本章節分為兩部分，第一部分分析利用不同的方法計算之五種不同的水深 模型。Case A 為利用重力地質密度法(GGM)計算之水深模型，參考場為 ETOPO2 與 EGM2008(球諧展開至 2160 階)，參考場皆為 2 分網格。Case B 與 Case C 分 別為利用 Case 5 重力模型與 Case A 水深模型、Case 5 重力模型與 Sandwell V16.1 水深模型之先驗知識，於實驗區一(經度111oE112oE、緯度11oN12oN)建立 殘餘重力-殘餘重力協變方矩陣及殘餘重力-殘餘水深協變方矩陣，利用迴歸模式 理論計算之水深模型。Case D 與 Case E 分別為利用 Case 5 重力模型與 Sandwell
V16.1 水深模型作為先驗知識，分別於實驗區二 (經度114oE115oE、緯度 N
N o
o 16
15 )與實驗區三(經度119oE120oE、緯度13oN14oN )建立殘餘重力-殘餘重力協變方矩陣及殘餘重力-殘餘水深協變方矩陣，利用迴歸模式理論計算 之水深模型。第二部分為 Case C 水深模型利用光學影像進行島礁整合，於研究 區內選取 28 個島礁，評估 Case C 水深模型經島礁整合前與整合後之改善率(Im)。
本研究採用內政部提供大陸礁層計畫之船測水深值作為檢核水深模型的資 料。本研究也比較全球知名的水深模型，如: ETOPO1(1'1')、DTU10(1'1')與 Sandwell V16.1(1'1')。
(1) 比較不同方法計算之水深模型與全球知名水深模型
表 5-1 為各水深模型與大陸礁層水深資料之差值統計，由表 5-1 可以發現 Case A 與 Case B 水深模型之精度皆較 ETOPO1、DTU10 佳，於精度部分較
ETOPO1 提升約 5~10 公尺，較 DTU10 提升約 27~37 公尺，故本研究區中 DTU10 水深模型精度最差。因為 Case B 由 Case A 作為先驗知識與參考場計算之水深模 型，Case B 精度較 Case A 水深精度提升約 7%，且 Case B 之平均值也較 Case A 接近於 0，因此迴歸模式可提升純測高重力重建水深模型之精度。Case A 與 Case B 之精度皆較 Sandwell V16.1 差。
將高精度 SandwellV16.1 水深模型與 Case 5 重力異常模型作為先驗知識，以 迴歸模式計算之 Case C 水深模型精度較 Case B 改善 17%，以更高精度之水深模 型作為先驗知識，可以改善水深模型之精度。此外，Case C、Case D 與 Case E 分別為不同實驗區建立殘餘重力-殘餘重力協變方矩陣及殘餘重力-殘餘水深協 變方矩陣，並以迴歸模式計算之水深模型，精度差異不大。因此本研究中實驗區 域的選擇對水深模型的精度影響不大。
表 5-1 各水深模型與大陸礁層水深檢核資料之差值統計(m)
Mean STD Max Min
Case A -5.409 148.491 1380.371 -1865.506 Case B -4.283 138.333 1301.064 -1516.572 Case C 13.236 114.880 1209.082 -1488.418 Case D 13.181 115.849 1306.063 -1406.061 Case E 13.233 115.356 1230.247 -1480.938 ETOPO1 -6.049 153.873 1685.898 -2295.117 DTU10 51.918 175.821 1907.854 -1711.159 SandwellV16.1 12.047 109.425 1755.174 -1727.140
圖 5-1 Case A 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
圖 5-2 Case B 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
圖 5-3 Case C 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
圖 5-4 Case D 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
圖 5-5 Case E 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
圖 5-6 DTU10 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
圖 5-7 ETOPO1 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
圖 5-8 Sandwell V16.1 與大陸礁層水深檢核資料差異圖
(2) 融合水深模型與衛星光學影像結果
本研究將 Case C 水深模型與 28 個光學島礁整合前與整合後之水深模型，內 插 28 個光學島礁位置之海深值與衛星光學影像數化之海岸線(假設水深值為 0 公 尺)進行差值比較，成果如表 5-2、圖 5-9 與圖 5-10 所示。由圖 5-9 與圖 5-10 可 以明顯看出每一個島礁位置的誤差量經過光學島礁海岸線修正後皆大幅下降。島 礁整合計算之結果有 6 個島礁改善率大於 90%，改善率最高的島礁為盟誼暗沙，
改善率為 98%。改善率最低的為東沙島，改善率為 0%，整體來看經過光學島礁 海岸線修正後，每個島礁海岸線誤差改善率平均為 75%。
表 5-2 水深模型經光學島礁海岸線整合前、後 與各光學島礁海岸線之差值(m)及改善率(%)
整合前水深模型 整合後水深模型 改善率
廣金島 -281.070 -39.733 86
磐石嶼 -120.830 -52.931 56
華光礁 -5.838 -0.705 88
中建島 -354.329 -98.079 72
石島 -18.320 -3.044 83
銀礫灘 -44.144 -15.547 65
全富島 -152.257 -8.403 94
金銀島 -204.758 -13.836 93
趙述島 -6.241 -5.011 20
永興島 16.099 -3.184 80
安達礁 -401.294 -95.625 76
福祿寺礁 -498.117 -80.017 84
小現礁 -744.488 -109.350 85
蓬勃堡 -192.159 -20.742 89
海馬灘 -92.068 -2.455 97
蓬勃暗沙 -1250.637 -415.909 67
艦長暗沙 -967.210 -157.045 84
半月暗沙 -578.179 -149.785 74
安渡灘 -11.133 -6.336 43
南安礁 -60.597 -25.582 58
盟誼暗沙 -103.069 -1.882 98
南屏礁 -256.463 -57.064 78
海寧礁 -40.698 -4.116 90
海安礁 -64.385 -17.374 73
仙娥礁 -470.278 -60.011 87
仙濱暗沙 -272.239 -30.017 89
仁愛暗沙 -419.535 -12.950 97
東沙島 0.391 -4.611 0
圖 5-9 Case C 水深模型與各光學島礁海岸線差值圖(整合前)
圖 5-10 Case C 水深模型與各光學島礁海岸線差值圖(整合後)
Case C 水深模型於南沙群島水深圖如圖 5-11，經光學島礁海岸線修正之結 合後於南沙群島水深圖如圖 5-12，由兩張圖可看出光學島礁海岸線修正。結合後 之水深模型如圖 5-13。於從 3D 水深立體模型可以看出馬尼拉海溝(Manila Trench)、海山(Seamount)與更詳細的海底地形。
圖 5-11 Case C 水深模型南沙群島水深圖(黑點為島礁位置)
圖 5-12 融合水深模型與光學影像於南沙群島水深圖(黑點為島礁位置)
圖 5-13 南海結合後水深模型