集水區植生復育演變分析
一、關鍵挑戰Challenge
人員於現場調查取樣,可直接瞭解現地區域植生復育與生態等狀況,雖使調查訊息能達至微觀尺度,惟其調查範圍受限於人力,時間、交通等因素,無法達致通盤瞭解植生復育全貌。然隨著遙測技術日新月異,針對大區域調查及監測之空間上精度已有顯著提昇,利用衛星影像能夠定時、定域觀察地表特性,資料具時間與空間連續性與保存性,多波段影像資訊提供不同於可見光之分析指標,如分辨植生、裸露地、水體、土地利用以及災害變異等,其分析趨勢蔚為風潮。透過蒐集及建置各衛星影像進行植生覆蓋率評估,以掌握與探討裸露地復育狀況,瞭解整體植生復育覆蓋變化,供以評估保育治理成效。常藉由常態化差異植生指標(NDVI),進行地表植生覆蓋分析,並配合植生覆蓋率之計算,藉此評估集水區植生復育情形。 下圖為衛星影像及利用NDVI植生覆蓋分類成果圖;上圖為福衛二號衛星影像,下圖為NDVI分類結果,圖中之NDVI值越亮為植生率越高,反之則越低。
(a) 衛星影像 | (b) NDVI值 |
▲福衛二號衛星影像及NDVI計算分類結果
二、流程Process
植生復育評估流程,共計四大步驟,含資料蒐集、NDVI計畫、門檻值設定、植生覆蓋計算,其中門檻值設定,以五千分之一圖幅含蓋集水區範圍內,並於每幅設置1km×1km標準樣區,藉由以上樣區訓諫所獲得門檻值,加總計算其平均值,與蒐集航照影像交叉比對;若與航照影像明顯不符時,則重新設定,直至確定其分類正確度達至九成以上。。
▲集水區植生復育流程圖
▲集水區植生覆蓋樣區分布圖 (以石門水庫集水區為例)
1、石門水庫集水區案例
(a)整治前之境內植生覆蓋率評估比較 |
(b)整治後(第一階段)之境內植生覆蓋率評估比較 |
(c)整治後(第二階段)之境內植生覆蓋率評估比較 |
▲石門水庫集水區整治後之境內18子集水區植生覆蓋率評估比較圖
2、崩塌治理區
▲植生復育時空演變圖-以砂崙仔集水區崩塌地為例
四、與其他核心技術關連性
1. DE0101遙測影像分析與判釋技術
2. DE0103治山防災構造物調查及防砂效益評估
五、 重要發表文獻
- 林伯勳,許振崑,冀樹勇 (2011) “集水區土壤厚度經驗式應用分析”,中興季刊,第111期,第35至45頁。
- 林伯勳、梁惠儀、蕭震洋、冀樹勇、王晉倫、鍾啟榮、邱世宜 (2011) 石門水庫集水區土砂監測與治理成效評估,地工技術,第129期,第109-114頁。
- 陳俊愷 (2011),應用高解析遙測影像於集水區綠覆率分析,2011台灣地理資訊學會年會暨學術研討會。
- 陳俊愷、林伯勳、柯傑夫、鍾啟榮、邱世宜 (2011),利用衛星影像計算植生覆蓋率評估石門水庫上游集水區崩塌復育成效,2011年中華水土保持學會年會及學術研討會。
- 梁惠儀,林伯勳,許振崑,王晉倫,鐘啟榮,邱世宜 (2010) “應用NDVI探討石門水庫集水區植生復育成效”,2010第三水保技術研討會,明道大學,彰化,12月,第67頁至72頁。
- Lin, Bor-Shiun, Wai-Yi Leung, Shu-Yeong Chi and Wen-Chun Lo (2011) “Applying GIS and Remote Sensing to Simply Estimate Landslide Volume of Typhoon Events in a Watershed”, 2011 International Conference on Earth Sciences and Engineering, FSNC 2011, Vol. 2, Hong Kong, China, February, 20-21, pp. 136-139. (EI 收錄).
- 何幸娟,林伯勳,柯傑夫,鐘啟榮,邱世宜 (2011) “石門水庫集水區崩塌與保育治理關聯性分析”,100年中華水土保持學會年會及學術研討會摘要集,中興大學水土保持學系,12月,第Ⅱ-44頁。
- 梁惠儀,林伯勳,冀樹勇,王晉倫,鐘啟榮,邱世宜(2012) “石門水庫集水區土砂監測計畫及追蹤保育治理成效”,中華民國地球物理學會與中華民國地質學會101年年會暨學術研討會論文集,中央大學,桃園,五月,2-2F-NH1-72。
- Lin, Bor-Shiun, Chen-Kun Hsu, Chun-Kai Chen, Jeff Keck, Chin-Tung Cheng (2012), “Using Multi-Scale Monitoring Technology to Evaluate Remediation Efficiency in Shih-Men Reservoir Watershed”, Proceedings of The International Conference on Earth Observations and Societal Impacts (ICEO-SI), National Taiwan University, Taipei, Taiwan, pp. 34, June 25-27.
- Chen, Chun-Kai, Cheng-Yang Hsiao, Bor-Shiun Lin, Chin-Tung Cheng (2012), “Utilizing Multi-scale Remote Sensing Technology for Evaluating Sediment Disaster in the Catchment Area” 2012 International Conference on Earth Science and Remote Sensing (ESRS 2012), Hong Kong, September 4-5. (EI 收錄)
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- Lin, Bor-Shiun, Ho, Hsing-Chuan, Hsiao, Cheng-Yang, Jeff Keck, Chen , Chun-Kai and Shu-Yeong Chi (2013), “Using Multi-scale Sediment Monitoring Techniques to Evaluate Remediation Effectiveness of the Tsengwen Reservoir Watershed after Sediment Disasters Induced by Typhoon Morakot”, Proceedings of the 18th International Conference for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering in Paris, France, September 2-5, pp. 571-574.