水庫集水區土砂生產量影響水庫壽命、供水潛能及防淤設施規劃，為水庫規劃及營運階段之重要指標。目前有關流域土砂生產及運移堆積問題之研究方法，大致以物理模式結合統計模式或經驗公式為基礎，進而建立數值模式模擬分析自坡面土砂生產、河道運移至堆積之過程(如圖)。
例如坡面土砂生產來源主要包含崩塌與表土沖蝕，其中崩塌土方生產在物理模式方面係以無限邊坡理論配合降雨入滲理論分析坡面可能崩壞厚度，進而推估崩壞土方生產量；或建立累積降雨量與新增崩塌率關係(打荻式)，以獲得崩塌面積，再進一步結合推估平均崩塌厚度之經驗公式(例如坡度v.s.平均崩塌厚度；崩塌面積v.s.平均崩塌厚度)，利用崩塌面積乘以平均崩塌厚度，以獲得崩塌土方生產量，或直接應用崩塌面積v.s.崩塌土方體積經驗公式，推估崩塌土方生產量。
在表土沖蝕方面，則主要以評估年沖蝕量之通用土壤流失公式(Universal Soil Loss Equation,USLE)或評估單一事件沖蝕量之修正通用土壤流失公式(Modified Universal Soil Loss Equation,MUSLE)為主。至於河道土砂運移則透過土石流運移、高濃度挾砂水流或河道輸砂之相關理論估算河道泥砂輸送量，並結合泥砂連續方程式模擬分析河道侵淤量。
上述以物理模式為基礎之集水區土砂生產與運移數值模擬分析，雖有完整之理論基礎，然而相關理論係基於多項理想性假設，例如坡面為均質土壤；河床為單一顆粒均質材料等。此外，整體數值模式涉及多項力學參數待定，例如土壤強度參數、土壤滲透性參數、河床材料參數、流變參數等逾十數項，諸項參數之適用範圍、限制條件及敏感性等尚未經完整且系統性之現場實測資料加以檢定，因此目前既有流域土砂問題之數值模擬成果精度仍明顯不足。至於統計模式或相關經驗公式，亦會有空間地域適用性之問題。
近年航空照片或光達(Light Detection And Ranging, LiDAR)產製數值地形技術日趨成熟，雖所需經費較高但國內經由空載光達已能於大區域產生解析度1m以上之高精度數值地表模型(Digital Surface Model,DSM)與數值高程模型(Digital Elevation Model,DEM)；而近期之數位航照，透過商用軟體及合理之地面控制點已足以產製1公尺~2公尺解析度之高精度數值地表模型(DSM)。透過上述不同時序拍攝數值地形資料之整合、匹配與變異比較分析，除可將相關經費控制在合理且可接受之範圍內，亦可合理定量評估集水區尺度之土砂生產、運移及堆積量體時空變化趨勢。
以南化水庫為例，土砂生產量體並非只受崩塌面積控制，不同地質構造對於崩塌厚度有直接影響。以往利用坡面坡度透過經驗公式推估崩塌厚度，或在未考量地質條件差異下，應用崩塌面積與崩塌土方之迴歸經驗關係將會造成顯著土砂估計誤差。
應用航遙測影像產製多期數值地表模型DSM，配合LiDAR高精度數值地形定量分析水庫集水區之土砂生產、坡面殘留土砂、河道侵淤及土砂運移時空變化趨勢，經檢核LiDAR產製之DEM資料與數值地表模型產製成果進行地形平差，高程誤差可有效降低至1公尺以內，水庫集水區內254處莫拉克颱風期間之新生崩塌地，與LiDAR產製DEM分析之崩塌生產量，相關係數可達0.97，最大優勢為價格上相較於LiDAR較為便宜，且可回溯推估至LiDAR拍攝影像前之土砂生產量推估。
建議此方法後續可持續應用於：1、評估防砂工程治理成效；2、追蹤與評估重大事件後流域土砂運移變化；3、災後土砂清疏量、管理與後續影響追蹤等。對於目前營運中之南化水庫及規劃中之南化第二水庫有直接助益。