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多時域雷達干涉技術應用於地層下陷監測之研究

多時域雷達干涉技術應用於地層下陷監測之研究

  • ISBN/ISSN:9789860547498
  • 出版單位:經濟部水利署
  • 開數:A4
  • 版次:初版
  • 價格:定價$600

書籍介紹

本計畫依照工作進度規劃已完成相關工作項目, 茲將工作成
果說明如下:
(1) 文獻蒐集與相關資料建置
完成彰雲地區相關之地質基本資料、水利署設置之多元化監測
資料、地層下陷相關資料,以及國內外應用雷達干涉量測技術
監測地表變形之相關研究文獻蒐集與彙整。
(2) 處理分析多元雷達衛星影像
(a) 本計畫使用彰雲地區2004 至2008 年間23 幅EnviSAT 衛
星影像, 與2006 至2011 年間19 幅DAICHI 衛星影像,
搭配PSI、SBAS 與TCPInSAR 三種InSAR 技術分析區域內
之地表變形。經成果顯示,不同InSAR 技術皆可明顯偵測
到彰雲地區主要下陷地區,且InSAR 量測成果與水準測量
一致。
(b) 應用上述三種InSAR 技術成果與水準量測成果比對顯示,
EnviSAT 衛星資料於PSI 法與水準測量之RMSE 為0.7 公
分/年,於SBAS 法為0.8 公分/年,於TCPInSAR 法為1.4
公分/年;DAICHI 衛星資料於PSI 法與水準測量之RMSE
為0.9 公分/年,於SBAS 法為1.4 公分/年,於TCPInSAR
法為0.9 公分/年。以整體變形量級與變形趨勢來看,三
種方法的觀測成果基本上皆與水準測量結果相當一致。
(c) 由EnviSAT 衛星資料顯示PSI 與SBAS 法之結果較接近於
水準測量結果;DAICHI 衛星影像則因空間基線長較長,
其成果相較於EnviSAT 成果來說,雜訊均較多。因此,若
影像間垂直基線長度短, 而在影像幅數又不足以提供PSI
方法演算出穩定結果的情況下,建議可採用SBAS 方法做
為量測地表沉陷的主要方式。
(3) 多元地層下陷觀測資料與影像資料比對與融合
(a) 利用水利署於彰雲地區設置之連續GPS 固定站資料,估
算2014 年8 月至2017 年4 月間地表水平運動造成之誤
差,由估算成果顯示,其誤差值介於0.4~ -5.0 mm/yr;
整體而言,水平向位移造成之誤差相對於總變形量之比率
不大,對解算成果影響小。
(b) 由2014 年8 月至2015 年9 月之TerraSAR-X 資料融合
分析成果顯示,該時期彰雲地區下陷最顯著的區域位在彰
化溪州鄉與雲林虎尾鎮、土庫鎮、褒忠鄉及元長鄉,其下
陷速率均大於3 公分/年。
(c) 由2016 年4 月至2017 年4 月之Sentinel-1 資料融合分
析成果顯示,該時期彰雲地區下陷最顯著的區域位在彰化
溪湖鎮、溪州鄉與二林鎮,以及雲林虎尾鎮、土庫鎮、褒
忠鄉、元長鄉、四湖鄉、水林鄉與口湖鄉,其下陷速率均
大於3 公分/年。
(d) 由TerraSAR-X 與Sentinel-1 衛星之資料融合成果與水準
測量資料比對顯示,融合成果相對於水準測量成果在空間
解析度上大幅提升,且前者融合成果之RMSE 由1.1 公分
/年下降至0.2 公分/年,後者之RMSE 由0.8 公分/年下
降至0.2 公分/年; 由結果可知,資料融合處理法可大幅
度地提升整體監測成果之品質。
(e) 由InSAR 監測成果顯示,TerraSAR-X 與Sentinel-1 衛星
均能有效獲取地表變形資訊,惟前者影像拍攝範圍不足以
涵蓋整個彰雲地區,且購買影像資料之金額相對較高,因
此建議未來可採用免費之Sentinel-1 系列衛星資料,針對
彰雲地區持續進行InSAR 監測。
(4) 地層下陷季節變異特性與環境影響因子探討
(a) 由分析成果顯示,彰雲地區季節性地層下陷行為明顯,豐
水期時下陷範圍分布較小且下陷行為較為和緩;而在枯水
期時,下陷分布範圍與下陷程度均較豐水期時明顯擴大且
嚴重。
(b) 整體而言,彰雲主要沉陷區域之產業型態以製造業與水產
養殖業為主,農業耕種型態屬於雙期作、三年一作與三年
二作區。由地下水位與降雨量分析結果顯示,2017 年前
期因降雨量明顯較2016 年同期減少,因此今年度地層下
陷情況可能受此影響,未來需持續關注上述區域之下陷情
勢發展。
(5) 國土利用規劃與高鐵行車安全策略研擬
(a) 應用不同衛星資料分析各時期彰雲地區高鐵沿線區域之
地表變形,由分析結果顯示高鐵沿線經過的彰化縣溪州鄉,
雲林縣虎尾鎮、土庫鎮與元長鄉的平均下陷速率均超過3
公分/年。
(b) 現階段高鐵沿線下陷速率已較以往趨緩,但在雲林部份地
區,2017 年度下陷速率仍超過5 公分/年以上,其中尤以
土庫鎮與元長鄉最為明顯,因此未來需持續關注這些區域
地層下陷的情況。
(c) 為確保整體國土安全及減緩地層下陷對高鐵之衝擊,建議
應以增加地面水源供應並減少地下水使用為主,再輔以產
iv
業轉型、農業用水秩序調整、地下水環境復育、地下水補
注、健全水井管理制度、法令研修與安全荷載管理等措施,
以解決該地區地層下陷之問題。

分類

其他詳細資訊

  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:雷達干涉技術,地層下陷,監測
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:265

授權資訊

  • 著作財產權管理機關或擁有者:經濟部水利署
  • 取得授權資訊:聯絡處室:水文技術組 姓名:蔡孟蓉 電話:(02)37073079 地址:臺北市信義路三段41之3號9~12樓