4-1 結論
本研究提供一種省時且經濟的方法能夠利用衛星影像來監測海 岸線的位置。影像的前置處理上採用了直方圖等化以及影像強化，在 過程中發現，直方圖等化能夠提高影像中對比度，使主題突顯；影像 強化對於微小的水面波紋以及雜訊有消除的作用，在影像辨識上有很 大的助益。但風浪大時所拍攝的衛星影像會在碎波帶偵測出有大量的 水面波紋以及碎波所造成的白泡沫，對於海岸線判讀會造成許多的誤 判，需要利用其他 GIS 軟體來進行人工剔除是較為不便的問題。
若要將灘線修正至平均位置需要有可靠的潮污與波浪資料，本研 究利用 NAO.99b 推算臺灣西部、西南部、以及東部海岸的潮位站進 行測詴。發現 NAO.99b 在東部海岸的的潮位推算相當準確，而西部 海岸以及西南海岸近岸處有較大的誤差。故本研究提出一資料融合法 來對 NAO.99b 推算出來結果進行修正，經各潮位站測詴可改善 NAO.99b 的潮位推估結果。西部海岸的東石、箔仔寮及塭港三個測 站的 RMS 改善率為 64%；西南海岸的東港及小琉球兩個測站的 RMS 改善率為 73%；東部海岸的成功、富岡及綠島三個測站的 RMS 改善 率為 17%。但本方法仍需周邊有潮位站的資料，且推估位置必頇在周 邊潮位站的內插範圍內才有較好的修正結果，在以上兩個限制下，本 方法可用來推估往昔無實測潮位站地點的潮位高度，以及用來進行潮 位資料的補遺。在衛星遙測與工程設計的應用上有較大幫助。
透過衛星遙測技術配合本文提出的 OSM 修正灘線來分析外傘頂 洲的變遷狀況。灘線修正後的海岸線位置與實測資料比較後發現可改 善拍攝時潮位不同的問題。由分析的結果顯示外傘頂洲 1993 年至 2007 年間海側及陸側的變化趨勢皆有向臺灣本島靠近的陸化現象。
其中海側的陸化速度較陸側為快；西南側的陸化速度較東北側為快。
故外傘頂洲本體由目前的走向正以逆時鐘方向旋轉，並有向東南延伸 的趨勢。就目前臺灣本島與外傘頂洲的幾何位置關係來說，外傘頂洲 將逐漸與臺灣本島的西海岸平行而漸漸貼近臺灣西海岸，若此變遷趨
勢不改變的情況下外傘頂洲將成為臺灣西海岸的一部分。外傘頂洲北 側將於 2060 年與臺灣本島相連，南側則於 2174 會與本島相連。
臺南安平商港與漁港間養灘區域的灘線分析中，對影像中結構物 判讀結果平均 RMS 為 10.81m。而影像判讀平均灘線位置與實測地形 資料的比較結果平均 RMS 為 17.39m。養灘區域中間的 ST3、ST4 以 及 ST5 在馬刺型突堤施工前到完工後都是以相近的趨勢後退，並在 2005 年 11 月 15 日後漸趨平衡且稍微前進。養灘區域北側馬刺型突 堤後的 ST6 則在 2004 年 6 月即突堤興建時開始急劇的前進，於 2006 年 3 月 4 日漸趨平衡。
臺中港北淤沙區的灘線分析中，本研究利用 1993 年至 2003 年的 衛星影像資料透過影像前置處理以及灘線位置的修正，擷取出各年平 均水位處的灘線位置，以分析臺中港北堤以北至大甲溪河口處的灘線 變遷，並加入了臺中港務局 1996 至 2006 年間的地形實測資料進行長 期的灘線變遷分析，其結果顯示臺中港北堤至北攔沙堤間的沙灘段自 1993 年開始由於臺中港北堤的擴建工程而持續有淤積的現象直至 2004 年趨於穩定，而北攔沙堤以北的區域由於受到大甲溪河口的輸 沙補注，發展成一片廣大且複雜的淺灘地形，但除了 1993 至 1995 年 間有較大的淤積量之外，該區域沙量皆保持穩定。
除以上實際應用案例外，本文以時間相近的三幅衛星影像針對往 昔研究所提出的波浪溯升經驗公式作測詴，同時考慮了波浪溯升、平 均水位抬升，以及潮位變化等影響衛星影像中灘線位置的變量作了修 正。其結果顯示 Mase(1989)所提出的 R2%經驗公式最適合用於衛星影 像中的波浪溯升修正。此外在波浪變形修正中所需輸入的底床坡度，
較適合以 0 米線海側 62.5m 以及陸側 62.5m 兩點高程差除以距離來當 作平均底床坡度較為適合。本研究另外提出一流程，可在底床坡度未 知的狀況下，僅利用三幅影像擷取時的波高、週期、以及潮位高來對 灘線作修正。以上述的波浪變形修正配合 OSM 來修正受潮位影響的 灘線，不但可以同時考慮均勻變化的底床坡度，亦可以透過 OSM 所 計算出來的底床坡度來進行疊代，解決當底床坡度未知時，波浪變形 與潮位變化的修正工作，進行正確可靠的灘線修正。
4-2 建議
本研究透過遙測技術、影像處理的整合並考慮海洋科學中波浪與 潮位的修正方法來改善往昔的灘線測量方法，以期能在海岸工程規劃 上提供便利的監測技術。由於涉及的範圍廣泛，本研究流程中可能會 發生的誤差較難以估算。就目前應用的成果與經驗來說，可能的誤差 有四：1.潮位與波浪實測資料來源的誤差；2.遙測技術與邊界擷取技 術的誤差：3.波浪溯升經驗公式的誤差；4.研究基地底床坡度不符合 均勻時變率所造成的誤差等。其中第一與第二項未來隨著海象測量與 遙測技術的提升必能有更好的資料來源，第三項則需透過更多的水工 詴驗或數值模式來進行改善，而第四項誤差量需視衛星影像的時間取 樣間隔來作更進一步的評估。本研究未來可應用於海岸工程規劃、監 測及灘線變遷模式的發展。
參考文獻
1. 郭金棟、陳文俊、黃重誠(1997)，臺南縣海岸線砂洲變遷分析，
第十九屆海洋工程研討會論文集，臺中，第 553-560 頁。
2. 陳良健、徐啟崇(1998)，光學與合成孔徑雷達影像特徵分析於灘 線萃取之研究，第十七屆測量學術及應用研討會論文集，第 787-797 頁。
3. 張憲國，黃金維(2001)，以 NAO99b 潮污模式預測臺灣西岸潮污 之評估，第二十三屆海洋工程研討會論文集，臺南，第 105-111 頁。
4. 郭一羽 (2001)，海岸工程學，文山書局。
5. 何育廷，陳文福(2002)，外傘頂洲乾砂洲面積變化影響因子之探 討，第十二屆水利工程研討會,第 D190-D195 頁。
6. 吳哲榮、吳啟南(2003)，遙測技術應用於臺灣西海岸五十年來變 遷分析，航測及遙測學刊，第八卷，第三期，第 95-110 頁。
7. 呂黎光(2004) ，海岸線與面積之遙感測繪應用研究，海洋工程學 刊，第四卷，第一期，第 71-88 頁。
8. 張憲國、陳蔚瑋(2005)，以衛星影像探討外傘頂洲的海灘變遷，
第二十七屆海洋工程研討會論文集，臺中，第 823-830 頁。
9. 莊文傑、江中權(2006)，臺灣四周海域旋轉潮波系統之同潮圖，
第二十八屆海洋工程研討會論文集，高雄，第 325-330 頁。
10. 陳蔚瑋、張憲國、劉勁成(2007)，衛星影像分析安平港新增突堤 對灘線變遷之影響，第二十九屆海洋工程研討會論文集，臺南，
第 851-856 頁。
11. 陳蔚瑋、張憲國(2008)，臺灣沿岸潮位推算之資料溶合法」，第三 十屆海洋工程研討會論文集，新竹，第 325-330 頁。
12. 陳蔚瑋、張憲國、劉勁成(2009)，考慮波浪溯升與水位抬升因素 以衛星影像監測灘線變遷，第三十一屆海洋工程研討會論文集， 臺中，第 751-755 頁。
13. Boak, E. B, Turner, I. L. (2005) Shoreline definition and detection: A review, Journal of Coastal Research, 21(4), 688-703.
14. Cartwright, D. E. and Ray, R. D. (1990) Oceanic tides form geosat altimetry, Journal of Geophysical Research, 95(C3), 3069-3090.
15. Chen, W. W. and Chang, H. K. (2009) Estimation of shoreline position and change from satellite images considering tidal variation, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 84, 54-60.
16. Darwin, G. H. (1907) The Harmonic analysis of tidal observation and on tidal, in Scientific Papers, Vol. 1, Ocean tides and lunar disturbances of gravity, Cambridge University Press, London, 463.
17. Gardel, A. and Gratiot, N. (2005) A satellite image-based method for estimating rates of mud banks migration, Journal of Coastal Research 21, 720-728.
18. Gilvear, D., Andrew, T. and Corine, D. (2004) Detection of estuarine and tidal river hydromorphology using hyper-spectral and LiDAR data: Forth estuary, Scotland, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 61, 379-392.
19. Gonzalez, R. C. (2004) Digital Image Processing using MATLAB, Pearson Prentice Hall.
20. Groves, G. W. and Reynolds, R. W. (1975) An orthogonalized convolution method of tide prediction, Journal of Geophysical Research, 80(30), 4131-4138.
21. Hanson, H., Gravens, M. B. and Kraus, N. C. (1988) Prototype applications of a generalized shoreline change num numerical model.
Proceedings of the 21st international conference on Coastal Engieering, Costa del Sol Malaga, Spain, 1265-1279.
22. Horikawa, K. (1988) Nearshore dynamics and coastal processes, University of Tokyo press, Tokyo.
23. Hwang, C. and Chen, S. A. (2000) Fourier and wavelet analyses of TOPEX/POSEIDON-derived sea level anomaly over the South China Sea altimetry data, Journal of Geophysical Research, 105, 28785-28804.
24. Linwood, V. and Zeki, D. (2002) Coastal Engineering Manual, US Army Corps of Engineers.
25. Liou, J. C., Chang, H. K., Chen, W. W. and Liaw, S. R. (2009) Beach erosion and preventive countermeasure at Kangnan Coast, Taiwan, Journal of Coastal Research, 25(2), 405-416.
26. Matsumoto, K., Ooe, M. and Sato, T. (1995) Ocean tide model obtained from TOPEX/POSEIDON altimetry data, Journal of Geophysical Research, 100(C12), 25319-25330.
27. Matsumoto, K., Takanezawa, T. and Ooe, M. (2000) Ocean tide model developed by assimilating TOPEX/POSEIDON altimetry data into hydrodynamical model: A global and a regional model around Japan, Journal of Oceanography, 56, 567-581.
28. Mase, H. (1989) Random wave runup height on gentle slope, Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, 115(5), 649-661.
29. Munk, W. H. and Cartwright, D. E. (1966) Tidal spectroscopy and prediction, Philosophy Transac- tions Royal Society London, Series A, 259, 533-581.
30. Kobayashi, N., Cox, D.T. and Wurjanto, A. (1990) Irregular wave reflection and run-up on rough impermeable slopes, Journal of
31. Kobayashi, N., Wurjanto, A. and Cox, D. T. (1990) Irregular wave on rough permeable slopes, Journal of Coastal Research, Special Issue, No. 7, 167-184.
32. Komar, P. D. (1998) Beach Processes and Sedimentation, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, USA, 544 pp.
33. Kurosawa, T. and Tanaka, H. (2001) A study of detection of shoreline position with aerial photographs, Proceedings of Coastal Engineering, JSCE, 48, 586-590.
34. Ryu, J. H., Won, J. S. and Min, K. D. (2002) Waterline extraction from Landsat TM data in a tidal flatA case study in Gomso Bay, Korea,” Remote Sensing of Environment, 83, 442-456.
35. Ryu, J. H., Kim, C. H., Lee, Y.K., Won, J.S., Chun, S.S. and Lee, S.
(2008) Detecting the intertidal morphologic change using satellite data, Estuarin, Coastal and Shelf Science, 78, 623-632.
36. Saville, T. (1956) Wave run-up on shore structures, Journal of the Waterways Division of the American Society of Civil Engineers, 82(WW2), 925-1-925-14.
37. Schwiderski, E. W. (1980) On charting global ocean tides, Geophsics and Space physics, 18(1), 243-265.
38. Silvester, R. and Hsu, J. R. C. (1993) Coastal Stabilisation, Singapore:
World Scientific, 102 pp.
39. US ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995) Coastal Engineering Manual, Washington, DC, USA.
40. Zu, T., Gan, J. and Erofeeva, S. Y. (2008) Numerical study of the tide and tidal dynamics in the South China Sea, Deep-Sea Research Part I, 55, 137-154.