第四章 研究方法及步驟 34
4.1)，分別埋設於地底下約 15 cm 與 45 cm 處 (圖 4.2)。
圖 4.1 埋設 DVD 光碟機模型實地情形
第四章 研究方法及步驟 35
圖 4.2 埋設 DVD 光碟機模型示意圖
在埋設完成之後，本研究在此試驗場的地表佈置一 1.0 m × 1.0 m 之施測網格面 (圖 4.3、圖 4.4)，測線間距 0.05 m，使用全罩式 1200 MHz 的透地雷達系統施測，施測方向為二正交方向，因此總 測線數為 42 條。而每條測線的空間採樣間距為 0.010 m，深度 (時 間) 採樣間距為 0.065 ns，深度 (時間) 採樣數為 512 點，相關的 佈線與儀器參數列於表 4.1。
第四章 研究方法及步驟 36
圖 4.3 實驗測區 DVD 光碟機模型實地施測情形
第四章 研究方法及步驟 37
圖 4.4 實驗測區 DVD 光碟機模型佈線幾何與目標物位置示意圖 表 4.1 實驗測區 DVD 光碟機模型佈線與儀器參數
控制單元 (control unit) MALǺ ProEx 儲存單元 (storage unit) HP notebook
天線 1.2 GHz 全罩式 (S/R-distance 0.06 m) 深度(時間)採樣間距 0.065 ns
深度(時間)採樣數 512 點 測線空間採樣間距 0.010 m
總測線數 42 條 (二方向正交 1.0 m × 1.0 m)
測線間距 0.05 m
第四章 研究方法及步驟 38
二、石棺模型案例：
此案例模型同樣埋設於國立台灣師範大學公館校區校園中，
為一以磚塊圍成 35 cm × 40 cm × 100 cm 的假想石棺，內部以現場 挖起之土石填實，埋置於大約 110 cm 的深處 (圖 4.5)。由於該模 型埋設已超過十年之久，雖然埋藏深度會有些許變化，但表土經 多年的重力壓實，相較於初設時期在信號特質上更為接近真實的 長年埋藏地點。
圖 4.5 控制場實驗所埋設之石棺模型，埋藏深度因時間年代長遠 已略為縮減 (余竑旻等人, 2012)
第四章 研究方法及步驟 39
本研究在此模型區之地表佈置一 3.2 m × 3.2 m 的施測網格面 (圖 4.6、圖 4.7)，測線間距為 0.2 m。該模型試驗場案例使用全罩 式 500 MHz 的透地雷達系統施測，施測方向亦為二正交方向，故 總測線數 34 條。而每條測線之空間採樣間距為 0.018 m，深度 (時 間) 採樣間距為 0.052 ns，深度 (時間) 採樣數為 1024 點，相關的 佈線與儀器參數列於表 4.2。
圖 4.6 實驗測區石棺模型佈線幾何示意圖
第四章 研究方法及步驟 40
圖4.7 實驗測區石棺模型實地施測情形
表 4.2 實驗測區石棺模型佈線與儀器參數 控制單元 (control unit) MALǺ ProEx 儲存單元 (storage unit) HP notebook
天線 500 MHz 全罩式 (S/R-distance 0.18 m) 深度(時間)採樣間距 0.052 ns
深度(時間)採樣數 1024 點 測線空間採樣間距 0.018 m
總測線數 34 條 (二方向正交 3.2 m × 3.2 m)
測線間距 0.2 m
第四章 研究方法及步驟 41
第四章 研究方法及步驟 42
圖 4.8 曲冰史前遺址與鄰近部落位置圖 (修改自陳仲玉, 1994)
性主要是灰、黑色板岩 (蘇澳相上部層) 及砂、頁岩互層 (烏來相 水長流層) (林朝棨, 1964)。山坡的板岩層被濁水溪侵蝕切割，形 成當地典型的聳立地峽 (圖 4.10)，為布農族與泰雅族在河谷中的 界限，零散的板岩則是當地疊砌房屋、墓葬石棺所使用的石材。
第四章 研究方法及步驟 43
圖 4.9 曲冰史前遺址測區衛星空照圖 (修改自 Google map 手機 版)
單就墓葬區而言，台灣原住先民特別是布農族盛行疊葬及室 內葬，經訪談當地鄉民得知，已發掘的墓葬區之下層仍可能有更
第四章 研究方法及步驟 44
圖 4.10 曲冰史前遺址之立體地形位置二度橫麥卡脫投影 (TM2)圖
早期的石棺存在。換句話說，遺址的文化層深度是否必須重新估 算? 此外，此地區之武界與曲冰的原住民目前屬布農族，北邊的 松林部落為賽德克族，東北邊的萬大為泰雅族 (圖 4.8)，以民族 學的觀點而言，這三個族群在過往的歷史中有何關聯是值得研究 的議題 (台灣原住民族資訊資源網, 2012；台灣原住民數位博物館, 2012；台灣原住民族歷史語言文化大辭典網路版, 2012)。三族在 近代歷史上皆有移居或受到迫遷的記載 (Wikipedia, 2012)，布農 族很可能是從別處遷徙至曲冰地區，那麼最早定居此處的初民是 來自何處？為何後來又消失呢 (陳仲玉，1994)？
以目前發掘出的豐富標本及遺跡，顯示曲冰史前遺址的聚落 文明相當複雜，如此複雜且豐富的文化遺址，僅有 1980 年代歷時
第四章 研究方法及步驟 45
第四章 研究方法及步驟 46
第四章 研究方法及步驟 47
掘區只能依據當年發掘時之聚落和墓葬平面圖 (圖 4.12) 與現場 地形測量數據比對推算。因工作時間短暫，於此測區本研究以簡 約的準三度空間 (pseudo-3D) 佈線方式，測試在最短的工時內如 何取得滿意的結果，及以事後數據內插補點的方式增加採樣的
圖 4.11 曲冰史前遺址測區一，目前現場及鄰近地表景觀及現場施 測佈線幾何
第四章 研究方法及步驟 48
圖 4.12 部份 1980 年代發掘於曲冰測區一之聚落平面圖及墓葬平 面圖 (修改自陳仲玉, 1994)，灰色矩形範圍為本測區 (3 m × 15 m)
可行性。故於此測區內，採取單向高密度單條測線內距離採樣 (0.017 m)，測線間距為 1 m，每條測線 15 m 長。測線中每條波跡 線 (trace) 的深度 (時間) 採樣間距為 0.18 ns，採樣數 512 點。由 於是使用 500 MHz 全罩式天線，其發射和接收天線的間距僅 0.18 m，信號可視為垂直入射。由已出土的遺存房屋及石棺資料得知，
曲冰史前遺址區的房屋遺跡方向大致略偏東北－西南向，石棺則 呈西北－東南走向，因此此測區之測線大約取東－西向，相關佈 線與儀器參數列於表 4.3。
第四章 研究方法及步驟 49
表 4.3 曲冰測區一之佈線與儀器參數 控制單元 (control unit) MALǺ ProEx 儲存單元 (storage unit) HP notebook
天線 500 MHz 全罩式 (S/R-distance 0.18 m) 深度(時間)採樣間距 0.18 ns
深度(時間)採樣數 512 點 測線空間採樣間距 0.017 m
總測線數 4 條 (東西向 15 m)
測線間距 1 m
曲冰測區二
為確認未發掘區的考古價值，本研究將探測範圍延伸至曲冰 遺址以外的未發掘區。測區二位於發掘區北端邊界外的林地 (圖 4.13)，面積為 11 m × 16 m。此測區內有一回填的房屋遺址，當年 編號為 F15，跨越發掘區的鐵絲網牆 (圖 4.14)。該房屋在曲冰遺 址的房屋分類上屬於第五類房屋，室內鋪置碎塊板岩地板，此房 屋遺跡基座約有五分之二落在測區二範圍內，可供信號比對之用。
第四章 研究方法及步驟 50
圖 4.13 曲冰史前遺址測區二，目前現場及鄰近地表景觀及現場施 測佈線幾何 (施測前已雇用山青除草整地)
圖 4.14 兩測區之相對位置，底圖重繪自陳仲玉 (1994) 聚落平面圖。
灰色區塊為可能尚未發掘的房屋遺址 (余竑旻等人, 2012)
第四章 研究方法及步驟 51
測區二的準三度空間測線佈線方式大致與測區一相似，此區 總共佈置 12 條至少 16 m 長由東向西的測線。測線中每條波跡線 的深度 (時間) 採樣間距為 0.052 ns，每條波跡線採樣數為 1024 點，以兩區的雷達波速度約略相同的情況下，測區二的採樣總深 不及測區一，但採樣密度為測區一的三倍，相關佈線與儀器參數 列於表 4.4。
表 4.4 曲冰測區二之佈線與儀器參數 控制單元 (control unit) MALǺ ProEx 儲存單元 (storage unit) HP notebook
天線 500 MHz 全罩式 (S/R-distance 0.18 m) 深度(時間)採樣間距 0.052 ns
深度(時間)採樣數 1024 點 測線空間採樣間距 0.017 m
總測線數 12 條 (東西向至少 16 m)
測線間距 1 m
第四章 研究方法及步驟 52 (perpendicular; PR)，且天線的寬邊 (broadside; BD) 相對沿著測線 方向移動。走離雜波測試必須將一天線固定，只移動另一天線，
第四章 研究方法及步驟 53
圖 4.15 經濟部中央地質調查所五萬分之一宜蘭區域地質圖。圖 a 為圖 b 中 BB’地質剖面，為最靠近清水地區之地質剖面。藍色矩 形區域為本研究透地雷達測區，紫色網點區域為河床溫泉出露 區，星狀點為台電清水地熱場舊址，座標是台灣二度分帶座標系 統 (修改自徐漢倫, 2007)
第四章 研究方法及步驟 54
第四章 研究方法及步驟 55
南澳北溪上游。岩性主要為變質砂岩與板岩所構成之礫石與砂，
各地厚度不一，蘭陽溪的沖積層可能超過 100 公尺。上述兩地層 為本研究測區之基本岩層，另外於構造上有兩個主要斷層和兩個 小斷層分布，主要斷層為西邊的牛鬥斷層與清水溪東南區的古魯 斷層。而於清水溪溪谷中，林啟文與林偉雄 (1995) 於三星圖幅 中敘述有清水溪斷層沿著該溪谷分布，推測與此區溫泉源頭有 關，另清水溪南側有翠峰湖斷層 (圖 4.16)。
圖 4.16 區域地層線性構造方向與分布區域圖 (摘自徐漢倫, 2007) 紅色粗線為地體構造、地層分界；黑線由左至右為牛鬥、翠峰湖 及古魯斷層；紅色細線為褶皺軸走向
第四章 研究方法及步驟 56
本研究於此野外測區內共佈置了五條測線，測線間距 10 m，
沿著清水溪河床成南北走向 (圖 4.17)，施測過程中測線經過多處 溫泉出露區旁側，由於施測時值初春氣溫仍偏低，故可明顯感受 到溪水溫度的變化。此案例所用儀器為 50 MHz 分離式天線透地 雷達系統，發射與接收天線間距 2 m，單條測線內空間採樣間距 為 0.10 m，測線中每條波跡線的深度 (時間) 採樣間距為 0.594 ns，每條波跡線採樣數為 1024 點。因為此區地貌環境崎嶇多變且 有溪水蜿蜒其中，所以各測線總長度不一，但至少皆有 109 m 以 上，佈線與儀器參數列於表 4.5。
圖 4.17 清水地熱野外測區，現場及鄰近地表景觀及施測佈線幾何
第四章 研究方法及步驟 57
表 4.5 清水地熱野外測區之佈線與儀器參數 控制單元 (control unit) MALǺ ProEx 儲存單元 (storage unit) HP notebook
天線 200 MHz 分離式 (S/R-distance 2 m) 深度(時間)採樣間距 0.594 ns
深度(時間)採樣數 1024 點 測線空間採樣間距 0.10 m
總測線數 5 條 (南北向至少 109 m)
測線間距 10 m
第四章 研究方法及步驟 58
第四章 研究方法及步驟 59
用。以下由本論文上述之各測區所得到的透地雷達反射數據，配 合各新的數據資料處理方法並與傳統資料處理方法比較與呈現。
4-2-1 近代時頻分析濾波方法
此新的濾波方法主要為自然對數轉換及總體經驗模組分解之 應用，以實驗測區中 DVD 光碟機案例為例 (圖 4.18)，可看出傳 統資料處理與近代時頻分析的資料處理方法有明顯的差異。
圖 4.18 實驗測區 DVD 光碟機 GPR 反射數據，東西向第 12 條測 線。 a. 原始數據，b. 傳統資料處理結果，c. NLT+EEMD
component 2，d. NLT+EEMD component 3 (皆無移位修正處理)
第四章 研究方法及步驟 60
另外在野外測區方面，選取曲冰史前遺址兩個測區來做傳統 資料處理與近代時頻分析資料處理方法之比較 (圖 4.19、圖 4.20)。
圖 4.19 曲冰測區一第 1 條測線。左：傳統資料處理流程，右：
NLT+EEMD component 2 (皆移位修正處理)
第四章 研究方法及步驟 61
圖 4.20 曲冰測區二第 3 條測線。上：傳統資料處理流程，下：
圖 4.20 曲冰測區二第 3 條測線。上：傳統資料處理流程，下：