6-1 結論
本文研究範圍為南海海域(經度109oE122oE、緯度4oN22oN)，利用 4 種大地任務之衛星測高資料，經由次波形演算法改正衛星測高之觀測量，再以兩 種方法計算研究區重力異常模型。本文除了使用重力地質密度法計算研究區水深 模型外，將已知的重力模型與水深模型作為先驗的知識，利用迴歸模式的理論，
計算精度更佳之水深模型。最後將水深模型以光學島礁海岸線進行修正，得到最 終水深模型，綜合本研究之方法與成果，可以歸納下列幾點結論：
(1) 衛星測高軌跡接近陸地時，衛星測高數據因為回波波形被破壞而不佳，利用 波形重定的方法，研究區重力精度可以提升 35%。
(2) 本文加入 Jason-1/GM 與 Cryosat-2 兩種新的衛星測高資料，相較於僅使用兩 顆衛星測高資料計算之重力異常模型，重力精度可以提升 0.3 mgal 。
(3) 比較 IVM 與 LSC 兩種計算重力異常的方法，IVM 與 LSC 計算之重力異常精 度相等，比全球重力網格 EGM2008(球諧展開至 2160 階)與 DTU10 精度更高，
與 Sandwell V21.1 精度相當。
(4) 本文利用 Case 5 重力異常模型作為計算水深模型之觀測量。重力地質密度法 計算之水深模型(Case A)精度較 ETOPO1 提升5m，但是比 Sandwell V16.1 模 型精度差38m。
(5) 以 Case 5 重力異常模型與 Case A 水深模型作先驗，於實驗區(經度 E
E o
o 112
111 、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，利用迴歸模式計算之水深模型(Case B)精度較 Case A 提升約10m、較 ETOPO1 模型提升15m，較 Sandwell V16.1 差29m。 (6) 以 Case 5 重力異常模型與 Sandwell V16.1 水深模型作先驗知識，於實驗區(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，利用迴歸模式計算之水深模型(Case C)精度 較 Case A 模型改善34m、較 Case B 模型改善24m、較 ETOPO1 模型改善
m
39 ，但與 Sandwell V16.1 精度差約 5 公尺。
(7) 以 Case 5 重力異常模型與 Sandwell V16.1 水深模型作為先驗知識，於三個實 驗區分別建立各自的建立殘餘重力-殘餘重力協變方矩陣及殘餘重力-殘餘水 深協變方矩陣，利用迴歸模式計算之水深模型 Case C、Case D、Case E 精度 差異不大。
(8) 融合衛星測高推估之水深模型與光學影像，島礁海岸線修正後，每個島礁海 岸線誤差改善率平均為 75%。
6-2 建議
綜合上述之結論，可以歸納出下列幾點建議：
制改善重力模型精度。
(2) 以迴歸模式計算水深可以使用更高精度船測水深作為先驗知識或約制衛星測 高反演之水深模型。
(3) 未來可利用高解析度光學影像數化 20 公尺暗礁線，並整合於純測高重力重建 之水深模型，預計可提升模型近岸精度。
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附錄 A 主要衛星測高任務
本附錄會簡介主要的衛星測高任務，下表 A-1 為各衛星測高之主要資訊。
(1) Geosat 衛星
美國海軍於 1985 年 3 月 12 日發射 Geosat( geodetic satellite )衛星，1985 年 3 月 30 日開始接收測高衛星資料，1986 年 9 月 30 日結束大地任務，衛星調整為 固定軌道，執行重複軌道任務，直到 1990 年 1 月 5 日結束重複軌道任務。
Geosat 衛星大地任務主要目的為獲取高密度的海洋數據，地面軌跡大約 4 公里，衛星高度約 800 公里，衛星傾角為 108 度。因為 Geosat 衛星大地任務軌 跡密集，所以可以提供精確的海洋重力場與解析度。
(2) ERS-1/ERS-2 衛星
歐洲太空總署(ESA)於 1991 年 7 月 17 日發射歐洲第一顆遙感探測衛星 ERS-1(European Remote Sensing Satellite)，為一顆太陽同步衛星，衛星高度約 785 公里，任務結束於 2000 年 3 月。ERS-1 主要用於重複監測全球大範圍的環境，
包含全球海浪動態狀況、海面風場、大洋環流、極地冰山與全球海平面變化等等。
ERS-2 衛星於 1995 年 4 月 21 日發射，與 ERS-1 軌道相同，也為太陽同步衛星。
ERS-2 搭載於衛星上的儀器較 ERS-1 多，主要用於探測大氣中臭氧的含量、監測 地表植披覆蓋情形。ERS-2 屬於重複軌道任務(ERM)，重複週期為 35 天。
(3) Topex/Poseidon 衛星
美國太空總署(NASA)與法國太空總署(CENS)共同合作開發的測高衛星任
務，為重複軌道任務(ERM)。於 1992 年 8 月 11 日發射，此測高衛星之觀測量(海 水面高)精度約 3.3 公分，衛星軌道高度約 1336 公里，軌道傾角為 66 度，重複週 期為 10 天。Topex/Poseidon 衛星軌道傾角較上述兩顆測高衛星低，是因為 Topex/Poseidon 測 高 衛 星 為 了 適 用 全 球 主 要 的 大 洋 在 地 球 上 的 分 佈 。 Topex/Poseidon 於 2006 年 1 月結束其測高任務。
(4) Envisat 衛星
Envisat 為歐洲太空總署(ESA)延續 ERS-1 與 ERS-2 的後續衛星，於 2002 年 3 月 1 日發射，衛星軌道高度約 800 公里，衛星軌道傾角為 98.55 度，屬於重複 軌道任務(ERM)，重複週期為 35 天，於 2012 年 5 月 9 日終止任務。
表 A-1 各衛星測高主要資訊
衛星 研制單位 衛星傾角
(度)
重複週期 (天)
跨赤道間距 (Km)
波形重定 有無 Geosat/ERM U.S.Navy 108 23 160 無
ERS-1/ERM ESA 98.5 35 80 無
ERS-2 ESA 98.5 35 80 無
Topex/Poseidon NASA/CNES 66 10 320 無
Jason-1/ERM NASA 66 10 320 無
Envisat ESA 98.5 35 80 無
Cryosat-2 ESA 92 369 7.5 有
Jason-1/GM NASA 66 不重複 7.7 有
Geosat/GM U.S.Navy 108 不重複 2 有
ERS-1/GM ESA 98.5 不重複 4 有
附錄 B Inverse Vening Meinesz
Inverse Vening Meinesz(IVM)求得研究區重力異常的處理過程是將沿軌跡殘 餘梯度利用 Least Squares Collocation(LSC)求出沿軌跡殘餘梯度之南北分量與東 西分量，將南北與東西分量利用一維傅立葉轉換(1-D FFT，Haagmans et al., 1993) 計算研究區殘餘重力異常，在考慮研究區重力參考場與最內圈效應影響，求得研 究區重力異常(Hwang, 1998)。IVM 公式如下。
q
)
(Hwang, 1998)。
附錄 C 波形重定演算法
由 OCOG 計算之前緣中點可以直接用於改正海水面高，但是使用 OCOG 得
門檻值演算法較無法精確計算前緣中點位置，因此用次波形門檻值演算法。次波
)) (Davis, 1997)，計算距離改正量。
附錄 D 重力地質密度法(GGM)
重力地質密度法(Gravity-Geological method, GGM)是重力模型計算水深模 型的方法，GGM 幾何結構圖如圖 D-1 所示。Ibrahim 與 Hinze(1972)提出重力異 常值可以分為短波長與長波長重力值，公式如下。
差(海水與岩石之地質密度差，約1.64gcm3)，E( j)為第 j 點參考水深模型之水 深值，Eref為研究區域最深之水深值。
因為南海海域最深水深值約 6000 公尺，所以式 D-2 參考水深值Eref為 6000 公尺，利用式 D-2 計算之gres( j)視為短波長的效應，EGM2008 重力值減去各控 制點之殘餘重力異常視為長波長的效應，將此長波長重力網格化成長波長重力網 格，利用測高重力網格減去長波長重力網格，可以得到短波長重力網格，再透過 下列公式，將短波長重力網格反演研究區水深值。
ref
res E
G i i g
E
2
) ) (
( (D-3)
其中E(i)為 GGM 法計算之水深模型網格， gres(i)為位置i之短波長重力網格 值，G 為萬有引力常數， 為地質密度差(海水與岩石之地質密度差，約
其中E(i)為 GGM 法計算之水深模型網格， gres(i)為位置i之短波長重力網格 值，G 為萬有引力常數， 為地質密度差(海水與岩石之地質密度差，約