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應用無人飛行載具(UAV)技術初探宜蘭海岸變遷第一河川局 徐宏瑋

  發刊期數:第0263期/ 發布日期:107/01/26

  位於台灣東北角之宜蘭縣,呈三面環山一面臨海之地形,海岸從新北市與宜蘭縣界頭城大澳至花蓮縣交界和平溪溪口,海岸線總長度約106公里,根據海岸類型區分三段,第一段礁溪斷層海岸位於頭城大澳至外澳間,長度20公里,海岸線相當平直,已劃為東北角海岸風景特定區;第二段蘭陽沖積海岸位於頭城外澳至蘇澳澳仔角間,長度36公里,主要由蘭陽溪供應源形成,以蘭陽溪口為界成二個獨立弧形海岸,為臺灣地區最具代表性之砂丘海岸,是宜蘭主要人口居住地區,海岸變遷因河川輸沙多寡而變化,其侵淤變化是大家最關心;第三段蘇花斷層海岸位於蘇澳澳仔角至和平溪溪口間,長度50公里,岩岸地形,地質為火成岩海岸,穩定鮮少災害發生。

  海岸地帶係由海陸相鄰之帶狀區域構成,為海陸交互作用地區,常年受波浪、潮汐、海潮流及風等營力之牽制,產生富於變化之海蝕及海積地形,其構成過程之主要機制包含地形變化、海岸漂及波流營力三者,不但各別機制複雜且彼此交互影響,使海岸變遷問題解析更加困難。以往探究海岸地形變遷方法可歸納兩種,其一採用數值模擬方式,惟受限觀測資料及適宜經驗參數,預測模擬結果仍需要實測資料驗證;另一利用現場實測水深及陸測地形資料分析或圖像資料(含地形圖、航空照片及衛星等)進行研判,透過不同年份的比對,藉此瞭解海岸變化,囿限所需經費龐大及氣候因素,測量密度不足,較無法獲得高品質資料,再者,台灣正處於颱風頻繁區,測量時間常受影響,易有資料時間不連續,較難研判海岸變遷之週期性變化。
  • UAV拍攝海岸照
  本研究利用旋翼型無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle,簡稱UAV)拍攝技術,以Agisoft PhotoScan軟體進行影像拼接與配合所佈設之地面控制點進行分析,產出正射影像及DEM數值高程資料,透過Goble Mapper將影像圖資中擷取等深線,再以GIS Arcmap中DSAS數位海岸線分析系統模組計算短期海岸灘線變化量及變化率,利用同一海岸兩個不同時期的灘線位置差異,來比較海岸地區侵淤情況,研究調查兩個區域,分別為頭城竹安海岸2017年4月及2017年7月兩時期0m等深線及壯圍永鎮海岸2016年12月及2017年4月兩時期2m等深線,結果顯示海岸灘線均呈現向外推移,竹安海岸灘線平均變化量約17.6m,最多可達約25.4m,永鎮海岸灘線平均變化量3.9m,最多可達約7.6m,初步探究可能未受颱風侵襲,而受季節性影響,沙灘有往外淤積現象。

  對於UAV應用於海岸地區調查具有機動靈活、高效快速、系統建置成本相對低及可適用高危險地區等特點,能彌補其影像資料獲取的空隙及不足之處,且受天氣和空域管制的影響較小,具有快速獲取高解析度影像之優勢,為國土資源管理提供了一種新的高科技手段。海岸環境的動態與敏感,常表現在地表形貌的變動上。未來,可利用該技術監測颱風或季節波浪影響之短期海岸變化,快速瞭解局部地形地貌變異處,據以提供當地民眾所關切之海岸侵蝕疑慮。