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2-3-1 地物判釋

常見的衛星影像判釋方式分為兩類:非監督式影像分類(unsupervised classification)與監督式影像分類(supervised classification),而這些都要經過地物 的分類、辨識、描述與檢核,兩者差別只取決於是否輔以相關地理資訊或人工 判釋協助分類。在分類成果完善後才能進一步佐以相關地理資料討論災害的特 性。

所謂非監督式影像是以光譜特徵為基礎,依據光譜輻射值直接聚集分類,

判釋成果較為不佳。而監督式影像分類則因為加入空間屬性資料或人工判釋一 一予以分類,相較於非監督式分類效果最佳,因此本研究也採以監督式分類影 像做為分類方法。

所謂監督式分類是先學習後分類的方法,在已知地物類型的前提下,所進行 的分類,大多分四個步驟進行,大致如圖 2-4:

資料來源:本研究繪製

圖 2-4 監督式分類流程圖

洪皓仁在對鳳山西集水區進行影像分類研究利用類神經網路分類法、監督 式分類、非監督式分類,進行三種分類方法比較。研究成果顯示非監督式分類 法只單以光譜特徵進行分類,結果最差,而監督式分類則因為納入空間屬性資 料為樣本,所以效果相較於非監督分類好(洪皓仁,2000)。

此外,相關影像判釋與分類研究中指出在一些常用的分類演算法如最大概 似法(the maximum likelihood)、帄行桿分類(parallelepiped classification)、或最 短距離法(nearest distance),當中以最大概似法分類效果最佳也是較為常使用的 演算法(楊永安,2007;劉晃丞,2006)。因此本研究除了以監督式分類為分類

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方式,也採以最大概似法進行影像分析,最後在進行人工判釋與評估分類情形 優劣。

2-3-2 衛星影像應用災害監測

衛星影像(Satellite images)本身具有不同解析度特性:空間解析度(Spacial resolution)、時間解析度(Temperal resolution)等,可以交錯運用在不同尺度的環 境監測。在 Kerle 等的研究中,便同時利用光學衛星與雷達影像監測尼加拉瓜 火山所造成的土石流災害。不僅使用的常見的光學影像外,也搭配使用雷達影 像,而雷達影像能令雲層干擾降低並輔以光學影像而達到最佳效果(Kerle and van Wyk de Vries, 2001)。

除了不同衛星影像應用外,Nichol 及 Wong 的研究中,採用不同空間解析 度的光學影像 SPOT 和 IKONOS 判釋崩塌地,其利用最大相似法對低解析度的 SPOT 影像進行地物分類,可監測約 70%的崩塌地;小尺度監測則用高解析度 的 IKONOS 影像,並與 1:10000 的航照影像作比較;該研究結合此兩種不同 空間解析度的影像進行崩塌地的監測與分析(Nichol and Wong, 2004)。

Karslia 在 2004 年採用多重時間尺度(multi-temporary scale)分析,在土耳其 地區利用七年間距的航照比對,從土地形態的變化進行環境監測。此研究大大 凸顯出遙測影像時間尺度的考量優點,並且得以整合過去歷史邊坡資料和實際 田野調查,最後研究以立體攝影測繪軟體評估並歸納崩塌地特性。

在國內,高解析度衛星影像近年來也多被應用在相關的自然環境議題研究。

黃兆吟(2006)透過 SPOT 影像分析溪頭地區植生指標(Normalized Difference Vegetation Index:NDVI)與裸露地間關係,發現在 NDVI 值越低地區其裸露地 崩塌情形較為頻繁並透過研究成果檢視人工造林之必要性檢討;而衛星影像也 扮演著重要政府策略實行的輔助角色,尤以災後重建等工作評估。謝禮丞等利 用 SPOT、IKONOS、MODIS 三類影像對南投地區森林火災分析(圖 2-5)並透過 影像針對災害面積、程度等檢視現行監測與管理政策(謝禮丞、欒家敏和顏添明,

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2004)。

資料來源:謝禮丞,2004

圖 2-5 衛星影像應用火災後林地重建評估示意圖

除自然環境的崩塌地與災變等事後決策支援外,衛星影像亦有應用於事前 監測與災害防範。楊永安在石門水庫地區透過衛星影像、航照判讀與實地調查,

進行崩塌的判釋分析,歸納出石門水庫集水區崩塌熱點,以防範過度開發。此 外也針對研究方式中三類常用監測方式提出相關優劣評估:以衛星影像尺範圍 大、快速、成本低;航照判讀則精確、時間成本較高;最後實地調查耗費成本 時間最高,但精確度最佳,其評比不失為之後相關研究參考(楊永安,2007)。

然災害不僅只侷限 GIS 與 RS 個別運用,許多學者亦多透過兩者的結合進 一步分析區域崩塌地或對土石流主題採用相關計量或運算模式歸納出當地的 坡地災害的區域特徵,而這些往往也常為國家區域發展重要的決策參考。

(Carrasco, Pedraza, Martin-Duque, Mattera, Sanz, and Bodoque, 2003; Delmonaco, Leoni, Margottini, Puglisi, and Spizzichino, 2002)。此外相關的災害學者亦積極透 過這些技術改善增進果研究侷限和屢屢發表新的研究發現與改善技術方式讓 崩塌災害評估與遙測影像和 GIS 的結合研究更為多元且精確(Carrara, 1992;

Wadge, 1988)。

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