研究成果

本研究以StaMPS 軟體執行 PS-InSAR 技術，得到 ERS-2、ASAR 以及 PALSAR 多元影像之大屯火山群地表形變之平均速度場，以下分別展示各

1995/12/09 0 1996/01/13 -295 1997/12/13 -638 1998/01/17 -491 1999/11/13 185 1999/12/18 366 2000/01/22 -159 2000/05/06 -62 2001/01/06 -561.9 2001/10/13 359.9 2003/02/15 -232 本研究以StaMPS 軟體進行 InSAR 及 D-InSAR 處理，以 PS 方法

作為影像配對方式，選出主影像和其餘影像組成之像對產製出干涉條 紋圖，圖4-2 為產製出之 10 張干涉條紋圖。

46

圖4-2 ERS-2 干涉條紋圖

由圖4-2 可見，以 PS 方法產製之干涉條紋圖，干涉條紋隨著像對 間的時間間隔之增加越來越不明顯，此現象在 2001 年後之像對越為 嚴重，此現象應證了文獻回顧一章中敘述，時間間隔過長將造成影像 同調性降低，無法產製良好干涉。因此，為有效增加干涉條紋圖之數 量，本研究使用SBAS 方法自行指定配對影像產製干涉條紋圖，圖 4-3 為SBAS 影像配對示意圖，圖之橫軸為衛星影像之日期，縱軸為影像 之垂直基線，綠色連線為配對之像對，以垂直基線與時間間隔為依據，

若小於程式設定之門檻值，即將其組合為像對，據此本研究使用ERS-2 影像配對出18 組像對組成干涉條紋圖。

47

圖4-3 ERS-2 之 SBAS 方法配對示意圖

配對像對後，即可使用StaMPS 產製干涉條紋圖，圖 4-4 為 SBAS 干涉條紋圖，由圖可見，SBAS 之干涉條紋圖較 PS 方法清楚，但因植 被覆蓋茂盛，於大屯火山群上仍無明顯之干涉條紋。

圖4-4 ERS-2 之 SBAS 影像配對示意圖

由於ERS-2 影像在大屯火山群沒有清楚之干涉，造成在此區之 PS 點位較為缺乏，為增加大屯火山群之PS 點數量，本研究將 PS 與 SBAS

48

兩方法組成之像對計算出之 PS 點位使用 MTI 方式結合，圖 4-5 為 ERS-2 影像 MTI 之 PS-InSAR 成果。

圖4-5 ERS-2 影像之 PS-InSAR 成果（mm/yr）

由圖4-5 可見 1995 年至 2003 年間在 LOS 方向上的地表形變之平 均速度場，為清楚看出 PS 點之地表形變趨勢，本研究將地表抬升之 PS 點展示為紅色，地表沉降之 PS 點展示為藍色。由圖可見，台北盆 地在此段時間為上升。綠色之線段代表現在偵測斷層之位置，可見在 藍色箭頭指出之地區，沿著斷層線兩旁的 PS 點趨勢相反，此現象顯 示在1995 年至 2003 年間因金山斷層、新莊斷層與台北斷層之影響，

使得斷層兩側之地表形變趨勢不同。

本研究主要以大屯火山之地表監測為主，因此利用為大屯火山群 之分布範圍為界限（圖 4-6），萃取位於大屯火山群上之 PS 點，經統 計得知在大屯火山群上之PS 點數量為 5502，其點位分布如圖 4-7 所 示，由圖可更清楚看出大屯火山群之地表變化可分為兩區域，以虛線

（a）為界，東側為沉降，西側則為抬升。為確認本研究成果之精度，

本研究於第四章第三節檢核成果。

金山斷層 崁腳斷層

台北斷層

山腳斷層

新莊斷層

49

圖4-6 大屯火山位置（淺綠色涵蓋範圍）

圖4-7 ERS-2 於大屯火山群之成果 二、ASAR 成果（2003 年至 2008 年）

本研究使用28 張 ASAR 影像，時間範圍涵蓋 2003 年 11 月至 2008 年 5 月，本研究選擇 2005 年 11 月 26 日之影像做為主影像，詳細影 像時間以及影像間的垂直基線長如表4-4 所列：

東側 西側

虛線（a）

50 2003/11/22 -508.3 2006/03/11 -110.8 2004/03/06 54.9 2006/09/02 515.1 2004/04/10 792.5 2006/10/07 -418.8 2004/05/15 -218.8 2006/11/11 -668.3 2004/07/24 378.5 2007/01/20 456.6 2004/08/28 65.9 2007/02/24 201.8 2004/10/02 -43.7 2007/03/31 352.4 2004/11/06 74.2 2007/06/09 21 2004/12/11 -135.9 2007/07/14 18 2005/06/04 -287.7 2007/12/01 242.9 2005/07/09 936.3 2008/01/05 -326.9 2005/08/13 -306.1 2008/02/09 248.1 2005/09/17 324.9 2008/06/28 153.7 本研究以StaMPS 軟體進行 InSAR 及 D-InSAR 處理，先以 PS 方

51

還要多，原因之一為主影像與各從影像之間的垂直基線長符合相關研 究所提之建議值，在選擇ASAR 主影像時採用位於時間序列中段之影 像，而在選擇ERS-2 主影像時，因垂直基線長限制，是採用在時間序 列中最早之影像，此選擇方式造成ERS-2 之時間間隔較長，像對間之 同調性降低，才會造成ASAR 之良好干涉圖數量優於 ERS-2 之情況。

為增加干涉條紋圖之數量以助於後續之PS-InSAR 成果，本研究使 用SBAS 方法自行指定配對影像產製干涉條紋圖，圖 4-9 為 SBAS 影 像配對示意圖，共產生43 組像對組成干涉條紋圖。

圖4-9 ASAR 之 SBAS 方法配對示意圖

圖4-10 為 SBAS 干涉條紋圖，由圖可見，在每張像對皆有清楚之 干涉條紋，與ERS-2 相比，ASAR 產製之清楚干涉條紋數量多於 ERS-2。

但由圖4-10 可見，由於 ASAR 感測器波長屬於 C 波段，大屯火山群 之地表植被覆蓋茂盛，造成ASAR 在此區較難穿透植被獲得真實地表 資訊，故此區缺乏清楚之干涉條紋，此現象會造成此區缺乏 PS 點。

故為增加大屯火山群之PS 點，本研究將 PS 與 SBAS 兩方法組成之像 對計算出之PS 點位使用 MTI 方式結合，圖 4-11 為 ASAR 影像 MTI 之PS-InSAR 成果。

52

圖4-10 ASAR 之 SBAS 干涉條紋圖

圖4-11 ASAR 影像之 PS-InSAR 成果（mm/yr）

由圖4-11 可見 2003 年至 2008 年間在 LOS 方向上地表形變之平均 速度，在金山斷層與崁腳斷層之間之 PS 點偏藍，表示其為抬升之趨 勢，而台北盆地在此段時間則為下降趨勢，與ERS-2 成果相比，兩者 在大屯火山群和台北盆地之平均速度場幾乎呈現相反趨勢，為了進一 步確認此現象之可信度，本研究於第四章第三節進行檢核。另外在藍 色箭頭指出之金山斷層的北緣，斷層兩邊之 PS 點趨勢不同，表示此

金山斷層 崁腳斷層

台北斷層

山腳斷層 新莊斷層

53

段時間因為金山斷層之影響，造成兩側之地表形變趨勢不同。

圖4-12 為本研究以大屯火山群位置向量圖將大屯火山群上偵測出 PS 點提取出來，在此區之 PS 點數量為 10,896，雖多於 ERS-2 之點位，

但其分布大致都在大屯火山群外側，可見地表形變趨勢以虛線（b）

為界，東側為抬升，西側為沉降。雖在大屯火山群中央部分之地表變 化情況較無法偵測出，但以此成果仍可幫助觀察大屯火山群外側之整 體趨勢。

圖4-12 ASAR 於大屯火山群之成果 三、PALSAR 成果（2007 年至 2011 年）

本研究使用16 張 PALSAR 影像，時間範圍涵蓋 2007 年 1 月至 2011 年 3 月，根據干涉原理之文獻回顧，選擇適當影像產製干涉條紋圖。

而PALSAR 影像有 FBS 與 FBD 兩種取像模式，在干涉處理時，可相 互轉換並組成像對產製干涉條紋圖，為增加在此時間序列中之像對，

產製足量之干涉條紋圖，本研究選用6 張 FBS 影像與 10 張 FBD 影像 進行處理。本研究挑選2010 年 1 月 20 日之影像做為主影像，詳細影 像時間以及影像間的垂直基線長如表4-5 所列：

西側 東側

虛線（b）

54

表4-5 PALSAR 影像垂直基線長

影像時間（年/月/日） 垂直基線長（m） 取像模式

2007/01/12 -2447.9 FBS 2007/02/27 -547.2 FBS 2007/07/15 -93.7 FBD 2007/08/30 203.6 FBD 2007/10/15 395.6 FBD 2008/01/15 718.7 FBS 2008/06/01 1202 FBD 2009/07/20 -967.2 FBD 2009/09/04 -528.7 FBD 2009/10/20 -282.8 FBD 2010/01/20 0 FBS 2010/09/07 782.6 FBD 2010/10/23 1056.2 FBD 2010/12/08 1044.4 FBD 2011/01/23 1385.2 FBS 2011/03/10 1910.5 FBS 本研究以StaMPS 軟體進行 InSAR 及 D-InSAR 處理，以 PS 方法

55

明顯，映證相關理論所提，波長越長之 SAR 影像，越有可能穿透植 被，得到真實之地表形變資訊。

以 PS 方法產製之干涉條紋圖，在 2011 年後之影像不佳，且因 PALSAR 穿透植被之能力較強，本研究預期以 SBAS 方法更有機會得 到良好之干涉條紋圖，故為增加干涉影像之數目，本研究使用 SBAS 方法自行指定配對影像產製干涉條紋圖，圖4-14 為 SBAS 像對配對示 意圖，本研究以PALSAR 影像，形成 25 組像對製作干涉條紋。

圖4-14 PALSAR 影像之 SBAS 方法配對示意圖

配對像對後，即可使用StaMPS 產製干涉條紋圖，圖 4-15 為 SBAS 方法產製之干涉條紋圖，由圖可見，以SBAS 產製之干涉條紋圖在大 屯火山區域有清楚的干涉條紋。在執行PALSAR 之 SBAS 方法時，本 研究發現PALSAR 之垂直基線較長之像對，仍可產製出良好干涉，但 在時間間隔較大之像對，則較不易產製良好干涉，故本研究推論，在 PALSAR 之干涉處理時，時間間隔之影響大於垂直基線長之影響。故 若以SBAS 方法配對 PALSAR 像對時，應優先考慮像對間之時間間隔 配對像對。

56

圖4-15 PALSAR 之 SBAS 干涉條紋圖

在PALSAR 成果中，大屯火山群有清楚之干涉，為在大屯火山群 上得到PS 點，本研究將 PS 與 SBAS 兩方法組成之像對計算出之 PS 點位使用MTI 方式結合，圖 4-16 為 ASAR 影像 MTI 之 PS-InSAR 成 果。

圖4-16 PALSAR 影像之 PS-InSAR 成果（mm/yr）

由圖4-16 可見 2007 年至 2011 年間在 LOS 方向上地表形變之平均 速度場，台北盆地在此時間序列中，整體呈現抬升趨勢。但仔細檢視 此成果後，本研究發現MTI 方法產製之成果雖然 PS 點數量較多，但 在小區域內會同時有抬升和沉降之現象。為檢核此現象之可信度，本

金山斷層 崁腳斷層

台北斷層

山腳斷層 新莊斷層

57

研究於第四章第三節檢核成果，並探討 PALSAR 之 MTI 成果是否適 合用以偵測大屯火山群地表形變。

圖4-17 為本研究以大屯火山群位置向量圖將大屯火山群上偵測出 PS 點提取出來，在此區之 PS 點數量為 4066，其分布足以看出大屯火 山群之地表形變趨勢。但在紅圈框選出之地區，更可清楚看見小區域 內同時有紅點與藍點之情況存在。

圖4-17 PALSAR 之 MTI 方法於大屯火山群之成果

ERS-2、ASAR 與 PALSAR 在大屯火山群與台北盆地之地表形變趨勢，

在不同時間序列中有不同之變化，而PALSAR 之 MTI 成果在大屯火山群雖 有足量PS 點，但在小區域內有明顯沉降與抬升同時存在之現象存在，故為 了進一步確認此現象之可信度，本研究於第四章第三節進行檢核。

58