成功大學全球觀測與資料分析中心

發展與應用多尺度遙測平台,在關鍵時空中進行觀測,並深入分析資料,將全球變遷引發的環境危機,轉為人類永續發展的契機。
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2010SWCB

  天然災害的發生往往難以避免及預測,為盡量減少災害發生時民眾生命及財產的損失,發展一個設計良好、讓民眾容易取得、使用、又能充分掌握災害資訊的空間資訊平台,是強化災害分析、深植防災觀念並加強民眾參與防、減災工作的必要手段。本計畫運用Google Earth API技術彙集台灣自主的福衛二號影像、航拍影像、全景照片及各種防災基礎圖資,建置一個以坡地防災為主題之多尺度空間資訊展示系統(MRSDGIS)。並運用雲端儲存技術,將系統布置在不同的雲端服務平台進行效能測試及策略分析,壓力測試結果顯示本系統能提供500人以上之服務量能。計畫工作項目包含:
 
 
一、多期福衛二號影像處理與發佈
  以高雄縣那瑪夏鄉、六龜鄉、桃園鄉、甲仙鄉、杉林鄉、茂林鄉,嘉義縣大埔鄉及台南縣南化鄉等莫拉克颱風主要災區為範圍,蒐集2005~2010年間每年一幅清晰無雲之福衛二號影像。並應用「福衛二號影像自動處理系統」,完成以原解析度瀏覽影像任何地方均清晰、銳利、且精確之最高品質要求,最後再使用超級套疊技術(super overlay),將多期福衛二號影像發佈於多尺度遙測空間資訊系統,作為未來擬定監測管理及治理復育對策之參考。
 
二、高空間解析度航空照片處理與發佈
  為有效整合各種尺度的遙測影像,本計劃也處理了於莫拉克颱風後南部災區拍攝共970幅航拍25公分正射影像,並發佈於多尺度遙測空間資訊系統。本計劃驗證了可以透過此系統發佈任何航空照片的能力,因此未來足以支援災害緊急應變之需求。
 
三、彙集研究區域多級遙測空間資訊
  本計劃彙集研究區域相關防災基礎圖資及既有之多尺度空間資訊。基本圖層包含上河文化地形圖、土地利用、山坡地範圍、斷層、褶皺、高山地質圖、區域地質圖、坡地土壤圖、1/5000圖幅、子集水區、次集水區、鄉鎮界、村里界、中央管河川、越域引水隧道共14個圖層。潛勢災害圖層包含水保局土石流潛勢溪流及範圍、土石流保全對象;地調所崩塌地、順向坡、河岸侵蝕;氣象局今日累積降雨量、易淹水分佈圖、高解析度坡度陰影圖共9個圖層,並發佈在多尺度遙測空間資訊系統之上,使用者可以自由選取、套疊,進以達到比對分析之目的。
 
、重點防災聚落全景照片拍攝
  本計劃在無人載具空拍的部份,使用過去以自動導航定翼無人飛行載具在阿里山來吉地區所拍攝四個航帶共38張照片,一次進行無縫鑲嵌、幾何糾正、影像增揚等處理後發佈在多尺度遙測空間資訊系統之上。在全景照片部分,本計劃於研究區域中選取了21處防災重點聚落,使用一般商用相機搭配魚眼鏡頭,所有聚落都進行兩次以上的勘查及拍攝,時間涵蓋凡那比颱風以及梅姬颱風前後,總計完成367組全景照片,在多尺度遙測空間資訊系統中發佈。
 
五、運用Google Earth API建置多尺度遙測空間資訊平台
本計劃採用建置成本最低,3D展示功能最佳,擴充性與相容性又高的開放源碼Google Earth API自由軟體,建置多尺度遙測空間資訊系統。系統特點為使用雙視窗介面同步進行災害事件前後期影像的三維立體展示功能。使用者可以使用滑鼠在災後視窗中自由進行平移、縮放、旋轉等瀏覽動作。透過前後期影像的同步比對,許多災害原本從二維的平面影像中看起來並不容易瞭解災害的成因,透過三維立體同步展示,更能瞭解致災原因,評估災損範圍。
 
六、應用雲端技術提升多尺度遙測空間資訊平台服務量能
  Web-GIS系統須處理及傳輸的多媒體資料量相當龐大,且往往在天災發生期間爆出相當大的使用量,一般Web Server資訊系統難以負荷,本計劃為達到可同時支援至少500人透過網際網路同時使用的目標,評估應用雲端服務技術,並發展客製化查詢與回傳功能,以提升整合、處理、傳送與應用坡地災害資訊之能力,共使用了成功大學計算機中心、暨南大學計算機中心、中華電信網路服務,以及Google Storage等四種不同的解決方案,並進行了嚴謹的壓力測試工作。總結而言,利用成大計中私有雲的兩部寬頻虛擬主機服務即可以超越本計劃500人上線 (50MB/sec)的目標。
 
七、重大天然災害事件緊急應變
  本計畫於執行期間,共遭逢凡那比與梅姬颱風兩次重大天然災害事件,都立即啟動了災害緊急應變機制,在獲取原始影像的第一時間立即處理並發佈。特別是在梅姬颱風所造成台9線蘇花公路災害事件的致災原因調查上,發揮了相當的功用。