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核心技術名稱:遙測影像處理與分析

 

一、關鍵挑戰Challenge

 

1、災害發生頻率縮短、規模逐漸擴大及防救減災之決策時間急迫:

      自然環境經各種人為破壞及地形營力作用,加上近年來極端氣候影響下,人類主要活動環境已逐漸暴露於不同災害的影響。台灣屬於較嚴重的地區之一,如颱風豪雨、地震、山坡地非法利用、地層下陷及工業區與環境保護之間的等等問題,都迫使政府及民間不得不面對環境危機問題及思考解決方法。解決環境問題的初步階段主要為系統化的環境資料收集,目前遙測技術已可提供大範圍、多時性及數位化的環境資料取得方式,加上自動化分析及分類之判釋技術,將可突破以往空間及時間上的限制。

      中興社朝應用遙測及自動化判釋技術於環境監測、災害防治及預警逐步努力,這也是世界各國的趨勢

 

2、遙測資料具不同類型(多平台、多光譜、多解析度):

      裝載感測器的遙測平台相當多,以飛機及衛星的使用較為普遍。衛星遙測因具有綜觀、固定週期及多時序(multi-temporal)的特性,可提供歷史性和週期性的資料,因此對同一地區可進行動態變遷的偵測,因而成了大範圍環境監測的有效工具;飛機雖因為飛行高度,涵蓋範圍和不定週期的特性,對於大範圍環境變遷的持續監測有實際應用的困難,但其機動性跟高解析度優勢,使其在地形測量、土地使用調查及災情蒐集等方面仍廣泛應用。

      中興社對政府單位之多起技術服務案,在不同目的及環境情況下已應用過不同遙測平台、光譜及解析度的遙測資料。後續也將對於水下遙測資料進行類別、格式及技術蒐集。

 

3、技術門檻:

      遙測科技概可分為影像獲取(Image Acquisition)、影像處理及影像判釋三大領域。其中影像獲取是屬於比較特殊的科技領域,常主控於軍方或國際大國,有取得主要零件及研發上之非技術困難;影像處理及影像判釋兩者是密不可分的,故其技術門檻也相同,除了遙測資料處理及判釋軟體之使用及經驗外,受分析及探討對象之領域知識更大。遙測資料目前幾乎皆以數位化的格式記錄,因此有利於電腦處理和發展自動化影像辨識方法,藉數位化記錄、儲存與分析,可獲得定量分析結果。目前遙測資料之應用正走向資料整合、綜合分析和各種遙測及空間資料的互相配合,廣泛提高遙測實際應用範圍。

      中興社已採購多樣國際知名遙測處理及判釋軟體,且有多起實際政府單位之技術服務實績,且後續為技術普及與資料交換,正著手各類遙測操作技術文件及相關範例撰寫,並嘗試導入國內及國際間常用資料庫欄位,將既有及後續採購遙測資料統整以利後續各單位資料交換與應用。

 

二、相關技術成果

 

1、影像匹配與正射(Image Matching and Ortho-rectification)

 

 

2、影像處理與分析(Image Processing and Analysis)

 

 

3、影像分類與判釋(Image Classification and Interpretation)

   

 

4、數值地形模型分析(Digital Terrain Model Extraction and Analysis)

 

 

5、LiDAR測量

 

 

6、衛星影像產製數值地形

 

 

 

三、與其他核心技術關連性

      各類災害評估均需要大範圍、多時期及多種類型資料,故皆有使用遙測資料及相關技術。「遙測影像分析與判釋技術」與其他核心技術相關性如下:

  1. DE0101-集水區土砂監測與分析評估技術
  2. DE0301-遙測影像分析與判釋技術
  3. DE0302-非常規攝影量測技術
  4. DE0303-地下三維地質構造模型建置技術
  5. DE0304-遙測與三維空間資料倉儲建置技術
  6. DM0101-坡地災害調查與防災疏散避難規劃
  7. DM0102-地質災害敏感區遙感判釋技術
  8. DM0201-豪雨誘發山崩潛勢評估技術
  9. DM0202-土石流風險評估與災害管理
  10. DM0301-大規模崩塌地調查與數值模擬技術
  11. DU0101-核能級地震危害度分析技術
  12. DU0103-活動斷層與孕震構造之地震災害潛勢評估
  13. DU0301-道路阻斷潛勢與山區聚落孤島效應評估
  14. DU0302-都會區環境地質調查及防災規劃
  15. DU0303-坡地社區地質災害風險評估

 

四、重要發表文獻

1、影像匹配與正射

  1. 陳俊愷、張國楨 “影像自動匹配應用於福衛二號影像糾正” (95年 第四屆數位地球國際研討會)
  2. 陳俊愷 "影像特徵點萃取與匹配應用於福衛二號影像幾何糾正" (100年 國立臺灣師範大學地理研究所博士論文,共127頁)

 

2、影像處理與分析

  1. 謝寶珊、林彥享、鄭錦桐、余勝雄、楊勳得、焦中輝、黃連通、李錫堤 "以不同尺度之遙測影像進行崩塌地判釋之精度探討-以大甲溪集水區為例" (95年 九十五年度地球物理學會年會暨2006年台灣地區地球物理學術研討會,第80頁)
  2. Chun-Kai Chen,Kao-Chen Chang, 2008, Applying FORMOSAT-2 Imagery in 2007 San Diego Wildfire, Association of American Geographers Annual Meeting, Boston, MA.
  3. 張國楨、陳俊愷,”整合多平台遙測資源於石門水庫集水區環境災害監測”(96年 第一屆 IGU 島嶼地理學國際學術研討會)
  4. 陳俊愷、張國楨 “多平台遙測資源於北台灣環境長期變遷”(96年 台灣地理資訊學會年會暨學術研討會)

 

3、影像分類與判釋

  1. Kuo-Liang Pan , Chyi-Tyi Lee , Chiung-Wen Chang , Yen-Hsiang Lin , "Inventory of Event-induced Landslides by Using Space Imagery" (93/10/07 Proceedings of International Symposium on Landslide and Debris Flow Hazard Assessment , 1-1)
  2. 鄭錦桐、林彥享、張玉?、顧承宇、許世孟、陳錦清、余勝雄、楊勳得、焦中輝、黃連通 "崩塌地之衛星影像自動判釋與變遷研究-以大甲溪集水區於集集地震與歷次風災後崩塌災害為例" (94年 中國地質學會九十三年年會暨學術研討會,第290頁)
  3. 林彥享、鄭錦桐、顧承宇、許世孟、張玉?、謝寶珊、余勝雄、楊勳得、焦中輝、黃連通 "以遙測技術進行集水區土石災害之評估-以大甲溪流域為例" (95年 九十五年度地球物理學會年會暨2006年台灣地區地球物理學術研討會,第63頁)
  4. 林彥享、邵國士、吳秋雅、鄭錦桐、沈哲緯、李怡先、陳建忠(2008),「利用3S技術評估坡地社區環境災害潛勢區域探討」 (97年 97年地質與地物年會暨學術研討會,台南)
  5. 沈哲緯、林彥享、邵國士、冀樹勇、高憲彰、許秋玲、李怡先、陳建忠 (2008),「運用3S技術進行坡地社區之安全評估與風險管理」 (97年 第12屆營建工程與管理學數研討會)
  6. 邵國士、林彥享、鄭錦桐、沈哲緯、冀樹勇、高憲彰、李怡先、陳建忠 (2008),「遙測判釋與GIS技術輔助坡地社區安全評估之應用」 (97年 2008國際防災科技與防災教育研討會,雲林)
  7. 沈哲緯、曹鼎志、鄭錦桐、林彥享 (2008),「以3S技術進行屏東縣霧台鄉好茶村土砂災害調查與評估」 (97年 第二十七屆測量及空間資訊研討會,台南)
  8. 沈哲緯、林彥享、邵國士、冀樹勇、高憲彰、鄭錦桐 (2008),「運用遙測與資料探勘技術建立坡地社區之風險管理模式」 (97年 2008年臺灣災害管理研討會)
  9. 林彥享、邵國士、吳秋雅、沈哲緯、鄭錦桐、李怡先、陳建忠、高憲彰、冀樹勇 (2008),「運用遙測與GIS技術輔助坡地社區之安全評估與管理」 (97年 建築學報)
  10. 蕭震洋,謝寶珊,高丞瑋,林伯勳,鄭錦桐(2009),”石門水庫集水區不同時期崩塌地變遷分析與探討”,中國地球物理學會與中華民國地質學會98年年會暨學術研討會論文摘要集,嘉義,五月,第HZ04頁。
  11. 蕭震洋,謝寶珊,林伯勳,鄭錦桐(2009),”遙測影像之物件導向自動化判釋崩塌地於石門水庫集水區的應用實例”,中國地球物理學會與中華民國地質學會98年年會暨學術研討會論文摘要集,嘉義,五月,第HZ46頁。
  12. 黃韋凱、林銘郎、林彥享、蕭震洋(2009),「物件導向分析方法應用於遙測影像之分區及崩塌地與人工設施分類」,中華民國地質學會與中華民國地球物理學會99 年年會暨學術研討會,論文集,第162頁。
  13. 沈哲緯、林彥享、邵國士、許秋玲、李怡先、陳建忠、冀樹勇、高憲彰 (2009),「運用3S技術與多變量統計建立坡地社區之安全評估與風險管理模式」 (98年 第13屆大地工程研討會,宜蘭)
  14. 冀樹勇、沈哲緯、林彥享、邵國士、謝寶珊、高憲彰 (2009),「運用遙測與GIS技術判釋坡地社區周緣環境地質災害」 (98年 2009年山坡地社區災害防制技術研討會,臺北)
  15. 沈哲緯、林彥享、邵國士、李怡先、陳建忠、冀樹勇、高憲彰(2009),「運用資料採礦與遙測技術建立坡地社區風險評估與管理模式」 (98年 98年地質地物年會暨學術研討會,苗栗)
  16. 沈哲緯、林彥享、邵國士、唐家慶、李怡先、陳建忠、冀樹勇、高憲彰(2009),「運用高精度數值地形與立體像對判釋坡地社區敏感防治區域」 (98年 98年地質地物年會暨學術研討會,苗栗)
  17. 沈哲緯、林彥享、邵國士、李怡先、陳建忠、冀樹勇、高憲彰 (2009),「運用3S技術與多變量統計建立坡地社區之風險評估模式」 (98年 第十三屆大地工程研討會,宜蘭)
  18. 黃韋凱、林銘郎、陳良健、林彥享、蕭震洋(2010),「物件導向分析方法應用於遙測影像之分區及崩塌地與人工設施分類」,航測及遙測學刊,第15卷,第1 期,第45~65 頁。
  19. 陳俊愷、張國楨"應用福衛二號影像進行牡蠣蚵架數量估算評估" (99年 航測及遙測學刊,15,167-175)
  20. 張雅華、陳俊愷、張國楨 “利用物件導向高解析數值影像分類技術於基隆河土地利用變遷之應用” (93年 第二屆數位地球研討會)
  21. 張國楨、陳俊愷 “應用物件導向技術於台灣地區綠資源調查” (92年 第七屆台灣地理學術研討會)

 

4、數值地型模型分析

  1. 鄭錦桐、林彥享 、林淑媛、余勝雄、楊勳得、焦中輝、黃連通 "大甲溪流域豪雨誘發山崩之潛感分析與土方預估" (94年 九十四年度地球物理學會年會暨蔡義本教授榮退專題研討會,第163頁)
  2. 蕭震洋、鄭錦桐、林伯勳、辜炳寰 (2009),”颱風引致崩塌土砂產量估算與來源分析”,第13屆大地工程研討會。
  3. 蕭震洋、林伯勳、 鄭錦桐 、辜炳寰 、徐偉城 、冀樹勇 (2009),”應用光達技術進行集水區土砂運移監測及攔阻率評估”,中興工程季刊。
  4. 蕭震洋,林伯勳,辜炳寰,鄭錦桐,連榮吉,黃文洲 (2009),“空載光達技術分析石門水庫集水區土砂災害問題”,鄭州,中國大陸,第四屆黃河國際論壇。
  5. 林伯勳,蕭震洋,許振崑,鄭錦桐,黃文洲,尹孝元 (2009),“利用光達技術結合遙測影像判釋之土砂運移分析”2009台灣電子計算機於土木水利工程應用研討會,台中,10月。
  6. 林伯勳,許振崑,蕭震洋,鄭錦桐,冀樹勇,黃文洲,尹孝元(2009),“光達技術評估集水區防砂設施攔阻成效“,屏東,第18屆水利工程研討會。

 

5、LiDAR測量

  1. 蕭震洋、鄭錦桐、林伯勳、辜炳寰 (2009),”颱風引致崩塌土砂產量估算與來源分析”,第13屆大地工程研討會。
  2. 蕭震洋、林伯勳、 鄭錦桐 、辜炳寰 、徐偉城 、冀樹勇 (2009),”應用光達技術進行集水區土砂運移監測及攔阻率評估”,中興工程季刊。
  3. 蕭震洋,林伯勳,辜炳寰,鄭錦桐,連榮吉,黃文洲 (2009),“空載光達技術分析石門水庫集水區土砂災害問題”,鄭州,中國大陸,第四屆黃河國際論壇。
  4. 林伯勳,蕭震洋,許振崑,鄭錦桐,黃文洲,尹孝元 (2009),“利用光達技術結合遙測影像判釋之土砂運移分析”2009台灣電子計算機於土木水利工程應用研討會,台中,10月。
  5. 林伯勳,許振崑,蕭震洋,鄭錦桐,冀樹勇,黃文洲,尹孝元(2009),“光達技術評估集水區防砂設施攔阻成效“,屏東,第18屆水利工程研討會。

 

6、衛星影像產製數值地形

  1. 陳俊愷、張國楨、莊宗達 (2011), "福衛二號立體像對產製數值地表模型精度分析"   (環境與世界,55-72)。
  2. 陳俊愷、張國楨 “福衛二號影像數值地形模型萃取比較” (95年 第二十五屆測量及空間資訊研討會)
  3. 張國楨、陳俊愷、林姵伶 ”利用福衛二號立體影像對生產DTM 之精度探討”  (94年第三屆數位地球國際研討會)