 7 2.1.4 未來重點發展的動態掃描技術 8 2.2 3D雷射掃描案例 10 2.2.1 建築掃描案例 10 2.2.2 交通運輸掃描案例 13 2.3 體感偵測3D掃描技術 14 2.3.1 市面機型 15 2.3.2 體感偵測3D掃描原理 16 2.4 體感偵測3D掃描案例 19 2.4.1 Faro SCENECT 20 2.4.2 ManCTL Skanect 20 2.4.3 3D3 Solutions KSCAN3D 21 2.4.4 Kinect Fusion 22 2.5 海/巨量資料(Big Data) 22 2.6 海量資料使用案例 24 2.6.1 西班牙的智慧城市Santander 24 第3章 都市現況掃描操作 26 3.1 掃描範圍 26 3.2 使用設備介紹 27 3.2.1 3D雷射掃瞄器 27 3.2.2 輔助設備 28 3.3 掃描處理程序 28 3.4 掃描計畫 30 3.4.1 初期掃描計畫 31 3.4.2 修正後的掃描計畫 32 3.4.3 掃描作業時間 38 3.4.4 掃描過程的環境限制 39 3.5 點雲資料處理 43 3.5.1 點雲拼接 43 3.5.2 數據分析 46 3.5.3 公館地區介面關係 53 3.6掃描成果 59 第4章 公館商圈點雲模擬應用系統 62 4.1 點雲資料概述 62 4.1.1 現今點雲資料的相容性 63 4.2 資料處理工具 64 4.3 空間資料庫建立 65 4.4 點雲模型於衛星導航 66 4.4.1 多視角導航 68 4.5 模擬點雲資料模擬於都市空間環境分析 70 4.5.1 點雲在新聞事件視覺化表現 70 4.5.2 都市圖資系統建構 75 第5章 點雲資料對比分析 79 5.1 公館歷史 79 5.2 公館商圈在城市中定位 82 5.2.1 日間人口密度分佈 82 5.2.2 城市消費力(CCP) 84 5.2.3 城市人均消費力（PCP） 86 5.2.4 常駐人口 86 5.3 地理空間變化演進 88 5.3.1 日據時期1/3000測量原圖 88 5.3.2 民國34年公館地區航照圖 91 5.3.3 民國47年公館地區地形圖 92 5.3.4 民國58年公館地區地形圖 95 5.3.5 民國69年地形圖 99 5.3.6 民國62年航照 102 第6章 公館商圈點雲模型實際應用 105 6.1 城市點雲於防災應用 105 6.2 水災模擬應用 108 6.3 自力掃描建構三維地圖 111 6.3.1 室內地圖 112 6.3.2 室外地圖 113 6.3.3 多種方式自力掃描 116 6.4 違建記錄 117 6.5 商圈天際線 119 6.6 公館商圈點雲模型展示網頁 123 6.7 從掃描到BIM 128 6.7.1 建築資訊模型（BIM） LOD層級概念 129 6.7.2 城市的LOD概念 131 6.7.3 點雲實踐於LOD 132 6.7.4 點雲的雲端作業 139 6.8 點雲與多邊形協同作業-整合平台 141 6.8.1 Sketch Up平台 142 6.8.2 InfraWorks 2014平台 144 第7章 結論與建議 147 7.1 結論 147 7.2 研究限制 150 7.3 後續研究與建議 151 參考文獻 153 附錄一 156 附錄二 159 附錄三 167 附錄三 172 附錄四 173 附錄四 175 附錄五 181 附錄六 182

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