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研究生: 莊央婌
Chuang, Yang-Shu
論文名稱: 應用類神經網路深度學習建立臺北市TWD97與TWD97[2020]坐標轉換模型之研究
Application of a Deep Learning-Based Artificial Neural Network Model for the Coordinate Transformation between TWD97 and TWD97[2020] in Taipei City
指導教授: 甯方璽
Ning, Fang-Shih
口試委員: 黃金聰
Hwang, Jin-Tsong
詹進發
Jan, Jihn-Fa
甯方璽
Ning, Fang-Shih
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 社會科學學院 - 地政學系碩士在職專班
The Master Program of Land Economics
論文出版年: 2026
畢業學年度: 114
語文別: 中文
論文頁數: 61
中文關鍵詞: 坐標轉換TWD97[2020]類神經網路地籍測量
外文關鍵詞: Coordinate Transformation, TWD97[2020], Artificial Neural Network, Cadastral Surveying
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  • 臺灣位處板塊交界帶,地殼活動頻繁,長期累積之地殼形變使既有坐標系統逐漸產生偏移,為維持國土空間資料一致性與測量精度,內政部已公告更新TWD97[2020]坐標系統。本研究以臺北市加密控制點為研究對象,探討應用類神經網路建立TWD97與TWD97[2020]坐標系統轉換模型之可行性。
    本研究採用臺北市政府地政局土地開發總隊於民國111至113年間辦理之154筆加密控制點檢測成果坐標作為模型訓練與驗證資料。建置以倒傳遞演算法為基礎之類神經網路模型,並與傳統四參數轉換、六參數轉換及六參數結合最小二乘配置法進行比較分析。考量兩坐標系統差異屬公分等級之微小位移,本研究以學習坐標差量(ΔE、ΔN)建置模型,並透過資料中心化與標準化處理,以提升模型訓練穩定性與收斂效率。
    研究成果顯示,類神經網路模型之轉換均方根誤差(RMSE)達公分以下水準(0.72公分),最大位置較差未超過1.55公分。其坐標轉換精度與穩定性整體優於四參數與六參數轉換模型,並與六參數結合最小二乘配置法之成果相當。本研究所得轉換成果已符合現行地籍測量實施規則所規範之精度。整體而言,本研究之特色在於以類神經網路完成公分級差異之高精度坐標轉換,為既有多以公尺級差異為研究對象之坐標轉換文獻提供補充,可作為未來坐標基準更新之技術參考。


    Taiwan, located in an active tectonic region, experiences long-term crustal deformation that necessitates updates to coordinate reference systems. To ensure spatial data accuracy, the Ministry of the Interior has announced the TWD97[2020] coordinate system. This study investigates the feasibility of applying artificial neural networks (ANN) for high-precision coordinate transformation between TWD97 and TWD97[2020] using densified control points in Taipei City.
    Measurement results from 154 densified control points surveyed by the Land Development Agency of the Taipei City Government between 2022 and 2024 were used as training and validation data. A back-propagation neural network (BPNN) model was developed and benchmarked against traditional four-parameter, six-parameter transformations, and six-parameter transformation with least-squares collocation (LSC). Targeting centimeter-level displacements (ΔE, ΔN), the model incorporated data centralization and standardization for training stability.
    The results show that the ANN model achieved an RMSE of 0.72 cm with a maximum positional error below 1.55 cm, demonstrating accuracy superior to the four-parameter and six-parameter models and comparable to the six-parameter model with LSC. The results satisfy practical accuracy requirements for cadastral surveying and demonstrate the applicability of ANN to high-precision coordinate transformation involving centimeter-level differences.

    第一章 緒論 1
    第一節 研究背景與動機 1
    第二節 研究目的 4
    第三節 研究架構與流程 5
    第二章 文獻回顧 7
    第一節 臺北市坐標系統 7
    第二節 坐標轉換 13
    第三節 類神經網路 16
    第四節 類神經網路應用於坐標轉換 26
    第三章 研究方法 31
    第一節 研究範圍及資料 32
    第二節 建立類神經網路模型 34
    第三節 傳統參數轉換驗證比較 42
    第四章 研究成果與分析 44
    第一節 模型建置、訓練及成果驗證 44
    第二節 傳統參數轉換成果 47
    第三節 成果比較分析 51
    第五章 結論與建議 54
    第一節 結論 54
    第二節 建議 56
    參考文獻 58

    中文參考文獻
    王奕鈞,2006,「神經網路應用於地籍坐標轉換之研究」,國立政治大學地政學系碩士論文:臺北。
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    賴清陽,2009,「應用倒傳遞神經網路於平面坐標轉換之研究-以臺中市西屯區龍門段為例」,國立中興大學土木工程學系研究所碩士論文:臺中。
    蘇昭安,2003,「應用倒傳遞類神經網路在颱風波浪預報之研究」,國立臺灣大學工程科學與海洋工程學系碩士論文:臺北。
    蕭哲瑋,2021,「一個有效的全域及區域搜尋經驗為基礎的最佳化器用於神經網路訓練」,國立中山大學資訊工程學系研究所碩士論文:高雄。

    英文參考文獻
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    網頁參考文獻
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    臺北地政e博館,2025,坐標系統演進,https://emuseum.land.gov.taipei/Item/DetailDiscover/%E5%9D%90%E6%A8%99%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E6%BC%94%E9%80%B2?businessType=%E5%88%B6%E5%BA%A6&discoverType=%E6%B8%AC%E7%B9%AA,取用日期:2025年11月21日。

    無法下載圖示 全文公開日期 2027/02/12
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