以道路範圍萃取監測網格面的高差成果

雖然反射強度會受到雷射路徑的長度、雷射光束的入射角、大氣層造成的衰減、雷 射光束的能量和雷射儀器特性等眾多因素的影響（Luzum et al.,2006），但本研究僅簡單 的將前後兩年的反射強度改正一致後，穩固監測面的萃取正確率已可達到80%。今為提 高穩固監測面萃取的正確率，不以反射強度而以指定道路範圍的方式來萃取穩固監測 面，也就是以道路中心線坐標及其路寬範圍內符合精度及坡度的監測面高差來計算地層

的下陷量。首先於ArcGIS軟體內展繪測區內蒐集而來地形圖的道路中心線，並以Buffer

以道路範圍萃取道路監測面，理論上正確萃取率可達100%，但由於道路坐標與實 地現況的誤差，在不重新繪製道路中心線的情況下以致無法達到100%的正確萃取率，

經由測試不同的Buffer寬度，以 4m寬（中心線兩側各 2m）可達到 90%的正確萃取率，

其高差成果為年下陷量 11.4 公分，但此正確率將會受到不同地區、不同精度地形圖的 影響而有所不同。如再將上述萃取出的監測網格面以反射強度差異20%以內及反射強度 8.6 以下兩條件過濾，可得結果如表 4-11。

表4-11 指定道路範圍+反射強度萃取結果

項目 萃取法 5 9 10

平面坡度 5 度以內

平面精度 4.6 公分以內 高程差範圍（95%） -32.1 公分~5.0 公分 平面係數差異

（坡向差異） 20%以內

平面坡度差異 2 度以內

Buffer 寬度 4m

平均反射強度差異 無 20% 20%

平均反射強度分類 無 無 5~8

萃取網格數量 547 個 234 個 145 個 平均高程差（13.3 月） -12.6 公分 -12.0 公分 -11.0 公分 平均高程差（12 月） -11.4 公分 -10.8 公分 -9.9 公分

萃取法9 係萃取法 5 剔除兩年間反射強度差異較大的數據，因反射強度差異較大有 可能是因地形地物改變所造成，排除此一可能影響高差的因素後，其結果是年平均下陷 量10.8 公分。

萃取法10 係萃取法 9 再過濾出反射強度 5~8 的數據，此萃取法 10 可以視為萃取法 2 與萃取法 5 的交集，而其年平均下陷量 9.9 公分的成果與萃取法 2 年平均下陷量 9.8 公分相近。因此如在地形圖精確的情況下，以指定道路範圍方式及Buffer 4m 來萃取反 射強度5~8 且反射強度差異在 20%以內的網格面應該可以達到正確率 100%，即使以現 有具誤差的地形圖道路中心坐標及Buffer 4m 來萃取也可以達到 90%的正確率，此法比 僅以反射強度分類來萃取穩固面的方式具有較高的正確率和相同的成果。

由於萃取法9 與萃取法 10 的成果介於萃取法 2 與萃取法 5 之間，因此以下章節有 關下陷量的檢核，將以萃取法2（以反射強度萃取）與萃取法 5（以 4m 道路範圍萃取）

為主，萃取法9 與萃取法 10 的檢核結果應介於萃取法 2 與萃取法 5 之間。

4.5 下陷量檢核 1 土庫鎮農會 2619746.205 188173.803 17.81369 17.75537 -0.058 -0.078 -0.009 2 土庫 NO05 2618886.189 187691.790 17.23329 17.17441 -0.059 -0.079 -0.265 3 台糖鐵路 2 2620971.213 186563.770 17.22781 17.16281 -0.065 -0.087 -0.118 4 田園小吃部 2620680.211 186967.774 17.38430 17.31798 -0.066 -0.088 -0.023 5 18.5K 2620501.210 187174.776 17.08797 17.02210 -0.066 -0.088 0.055 6 石廟 2620248.208 187493.779 16.95328 16.88338 -0.070 -0.093 -0.097 7 蔥仔寮 2618794.136 179946.653 9.93973 9.87797 -0.062 -0.082 -0.206 8 土庫國中GPS樁 2620556.215 187767.786 16.63541 16.56911 -0.066 -0.088 -0.263 9 土庫國中監測井 2620553.215 187757.786 17.59455 17.52728 -0.067 -0.090 -0.259 平均數： -0.086 -0.132 水準點資料來源：2008 年經濟部地層下陷水準檢測及相關分析計畫

點雲高程差與水準點高程差比較分析說明如下:

1. 點雲與水準點平均高程差的較差為 -4.6 公分。

2. 以SPSS成對樣本t檢定兩平均數的差異（表 4-13）並不顯著（p=0.297>0.05），但觀

4-15）繪製的地層下陷等值圖（圖 4-20），為便於分析，將等值線換算成年下陷且加密 為 0.5cm間距的等值圖（圖 4-21）。長方框表示實驗區範圍，與本研究萃取法 2 萃取出 的擬合面高差下陷等值圖做比較，由於萃取法2 擬合面高差下陷等值圖萃取出的網格眾 多，造成實驗區內的等值線過於複雜，無法觀察出區域地層下陷的走勢，因此再將實驗 區以 1000m×1000m大小劃分為 20 個網格，將其網格內所有 5m×5m網格高差平均後，

以Autodek Land Desktop製作TIN，並繪製出上述擬合面高差下陷等值圖（圖 4-22）。

表4-15 2007 年 8 月至 2008 年 5 月水準點檢測高差成果

檢測時間與高程 （m） 97-96 97-96

樁號 點位

95 年 10 月 96 年 08 月 97 年 05 月 沉陷 換算年沉陷 水資雲16 內山國小 9.88676 9.83679 9.77683 -0.060 -0.080 水利雲37 土庫鎮農會 17.85614 17.81369 17.75537 -0.058 -0.078 水利雲62 田園小吃部 17.43330 17.38430 17.31798 -0.066 -0.088 水利雲63-1 18.5K NA 17.08797 17.02210 -0.066 -0.088

水利雲64 石廟 17.00505 16.95328 16.88338 -0.070 -0.093 水利雲65 槽化島 17.10322 17.05245 16.98450 -0.068 -0.091 水利雲66 建國路一號橋 18.81349 18.76387 18.69763 -0.066 -0.088 土庫國中GPS 樁 土庫國中 GPS 樁 16.68396 16.63541 16.56911 -0.066 -0.088 土庫國中監測井 土庫國中監測井 17.64418 17.59455 17.52728 -0.067 -0.090 水利雲61 台糖鐵路2 17.27540 17.22781 17.16281 -0.065 -0.087 土庫NO05 土庫NO05 17.27298 17.23329 17.17441 -0.059 -0.079 THSRYL15-1 YL15 17.98668 17.94091 17.87679 -0.064 -0.085

內部I027 蔥仔寮 9.99080 9.93973 9.87797 -0.062 -0.082 平均： -0.064 -0.086

圖4-20 2008 年經濟部水利署於實驗區附近原始下陷等值圖

圖4-21 2008 年經濟部水利署於實驗區附近換算年下陷等值圖

圖4-22 萃取法 2 高差成果於實驗區繪製下陷等值圖

套繪圖 4-21與圖 4-22成圖 4-23，計算圖實驗區內圖 4-21的-9 公分、-8.5 公分、-8 公分等值線與圖4-22等值線相交的點，共計 51 點（詳表 4-16），並以SPSS成對樣本t檢 定兩者差異（詳表4-17）結果有顯著的不同（p = 0.000 < 0.05），平均數差異為1.3 公分，

標準差為2.1 公分。

圖4-23 經濟部水利署與萃取法 2 下陷等值線套繪圖 表4-16 萃取法 2 高差等值線相交點數紀錄統計表

萃取法2 等高線（公分）/交點數 共計

水利署等高線（公分）

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

-8 - - - - 1 1 1 1 1 1 1 7

-8.5 1 - 2 3 6 6 6 3 3 3 - 33

-9 - - - 2 2 4 3 - - 11

-8.5±0.3 -9.8±2.1 51

表4-17 萃取法 2 高差等值線成對樣本檢定（公分）

成對變數差異

差異的95%信賴區間 平均數 標準差 平均數的

標準誤 下界 上界 t 自由度 顯著性

(雙尾) 成對 A - B 1.30 2.10 0.29 0.71 1.90 4.424 50 0.000 A：經濟部水利署等值線。 B：萃取法 2 擬合面高差等值線

4.5.2.2 萃取法5高差成果比較

利用經濟部水利署雲林地區於2007 年 8 月至 2008 年 5 月水準點檢測高程差及地層 下陷等值圖，換算成年下陷等值圖（圖4-21），與本研究萃取法 5 萃取出的擬合面高差 下陷等值圖套繪做比較，比照上述（一）的作法，將實驗區以 1000m×1000m大小劃分 為20 個網格，將其網格內所有 5m×5m網格高差平均後，繪製出上述擬合面高差下陷等 值圖，並與圖 4-21套繪成圖 4-24，計算圖 4-21內的-9 公分、-8.5 公分、-8 公分等值線 與圖4-24等值線相交的點，共計 47 點（詳表 4-18），並以SPSS成對樣本t檢定兩者差異

（詳表4-19）結果有顯著的不同（p = 0.000 < 0.05），平均數差異為 2.9 公分，標準差為 2.8 公分。

圖4-24 經濟部水利署與萃取法 5 下陷等值線套繪圖 表4-18 萃取法 5 高差等值線相交點數紀錄統計表

萃取法2 等高線（公分）/交點數 共計

水利署等高線

（公分） 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 -8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 -8.5 1 5 4 4 2 2 2 2 1 1 1 25

-9 - - - 2 4 1 1 1 1 1 1 11

-8.5±0.3 -11.4±2.8 47

表4-19 萃取法 5 高差等值線成對樣本檢定（公分）

成對變數差異

差異的95%信賴區間 平均數 標準差

平均數的

標準誤 下界 上界 t 自由度

顯著性 (雙尾) 成對 A – B 2.93 2.79 0.41 2.11 3.75 7.2 46 0.000 A：經濟部水利署等值線。 B：萃取法 5 擬合面高差等值線