以點雲資料做測線法判釋節理

本研究採用中興工程顧問社黃韋凱研究員產製並協助提供之點雲資料，航拍 執行日期為105 年 3 月 30 日。

飛航範圍四界，東至潮境公園原垃圾掩埋場；西至落嶺灣以西之緩坡；北至海 岸線以北之海面；南至七斗山頂一○一高地平台。最終可建立點雲之整體範圍包含 圖3.2 之全部區域，適合分析海蝕崖及海蝕平台之出露岩層。

本次航拍之地面控制點於現場以噴漆標註，共設置8 處，再以 RTK 系統連接 國土測繪中心之 e-GPS 以量測該控制點座標與高程。其中控制點平面座標採用 TWD97 座標系統，高程座標系統則採用正高系統，平面及高程座標誤差約為 0.8 cm 及 1.7 cm，配合航高約 50～150 公尺，最終產製之點雲解析度可達 4 cm，產製 之點雲全貌如圖3.4 所示。

圖3.4 八斗子地區點雲模型

本節接著以八斗子之 SS3 地層為案例區，探討運用攝影測量判斷高陡坡面上 節理特性之方法，其步驟如下：

1. 使用無人飛行載具（UAV）產製高精度點雲模型，如圖 3.5。

2. 在CloudCompare 中，使用「Cross section」功能製作點雲「切片（slice）」， 並調整切片厚度至25 公分，匯出包含原始點雲之切片圖形，如圖 3.6。

3. 將點雲切片轉至正射方向，以人工判斷節理走向，如圖3.7。

4. 彙整判釋之節理資料。

為簡化問題，本研究先假設 SS3 塊狀厚層砂岩中的節理均為高角度節理，且 與層面垂直。

圖3.5 產製之點雲模型（局部示意圖）

圖3.6 匯出之點雲切片（slice）模型

由於點雲資料中需要完整的三維表面，才能在切片中觀察出節理面，因此無人 機操作時必須朝向崖面拍攝。而節理判釋部分，目前初步採人工解讀，從點雲切片 之 Z 方向觀察、紀錄較明顯的直線線段（圖 3.7）。部分節理面因拍攝光線等問題 而使點數較少（如圖3.7 之垂直線段），但仍可由人工經驗判斷其可能為節理面。

圖3.7 點雲切片之正射方向判斷節理

本研究運用上述步驟，就SS3 砂岩層做一條 80 公尺長測線，共計判釋出五組 節理組，分別為J1、J2、J3、J4、J5，呈現於圖 3.8，並將節理之走向、間距資料統 計如表3.1。

圖3.8 八斗子 SS3 砂岩層之節理判釋成果

其中SS3 有兩組明顯正交之節理（J1 及 J2、J3 及 J4），可能與此處位於七斗 山附近之背斜軸部有關，造成此處節理密集，惟仍待後續更全面觀察方能理解節理 分布與地質構造之關聯。

而除了上述的 SS3 砂岩層可用三維點雲資料進行節理分析，位於海蝕平台上 之 SS1 砂岩層亦可運用三維點雲所產製的正射影像判釋出四組節理（如圖 3.9 所 示，亦分別命名為J1、J2、J3、J4），並搭配 Pahl（1981）提出之測窗估計法得出 節理延續性。測窗估計法之公式（符號採用Priest（1993）之版本）如下：

其中 為測窗寬度； 為測窗高度； 為節理方向與測窗高度方向之夾角。

節理參數則定義為

上述 為兩端皆在測窗內（contained）的節理數量； 為兩端皆在測窗外

（transect）的節理數量； 為所有測窗內可見節理總數量（包含僅一端在測窗內 之節理，dissect）。

統計所得SS1 砂岩層中之節理平均走向、間距及延續性，並列於表 3.1 中。

圖3.9 八斗子 SS1 砂岩層之節理判釋成果

表3.1 八斗子 SS3、SS1 砂岩層之節理判釋成果

位置 節理組 數量 走向 (°) 間距 (m) 平均延續性 (m) 平均 標準差 平均 標準差

SS3

J1 10 N5W 4.1 6.35 3.66 J2 13 N82E 2.9 1.67 0.89 J3 10 N14E 3.9 7.29 4.59 J4 13 N75W 4.0 1.88 1.23 J5 2 N47W 0.8 16.12 －

SS1

J1 14 N12W 2.3 0.87 0.54 9.73 J2 40 N70E 3.6 1.23 0.31 0.98 J3 2 N1E 0.2 2.81 － 9.82 J4 2 N89E 0.5 7.23 － 3.27

註：SS3 之 J5、SS1 之 J3 及 J4 因在觀察範圍中僅有兩道，無法計算標準差。