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落石邊坡掃描成果

第四章 快速地形量測技術建立

第三節 落石邊坡掃描成果

本研究總計進行四處落石邊坡掃描工作,四處邊坡分別為台北市 信義區美的世界社區兩處及台北縣瑞芳南雅里兩處,落石邊坡掃描成 果如下所述。

一、 美的世界社區

台北市信義區美的世界社區兩處落石邊坡掃描位置如圖 4-10 所 示,由圖 4-10 衛星影像可知兩處落石邊坡均位於四獸山邊緣之陡坡,

美的世界社區則坐落於山谷凹處,鄰近上有多處社區依山而建。該處 社區過去曾有落石災害發生,落石災害發生位置如圖 4-10 中所示。圖 4-11 則為現地勘查時於該社區上方制高點所拍攝該社區與台北市之相 對位置,照片中同時亦可見岩盤露頭與可能落石來源區。本社區三維 雷射掃描係採用奧地利 Riegl 公司所製作之 LPM-2K 長距離雷射掃描儀 進行掃描,掃描過程說明如下:

1. 選定崩塌地之掃描區域(需通視,如圖 4-12 所示)

2. 選定 4 個後方固定點(如圖 4-13 所示)以進行 GPS 定位(如圖 4-13 所示)

3. 設定儀器並開始掃描,掃描步驟分別為先掃描後方 4 個固定點 (距離測定)後再行掃描於步驟所設定之崩塌地區域(掃描點如圖 4-14 所 示)。

本社區兩處落石邊坡之位置正好落於山谷之中,因此掃描時先分 別針對左邊坡與右邊坡進行,之後再將左右邊坡之掃描成果加以合併

三維雷射掃描完成之空間點座標資料進一步製作成高解析度之數值地 形模型,空間點座標資料轉製為高解析度數值地形模型係以美國 Golder 公司所發展之 Surfer 商業軟體進行,數值地形模型之製作成果 如圖 4-15 所示,之後再依據數值地形模型於接近落石邊坡之位置進行 剖面切割,以得到落石邊坡之二維地形資料,如圖 4-16 與圖 4-17 所示,

此二維地形剖面資料除提供落石邊坡之基本資訊如坡高、坡度、與邊 坡之粗糙度等,亦可作為後續落石分析最重要之邊坡幾何基本資料。

圖 4- 10 邊坡三維雷射掃描位置空照圖 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 11 邊坡三維雷射掃描位置空照圖 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 12 崩塌地三維雷射掃描位置

圖 4- 13 高精度 GPS 定位施測 (資料來源:本研究整理)

(a)

(b)

圖 4- 14 邊坡三維雷射掃描反射點資料 (資料來源:本研究整理)

(a) 美的世界數值地形模型全景

(b) 美的世界數值地形模型全景(放大顯示) 圖 4- 15 美的世界社區高解析度數值地形模型 (資料來源:本研究整理)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 -10

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

坡高

距離 樹木

推估原地面線

圖 4- 17 落石邊坡之二維地形剖面資料(第二處邊坡) (資料來源:本研究整理)

二、 瑞芳南雅里社區

本研究第二處邊坡掃描位置係位於台二線約 88.8 公里之南雅里社 區,由圖 4-18 衛星影像可知南雅里社區近似一三角形,該社區內除一 般住宅房舍外,尚有學校、商店、警察局等公共建築物,社區依山傍 海,而近山側之邊坡有潛在落石邊坡,社區過去曾有落石災害發生,

現勘亦發現多個巨型落石於邊坡坡址處,本研究於本社區選定兩處邊 坡掃描之位置如圖 4-18 與圖 4-19 所示。

本社區之三維雷射掃描係採用法國 Trimble 公司所製作之 GS200 雷 射掃描儀進行掃描,GS200 有別於前述之 Riegl 之 LPM-2K 長距離雷射 掃描儀,其掃描距離較短,約 200 公尺內,但可提供非常高精度與高 密度之掃描點資料,掃描過程說明如下:

1. 選定崩塌地之掃描區域(需通視,如圖 4-20 所示)

2. 選定 4 個後方固定點(如圖 4-21 所示)以進行 GPS 定位(如圖 4-22 所示)

3. 設定儀器並開始掃描,掃描步驟分別為先掃描後方 4 個固定點 (距離測定)後再行掃描於步驟所設定之崩塌地區域。

本社區兩處落石邊坡之分別位處山側與海側,因此掃描時分別針 對兩處不同邊坡進行。圖 4-23 顯示第一處邊坡旁之落石位置與其放大 之近景照片(如圖 4-24 所示),為確認本部掃描儀器之精度,本次掃描 另行增作本處落石之高精度掃描,同時與現場之落石型態與落石面上 之弱面進行比較。

4-28 所示,之後再整合分析模式進行後續之分析。

第二處邊坡位處海側,如圖 4-29 所示,其三維雷射掃描完成之空 間點座標資料將進一步製作成高解析度之數值地形模型,如圖 4-30 與 圖 4-31 所示。之後再利用內插方式將三維雷射掃描完成之空間點座標 資料將進一步製作成高解析度之數值地形模型,如圖 4-32 所示,空間 點座標資料轉製為高解析度數值地形模型係以美國 Golder 公司所發 展之 Surfer 商業軟體進行,再依據數值地形模型於接近落石邊坡之位 置進行剖面切割,以得到落石邊坡之二維地形資料,圖 4-33 至圖 4-34 所示,此二維地形剖面資料除提供落石邊坡之基本資訊如坡高、坡度、

與邊坡之粗糙度等,亦可作為後續落石分析最重要之邊坡幾何基本資 料。

圖 4- 18 南雅里社區第一處邊坡三維雷射掃描位置空照圖 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 19 南雅里社區第二處邊坡三維雷射掃描位置空照圖

圖 4- 20 第一處邊坡位置現地照片 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 21 第一處邊坡現場施作情形 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 22 GS200 雷射掃描儀(左圖)與 GPS 定位(右圖)

落石

圖 4- 23 第一處邊坡現場落石照片圖 (資料來源:本研究整理)

4- 24 第一處邊坡現場落石照片(近照)

(資料來源:本研究整理)

圖 4- 25 第一處邊坡數值地形模型全景 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 26 第一處邊坡數值地形模型疊合照片影像

圖 4- 27 第一處邊坡旁落石原始三維雷射掃描點 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 28 第一處邊坡旁落石原始三維雷射掃描點疊合照片影像 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 29 第二處邊坡位置現地照片 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 30 第二處邊坡原始三維雷射掃描點 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 31 第二處邊坡數值地形模型疊合照片影像 (資料來源:本研究整理)

圖 4- 32 第二處邊坡數值地形模型 (資料來源:本研究整理)

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 -10

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

坡高

距離

圖 4- 33 第一處邊坡落石邊坡之二維地形剖面資料 (資料來源:本研究整理)

244 245 246 247 248 249 250 251 30

35 40 45 50 55 60 65

坡高

距離

圖 4- 34 第二處邊坡落石邊坡之二維地形剖面資料 (資料來源:本研究整理)