國立高雄大學土木與環境工程學系
碩士論文
防救災決策支援系統之開發與應用
－以高雄市颱洪災害為例
The Development and Application of Decision Support
System for Prevention and Mitigation of Typhoon
Hazards in the City of Kaohsiung
研究生：李啓榮 撰
指導教授：吳明淏
謝誌
承蒙吾師 吳明淏教授在研究所期間的諄諄教誨，給予課業及論文上 細心地指導，當我遭遇瓶頸時指引正確的方向，得以順利突破關卡並完 成碩士論文，在此獻上誠摯的謝意。同時，由衷感謝口試委員義守大學 土木與生態工程系 葉錦波教授、國立高雄應用科技大學土木工程學系 黃忠發教授、以及國立高雄大學土木與環境工程系 翁孟嘉教授，百忙之 中悉心審閱初稿，並提供寶貴意見與建議，使本文更為完善。 論文研究期間，感謝防災工程研究室的各位，越人、致呈、盛涵、 郁智、秉諭、浩仁、映如、京杰、政翰及柏淵的幫忙，感謝你們一路上 的陪伴與扶持，互相砥礪求進步，在我靈感缺乏之際能夠適時給予新的 想法，在我精神不濟時可以不吝提供歡笑聲來振奮人心。另外，也特別 感謝知心的朋友，你們的鼓勵都成為了我前進的動力！ 最後，將本文獻給我最親愛的父母親、姐姐、以及珮宜，由於你們 的細心照顧與關懷，才讓我能夠全心投入在這項目標中並完成學業，在 此致上最誠摯的感激！ 啟榮 謹誌 2013 年 7 月目錄
第一章 緒論... 1 1.1 研究背景 ... 1 1.2 研究目的 ... 2 1.3 研究方法 ... 3 1.4 論文架構 ... 5 第二章 文獻回顧暨相關技術探討 ... 7 2.1 引言... 7 2.2 高雄市颱洪災害應變作為 ... 7 2.3 災害防救資訊系統 ... 10 2.3.1 國外相關決策支援系統 ... 12 2.3.2 國內相關決策支援系統 ... 16 2.4 小結... 38 第三章 系統規劃與開發 ... 40 3.1 引言... 40 3.2 地理資訊系統 ... 40 3.2.1 地理資訊系統的基本架構 ... 41 3.2.2 地理資訊系統的使用效益 ... 44 3.3 Microsoft Silverlight 網頁技術 ... 45 3.3.1 Microsoft Silverlight 架構 ... 46 3.3.2 Microsoft Silverlight 開發工具 ... 47 3.3.3 Microsoft Silverlight 使用效益 ... 48 3.4 系統架構規劃與功能設計 ... 49 3.4.1 系統架構規劃 ... 523.4.2 系統設計與開發構想 ... 54 3.4.3 系統開發軟硬體環境說明 ... 56 3.5 系統資料庫建置 ... 58 3.5.1 資料蒐集流程 ... 60 3.5.2 資料彙整與轉換 ... 63 3.6 系統資料庫功能展示 ... 69 3.6.1 自然環境圖層功能展示 ... 70 3.6.2 防救災資源分布功能展示 ... 70 3.6.3 防救災基本圖資功能展示 ... 72 3.6.4 歷史災情分布功能展示 ... 72 3.6.5 即時監測資訊功能展示 ... 74 第四章 系統實作與應用 ... 76 4.1 引言... 76 4.2 權限管理系統之開發 ... 76 4.2.1 帳號權限管理 ... 77 4.2.2 災害警戒管理 ... 84 4.2.3 電子佈告管理 ... 87 4.2.4 檔案管理 ... 89 4.3 主管會報災情統整系統 ... 89 4.3.1 淹水災害潛勢研判功能 ... 90 4.3.2 土石流災害潛勢研判功能 ... 93 4.3.3 坡地崩塌災害潛勢研判功能 ... 95 4.3.4 外部資料研判功能 ... 97 4.4 防災資料庫之應用 ... 100
4.4.1 救災資源查詢 ... 100 4.4.2 歷史災情查詢 ... 101 4.4.3 災害模擬情形 ... 102 4.5 颱洪應變決策支援之應用 ... 103 4.5.1 情資研判 ... 105 4.5.2 可能致災區評估 ... 110 4.5.3 預警作業協助 ... 110 第五章 結論與建議 ... 115 5.1 結論... 115 5.2 建議... 117 參考文獻 ... 119
表目錄
表 2- 1 颱風應變時期需掌握資訊綜整 ... 18
表 3- 1 國內 GIS 應用說明列表 ... 45
表 3- 2 各單位資料蒐集內容 ... 62
圖目錄
圖 1- 1 資訊系統平台建置流程 ... 4 圖 2- 1 中央與高雄市災害防救體系關聯示意圖 ... 8 圖 2- 2 疏散撤離作業決策過程 ... 10 圖 2- 3 災害應變中心決策擬定過程 ... 11 圖 2- 4 SWQAT 水源品質評估工具展示畫面 ... 13 圖 2- 5 RAISON 系統整合工具階層圖 ... 14 圖 2- 6 DISRR 使用者操作介面 ... 16 圖 2- 7 颱風災害應變資訊應用流程 ... 19 圖 2- 8 颱風應變前期系統輔助決策資訊 ... 21 圖 2- 9 颱風應變中期輔助決策資訊 ... 22 圖 2- 10 颱風應變後期輔助決策資訊 ... 22 圖 2- 11 地方於災害應變之應用畫面 ... 24 圖 2- 12 公路防救災資訊系統基本模組 ... 25 圖 2- 13 防災雲服務網架構示意圖 ... 27 圖 2- 14 公路預警機制四階段 ... 29 圖 2- 15 公路防災雲資訊服務網於 100 年南瑪都颱風應變過程 ... 30 圖 2- 16 公路防災資訊系統預判公路提前警戒路段 ... 30 圖 2- 17 地質資料整合查詢系統架構 ... 32 圖 2- 18 地質資料整合查詢系統介面 ... 34 圖 2- 19 地質資料整合查詢系統圖台 ... 34 圖 2- 20 災害管理資訊系統（EMIS）架構圖... 37 圖 2- 21 災害管理資訊系統應變作業主要功能 ... 37 圖 3- 1 地理資訊系統架構圖 ... 42圖 3- 2 Silverlight 架構圖 ... 47 圖 3- 3 Microsoft Silverlight 的特色 ... 49 圖 3- 4 高雄市防救災決策支援系統架構圖 ... 52 圖 3- 5 系統功能模組設計 ... 54 圖 3- 6 地理資訊系統功能設計 ... 56 圖 3- 7 系統開發軟硬體環境示意圖 ... 58 圖 3- 8 防救災空間資料庫設計流程 ... 59 圖 3- 9 防救災空間資料庫建置規劃 ... 60 圖 3- 10 資料來源蒐集規劃 ... 61 圖 3- 11 資料建置示意圖（以土石流潛勢溪流為例） ... 64 圖 3- 12 二度分帶座標 TWD97 大地基準 ... 66 圖 3- 13 資料匯入空間資料庫 ... 66 圖 3- 14 系統資料庫功能展示 ... 69 圖 3- 15 自然環境圖層功能展示 ... 70 圖 3- 16 防救災資源分布功能展示 ... 71 圖 3- 17 防救災基本圖層功能展示 ... 72 圖 3- 18 歷史災情分布功能展示 ... 74 圖 3- 19 即時監測資訊功能展示 ... 75 圖 4- 1 決策支援系統設定功能介面 ... 77 圖 4- 2 使用者帳號管理介面 ... 78 圖 4- 3「新增」使用者帳號畫面 ... 79 圖 4- 4「編輯」使用者帳號畫面 ... 80 圖 4- 5「刪除」使用者帳號畫面 ... 81 圖 4- 6 群組管理介面 ... 81
圖 4- 7「新增」群組畫面 ... 82 圖 4- 8「編輯」群組畫面 ... 83 圖 4- 9「刪除」群組畫面 ... 84 圖 4- 10 選擇「行政區」畫面 ... 85 圖 4- 11 加入「村里」畫面 ... 85 圖 4- 12 修改「備註」欄位畫面 ... 86 圖 4- 13「淹水警戒區域設置完成」畫面 ... 86 圖 4- 14 編輯「道路災害」功能畫面 ... 87 圖 4- 15「建議事項」功能畫面 ... 88 圖 4- 16「罐頭文字」功能畫面 ... 88 圖 4- 17「檔案管理」功能畫面 ... 89 圖 4- 18 主管會報平台介面 ... 90 圖 4- 19 淹水災害功能畫面 ... 90 圖 4- 20 警戒區功能畫面 ... 91 圖 4- 21 已有淹水災情功能畫面 ... 92 圖 4- 22 地區指引功能畫面 ... 92 圖 4- 23 土石流災害功能畫面 ... 93 圖 4- 24 紅色警戒功能畫面 ... 94 圖 4- 25 黃色警戒功能畫面 ... 94 圖 4- 26 坡地崩塌災害功能畫面 ... 95 圖 4- 27 已達警戒功能畫面 ... 96 圖 4- 28 預告警戒功能畫面 ... 96 圖 4- 29「道路災害」功能畫面 ... 97 圖 4- 30「圖層載入」功能畫面 ... 98
圖 4- 31「補充資料區」功能畫面 ... 99 圖 4- 32「資料匯出」功能畫面 ... 99 圖 4- 33 防救災資料庫畫面 ... 100 圖 4- 34 救災資源查詢畫面 ... 101 圖 4- 35 歷史災情查詢畫面 ... 102 圖 4- 36 災害模擬畫面 ... 103 圖 4- 37 情資研判簡報製作功能 ... 105 圖 4- 38 颱風事件描述 ... 106 圖 4- 39 颱風事件初步分析 ... 107 圖 4- 40 颱風路徑分析 ... 108 圖 4- 41 氣象資訊研判 ... 109 圖 4- 42 可能致災地區評估 ... 110 圖 4- 43 淹水災害潛勢研判內容 ... 111 圖 4- 44 土石流災害潛勢研判內容 ... 112 圖 4- 45 坡地崩塌災害潛勢研判內容 ... 113 圖 4- 46 道路災害潛勢研判內容 ... 114 圖 4- 47 建議事項研判內容 ... 114
防救災決策支援系統之開發與應用
－以高雄市颱洪災害為例
指導教授：吳明淏 教授 國立高雄大學土木與環境工程學系 學生：李啓榮 國立高雄大學土木與環境工程學系 摘要 台灣因地理位置特殊而經常遭遇天然災害的嚴厲挑戰，其中颱風所帶來的豪雨常於 台灣地區造成嚴重的災害，諸如水災、土石流、坡地崩塌等災害，皆導致許多寶貴人命 與財產的損失。同時，由於都市化發展驅使人口及產業紛紛向都市集中，災害一旦發生， 災損規模往往屢創新高，這也凸顯各項防救災資源的妥善調度及掌控的重要性。高雄市 防救災決策支援系統建置之主要目的是為了提升整體災害分析預警作業效率，將即時監 測資料、災害預警模式以地理資訊系統技術加以整合，運用加值資訊於災害應變過程進 行災害情資研判與推演。本研究以災害應變中心從業人員之任務為考量，因應災情綜整 之作業及人員流動率高之問題，在系統中建置了情資簡報匯出功能，使相關人員在資訊 獲得上具備同一基礎。整體架構主要利用地理資訊系統技術及相關工具，將基本圖資套 疊災害潛勢以顯示災害的空間分布情形，同時蒐整各級單位之防救災資源並進行格式律 定、轉換及展示，以完整建構系統功能。於本文中透過應變過程說明如何利用防救災決 策支援系統，即時掌握各類資訊提供後續決策之參考。 關鍵字：颱風、天然災害、地理資訊系統、決策支援系統The Development and Application of Decision Support
System for Prevention and Mitigation of Typhoon Hazards in
the City of Kaohsiung
Advisor : Professor Min-Hao Wu
Institute of Civil and Environmental Engineering National University of Kaohsiung
Student : Chi-Jung Lee
Institute of Civil and Environmental Engineering National University of Kaohsiung
ABSTRACT
Taiwan is an island with various natural hazards. The torrential rainfall accompanied with typhoons frequently causes the serious disasters, such as floods, debris flows and landslides, which results in the loss of lives and damage of properties. Moreover, the concentration of population and industries is actuated by the urbanization. The induced loss frequently breaks the record as a disaster occurs, so as to show the importance of efficient management and dispatch for rescue resource. The fundamental purpose for building of decision support system of Kaohsiung City is to promote the efficiency on disaster pre-warning and emergency response. The integration of real-time monitoring data and disaster pre-warning modules through geographical information system (GIS) is utilized in the emergency operations. This study gives the background of recent developments in decision support system of Kaohsiung City. The analysis of disaster-affected areas with population mapping is conducted to predict the spatial distribution of typhoon induced disasters. With the support system, all necessary information would be integrated immediately for decision making and performance of emergency response operation would be facilitated.
Keywords: typhoon, natural hazard, geographical information system, decision support system
第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
近年來由於全球氣候變遷加劇造成極端氣候事件發生次數頻繁，且 因台灣所處西太平洋地區為全球颱風發生頻率最高之處，故颱風為主要 的天然災害之一。根據中央氣象局統計 1897 年至 2012 年 9 月間颱風侵 襲台次數，總次數共計 503 次，表示在 116 年期間平均每年侵台次數約 4 至 5 次，其中又以 8 月份時的颱風侵襲次數 155 次最多，約佔全部的 31%。 且颱風的侵襲經常伴隨著強風及豪雨，甚至引發山崩、土石流等重大災 害。在颱風季節期間的暴雨，一小時最大降雨量可達 300 毫米，一日最 大量更可達 1,748 毫米，幾與世界紀錄值 1,870 毫米並駕齊驅。 除面臨颱風之威脅外，台灣因地理條件相當特殊，各種複合型災害 發生機率不可輕忽。根據 2005 年世界銀行災害高風險區評估報告，台灣 是全球災害潛感相對較高之國家，就颱風、洪患、地震、乾旱等四大災 害而言，約 90%的人口須面臨二種以上災害，73%的人口會遭遇三種災害（The World Bank, 2005）。相較其他國家，台灣於防災工作需投入更多
具體行動與準備工作，以降低災害造成之損失。 防災工作之落實必須深耕地方，除了人員素養的提升外，各項防救 災資源的調查及掌控也日益重要，無論是在防救災人員、物資備設備以 及場所等資源的檢視上，或是當災害發生時，各層級之應變中心須立即 對災害之地點、影響範圍與災情的有所掌握。為整合相關資訊並加以分 析運用，透過資訊服務平台技術之運用可於災害應變過程中快速提供決 策者災害情資與救災能量之參考，以徹底發揮政府整體災害防救效益。
1.2 研究目的
台灣每年 5/1 至 11/30 為防汛期，於七個月的汛期期間，是台灣雨量 最豐沛的梅雨及颱風季節，二者皆會帶來連續性豪雨，也是最易發生水 患的時刻。近年來防災資訊日漸受到重視，如何建立完整之防災資料庫 及具即時性之查詢系統為一相當重要課題。透過本研究進行高雄市防救 災決策支援系統之規劃與建置過程中，藉以達到下列三點目標。 1. 資料庫建置 運用地理資訊系統之整合、操作、分析、展示等功能，將中央部 會署、地方政府及民間組織之災害防救資訊建置成空間資料庫，並予 以「視覺化」展示於電腦介面上。透過資料的連結可輕易的載入所需 圖資，以進行分析、查詢等功能，利於決策者規劃之用。 2. 功能設計 藉由科技之發展輔助防災工作之推動，並結合基層防災人員從實 務經驗所習得之相關技能可使災害防救工作更具效益。因此，本研究 先行徵詢市府防災人員之需求以利進行系統功能設計，其中包含各項 防救災資源、歷史災點分布、災害警戒資訊以及氣象監測資訊…等面 向，期能提供應變中心值勤人員最方便獲取各項資訊的資訊平台。 3. 災害管理應用 以地理資料庫為基底建置一套防救災應變輔助決策系統，配合救 災人員、裝備現況，於第一時間提供決策者最適當之判斷，以利指令 之決斷與下達。除因應應變中心從業人員之迫切需求外，亦可提供災 害防救業務人員平時減災、災前整備之即時且正確的專業資訊。1.3 研究方法
為實現高雄市防救災決策支援系統整體規劃之構想，資訊體系的研 究發展顯得相當重要，無論是災害潛勢分析評估或防救災資源資料庫， 皆須仰賴大量的環境資料蒐集、彙整與分析，且將分析結果透過視覺化 方式加以展示，以提供決策者據以擬定可行的指令與措施。再者，大部 分的災害資料，如颱風路徑、雨量分佈、土石流或崩塌地位置、淹水區 域範圍等皆具有空間分佈特性，因此地理資訊系統技術已被大量用來進 行災害資料之空間分析及管理。利用地理資訊系統技術及相關工具，將 基本圖資套疊災害資料以顯示災害的空間分佈情形，並透過後續空間分 析以提供決策判斷之依據。 由於目前災害防救業務承辦人員多為兼辦災害防救業務，且多無災 害防救之背景知識而導致人員專業素養不足，面對如此複雜繁瑣的防災 工作時，即因工作負荷大，致人員流動率高（姚等, 2010）。於災害應變 中心開設期間，指揮官所需之各項颱風動態情資必須透過幕僚單位進行 相關資訊綜整，然而相關執勤作業需仰賴經驗之積累方能有效率地完成 情資蒐整。因此本研究為補強這方面工作，於系統架構中增設了情資研 判簡報匯出功能，透過此項功能可快速獲取系統自動化研判資訊並提供 應變中心人員同一水平基礎之報告內容，確保情資研判報告之品質。 高雄市政府致力發展防救災之空間決策支援資訊系統平台，而隨著 國土資訊系統的發展，目前各機關均產出大量地理圖資，為建置防救災 共同空間資料庫所需之大量向量及影像圖資提供良好基礎。有關本研究 之資訊系統平台建置流程圖如 1-1 所示。1.4 論文架構
依據上述研究動機、研究目的與研究方法，本研究於「防救災決策 支援系統之開發與應用－以高雄市颱洪災害為例」，共規劃五個章節進行 論述，各章節內容與概要介紹分述如下： 第一章 緒論 針對本研究之研究背景、研究目的與研究方法分別敘述，並對研究 架構與系統流程規劃作一整體性的說明。 第二章 文獻回顧暨相關技術之探討 回顧地理資訊系統於防災資訊的應用與發展，透過文獻資料瞭解內 政部國土資訊系統於防災資訊系統之推動歷程，以及交通部公路總局、 經濟部中央地質調查所等各自建置之資訊平台，就其系統開發及建置過 程進一步考量高雄市防救災資訊系統之需求。 第三章 系統規劃與開發 本章節內容著重於資訊系統之開發構想，初步概念成型後即可考量 匯入資訊系統之資料庫種類與型態，以及加值處理過程。藉由掌握國土 資訊系統以全台灣尺度而開發的災害應變輔助決策系統功能架構，並與 市府機關進行功能需求之訪談，對於建構高雄市防救災決策支援系統有 相當大助益。就現況分析瞭解高雄市政府因應颱洪災害所採取之應變處 置作為，例如警戒發布、災情查報通報流程、資源調度，以及指令下達 等方面之通盤考量。結合各權責單位提供之救災資訊並匯入市府既有救 災空間資料庫中，透過系統進行後續資料的統計與分析，便於日後加值 運用。第四章 系統實作與應用 本章節內容主要講述高雄市防救災決策支援系統建置過程，透過流 程可清楚瞭解系統建置初期至系統成果展現的過程中，各階段作業與颱 洪災害資訊系統的結合。目前本研究提供權限管理系統、主管會報災情 統整系統、氣象監測資訊及防災資料庫之查詢等功能面向，可供使用者 查詢歷史災情點位、防救災資源資料庫與災害潛勢資訊等資料。經由介 接中央氣象局之即時氣象資訊，觀測實際及預估雨量值並作為淹水災害、 土石流災害及坡地崩塌災害即時警戒資訊發布之依據。 第五章 結論與建議 綜合本研究於防救災決策支援系統建置流程之注意事項與實作應用 之說明，並提出未來相關研究所需考量之建議與方向。
第二章 文獻回顧暨相關技術探討
2.1 引言
本研究旨在建置高雄市之防救災決策支援系統，將市府與各區公所 之災害防救相關資訊彙整，並經由網際網路作為災害預警、應變等資訊 傳遞或交換運用，例如易致災區域地點、各式防救災據點、各項防救災 資源分布、防救災道路、各項災害標準作業程序、各相關表單等，俾利 於市府各局處與各區公所災害防救業務人員能透過網際網路於此系統迅 速查詢得平時減災、整備與災時應變所需之災害防救資料。SojdaI(2007) 表示一套決策支援系統之開發能否成功且有效地符合使用者的需求，必 須以具備完善且正確的資料庫為主要，進而提高系統決策能力的充足性、 效能與信賴度。 本章節首先介紹台灣現行之防災體系，以及高雄市政府面臨颱洪災 害時之權責機關，並說明應變中心開設時機與等級以及相關應變作為。 同時藉由蒐集國內外於災害防救資訊系統發展與應用之相關文獻資料， 以瞭解防災工作與資訊科技之結合，並整理各系統於防災應用之特點， 作為建構高雄市防救災決策支援系統之參考。2.2 高雄市颱洪災害應變作為
防救災分工與運作機制為災害防救工作中重要的基礎，台灣現行防 災體系可分為三個層級，將其分為中央層級、縣（市）層級及鄉（鎮、 市）層級。為推動災害防救工作，高雄市政府依「災害防救法」規定， 設立高雄市政府災害防救體系之運作，並依任務分為災害防救會報、災 害防救辦公室、災害防救專家諮詢委員會，以及災害應變中心等四組織，其與中央災害防救體系間之關係圖如圖 2-1 所示。 中央災害防救會報 召集人：院長 副召集人：副院長 委員：政務委員、秘書長、各部會首長、專家學者27-31人 中央災害 應變中心 中央災害防救委員會主任委員：副院長 副主任委員：政務委員、內政部長 執行長：內政部長兼任 委員：副秘書長及各部會副首長23人 緊急應變小組 內政部：風災、震災、重大火災、爆炸災害。 經濟部：水災、旱災、公用氣體與油料管線、 輸電線路災害。 農委會：寒害、土石流災害。 交通部：空難、海難、陸上交通事故。 環保署：毒性化學物質災害。 其他災害。 特 種 搜 救 隊 及 訓 練 中 心 國 家 災 害 防 救 科 技 中 心 全民防衛 動員 高雄市災害防救會報 召集人：市長 副召集人：副市長 委員：有關機關、單位首長、軍事機關代表 及具有災害防救學識經驗之專家、學者。 高雄市災害防救辦公室 主任：副市長。 副主任：秘書長、水利局長、消防局長。 執行秘書：消防局遴派簡任級以上人員。 其他縣市 民間組織 緊急應變小組 災害應變中心 災 害 防 救 專 家 諮 詢 委 員 會 搜 救 組 災 害 防 救 專 家 諮 詢 委 員 會 國 軍 （ 支 援 救 災 ） 消防局：風災、輻射災害、爆炸災害 工務局：震災 經濟發展局：公用氣體與油料管線、輪電線路災害 海洋局：養殖漁業寒害、海難(漁港區、漁船海難)、海嘯 交通局：空難、海難(渡輪、觀光船海難)、陸上交通事故、 捷運營運(列車衝撞或出軌)災害 環保局：毒性化學物質災害 捷運工程局：捷運工程災害 勞工局：職業災害 農業局：農、林、牧業寒害、動物疫災 水利局：水災、旱災、坡地災害(崩塌、地滑)、土石流災害 圖 2- 1 中央與高雄市災害防救體系關聯示意圖 （資料來源：高雄市政府消防局） 高雄市政府消防局為風災之災害防救業務主管機關，負責執行應變 中心各項災害防救緊急措施及辦理中心之幕僚工作，並依據高雄市災害
應變中心作要點（100 年 6 月 17 日高市府四維消管字第 1000064050 號函 訂頒）視颱風災害狀況分級開設，其開設時機區分二級開設與一級開設。 1. 二級開設： 開設時機：氣象局發布海上或海上陸上颱風警報，颱風動向可能 對本市造成影響（本市未列入颱風警戒區域），經消防局研判有開設 必要者。 2. 一級開設： 開設時機：氣象局發布海上陸上颱風警報，預測颱風暴風圈將於 十八小時內接觸本市陸地（本市列為警戒區域），經消防局研判有開 設必要者。 高雄市災害應變中心設於本市消防局綜合大樓暨中央災害應變中心 南部備援中心，平時由消防局救災救護指揮中心執勤人員維持二十四小 時常時三級開設。遇有重大災害發生或有發生之虞時，由災害防救業務 主管機關依作業要點規定分級開設。當颱洪災害應變中心開設時，為處 理災害防救事宜或配合中心執行災害應變措施，災害防救業務計畫指定 之機關、單位或公共事業應設緊急應變小組並建立緊急應變機制，主動 互相聯繫協調通報，並執行災情蒐集、查證、彙整、通報、災害搶救及 救災資源調度等緊急措施。另由主政機關消防局通知高雄市災害防救辦 公室、工務局、水利局、警察局、民政局、社會局、環保局…等有關機 關，於規定時間內指派科長職務以上之專責人員進駐應變中心，以配合 執行災害應變措施，持續運作至災害狀況解除為止。其中高雄市災害防 救辦公室於應變期間需負責綜整各方資訊，諸如颱風動態、氣象資訊、
各類災害潛勢預測情資、災情觀測監控、災害預警應變、以及應警戒區 域與注意事項等關鍵資訊，並須於最短時間內呈報於市長（指揮官）知 悉。透過防救災決策支援系統之運用可有效且即時整合各方重要資訊並 產製一份完整的情資研判報告，作為指揮官決策參裁建議。
2.3 災害防救資訊系統
為使高雄市防救災決策支援系統之功能設計能用得及時、妥適，本 研究蒐集了國內外學者對於資訊系統建置或有關災害應變過程中所需意 識到的原則及走向。2005 年 Lindell & Prater 指出，由於颱風及民眾的行 為充滿不確定性，致使決策者於疏散撤離時機顯得複雜而難下決斷，其 中不確定性包含颱風路徑、強度、暴風圈半徑與移動速度，以及警戒區 的人文特性、居住型態、交通載具與撤離時間等諸多因素。決定是否啟 動疏散撤離的時機是地方政府一直以來都面對著的挑戰，在某些疏散撤 離的案例中，常牽動了數以萬計的民眾，除非相關單位能完善規劃整場 疏散撤離作業，否則龐大的交通運輸量將遠遠超出當地道路網絡的承載 容量，而造成整體作業窒礙難行且會產生無謂的成本開銷以及政府公信 力喪失等結果（如圖 2-2）。2012 年 Stefanescu 表示所謂的決策支援系統係將各種領域（氣象、 水文、地理資訊系統…等）進行整合與串連，使用者於面對災害的預測、 減災或是預防等階段，即可依據系統產出的資訊與建議以因應不同狀況 而採取相對應的行動。2003 年 HOLZw 等人認為一套良好的系統可展示 完整且明確的警戒資訊與資源分佈，有助於災害應變中心指揮官之決策 擬定（如圖 2-3），而決策之擬定關乎於下列三點： 1. 依據市府與區公所所掌握的資源程度而定。 2. 在預防與疏散撤離階段，針對危急區域的處置則有不同的方法與 管道。 3. 將民眾及管理者結合至一共同資訊與溝通的平台。 圖 2- 3 災害應變中心決策擬定過程（HOLZw et al., 2003） 2012 年 Coletti 等人提到許多天然災害事件與日俱增讓愈來愈多社 區開始重視易致災區域的特性評估；然而易致災調查與評估作業常需要 大量的專業諮詢與資源輔助，導致多數社區根本無法輕易取得相應的資
訊。因此，在洪患預防與應變階段，位於易受災地區（沿海、低窪或地 質敏感區）的民眾需要更直接、更及時的有用資訊，以及一組具備良好 資源及策略整合的資訊平台(HOLZw et al., 2003)。目前有愈來愈多的資訊 系統不僅限於水災預測的應用，而是將更多有益資訊結合至系統平台中， 諸如財產風險評估與相關減災方法及策略，以強化決策支援系統的功能 運用(Ahmad & Simonovic, 2006)。
2.3.1 國外相關決策支援系統
2.3.1.1 印度–SWQAT 工具（Surface Water Quality Assessment
Tool）
總合污染指數（Overall Index of Pollution）是一種簡單且能夠精確評 估水源品質的方法，透過指數分析所得到的分數可進一步區分成極佳、 尚可、輕微污染、中度污染與重度污染等類別。而為有效率進行不同地 區之水源品質之評估工作，印度國家環境工程研究機構建置一套以電腦 自動化、用戶體驗與單機操作為主的表面水品質評估工具，用以計算水 源之總合污染指數數值，並透過 Google Map 將其空間位置與分析結果展 示於地圖平台。
SWQAT 主要由三大模組所構成，分別為輸入模組（Input module）、
總合污染指數計算模組（OIP calculation module）與視覺轉譯模組（Visual
interpretation module），以下就前述模組進行概要說明。
1. 輸入模組（Input module）
此模組建有各地區豐富的水源品質參數資料庫，而使用者可運用 此資料庫進行水源品質參數的設定，根據欲模組之需求自行選取不同
河川及評估週期。
2. 總合污染指數計算模組（OIP calculation module）
此模組提供使用者根據「一般」、「固定」與「動態」等不同的分
析方式進行 OIP 分數之計算。
3. 視覺轉譯模組（Visual interpretation module）
完成計算的 OIP 數值資料皆會逐筆紀錄於軟體中，並能夠與圖 形化介面連結。而 SWQAT 工具已建有地理空間展示功能，結合 Google Map 將水源品質資料與 OIP 評估數值進行圖面展示，如圖 2-4 所示。
圖 2- 4 SWQAT 水源品質評估工具展示畫面（Sharma et al., 2013） SWQAT 這套自動化評估水源品質的系統所運算出來的結果可在不 同時間點模擬不同位置的水源品質，因而利於使用者更能全面地的掌握 各地區的水源問題，並針對問題需求擬定有效的改善措施。最重要的是
這項評估工具所得到的結果可結合 Google Map 服務並將資訊圖像化，讓 使用者能夠以最直接的視覺感官獲取資訊。
2.3.1.2 加拿大–RAISON 系統（Regional Analysis by Intelligent
Systems ON microcomputers）
環境決策支援系統為環境資訊系統的一種特定型式，可協助決策者 有效率地找到待解決問題所需的相關資訊與最佳方案，加拿大國家水資 源研究院開發之 RAISON 系統即為一環境決策支援系統，其整合了環境 資料、文字資訊、衛星影像、基本圖資以及相關準則。 決策支援系統與資訊系統之建構元素一直以來都存在著各種看法， 一部分人主張應用於特定狀況之資料庫管理系統即可視為決策支援系統； 另一部分人認為地理資訊系統本身即是相當好用的決策支援系統。然而， 加拿大所開發之 RAISON 決策支援系統融入了多種知識準則與功能工具 （如圖 2-5），透過統一平台之整合可使各功能工具間無縫連結，且能更 容易與更有效率地處理各種問題。RAISON 系統以知識準則為基礎進行決策支援系統開發，在環境科 學與經濟方面皆能提供決策者相當有助益的參考方向。再者，此系統最 主要的優勢在於加拿大國家水資源研究院長期致力於系統的發展與維護； 而且在系統開發之初即定位為無專利設計，這讓有使用需求的用戶端能 夠廣泛地運用系統提供的豐富資源與功能。由此可知，決策支援系統的 建置與開發需要獲得政府機關的全力支持，才能讓系統的特色與價值持 續地發展運作下去。
2.3.1.3 義大利–灌溉決策支援系統（The Decision Support
System for Irrigation）
灌溉決策支援系統（DSIRR）是一套用於農業-經濟環境的工具，尤 其著重在灌溉方式的評估。該工具主要以農業經濟學的角度就農民於生 產與灌溉技術之決策擬定過程進行模擬，而其中以構建不同的農場模式 （farm model）來描述集水區內的生產系統條件。在農場模式下，使用者 能夠依據農場類型之條件而運用圖形化界面快速將水、勞動力和設備的 利用率量化。透過方便且簡單的操作便可產生相當豐富的資訊，可見 DSIRR 在於永續農業發展和健全水政策定義等方面皆有良好的成效。 為建置一套完善的系統，DISRR 主要採用三個資料庫來針對不同的 集水區、農場和場景類型選擇預先定義的係數，再結合圖形化操作介面 （如圖 2-6）讓使用者可輕鬆的選取所需模擬情境下之條件設定，而快速 得到結果以作為決策參考。
圖 2- 6 DISRR 使用者操作介面（Bazzani, 2005） DSIRR 之開發係主要以能提供使用者最佳解決方案為目的，並非作 為一個規範性工具，其理念在於提供使用者面對目標達成過程中所產生 作法衝突的一種權衡工具，透過資料庫中不同情境與條件的模擬後，能 給予適當的決策分析與參考，進而讓使用者自行判斷適合自身面臨困境 的最理想方案。
2.3.2 國內相關決策支援系統
2.3.2.1 中央災害應變中心災害應變決策輔助系統
為保障人民生命財產安全，政府每年需投入許多人力及經費於災害 防救相關業務的推動工作，包含因應天然災害的減災對策及應變措施等。 雖然目前的科技力量尚無法遏止天然災害的發生以及精準預測災害發生 之規模，但平時若能採取適當的減災（Disaster Mitigation）策略，即可有 效降低災害所帶來的風險與損失。例如颱風來襲時，運用先進的監測及 預報技術可預知颱風路徑、動態與挾帶的雨量，再對照建置完備的災害 地圖（Hazard Maps）進一步推估可能發生淹水或土石流災害的區域，而得以提早疏散居民，有效降低災害損失程度。 國家災害防救科技中心近年來引進研考會之資訊服務平台技術，將 相關部會署之資訊進行整合並加值處理，發揮政府整體災害防救效益， 有效降低資訊整合的時間，並運用加值資訊提供災害應變過程中之情勢 研判與掌控。為使中央災害應變中心內相關人員於臨災時更加有效率掌 握各方資訊，國家災害防救科技中心著手建置災害應變決策輔助系統， 整合災害應變所需之各類資訊，以提供掌握全局的作戰地圖。 建置一套以中央層級為導向之災害應變輔助決策系統需有效結合各 部會署之第一手資訊，方能於應變階段達到即時監測、判斷以及指揮調 度的成效。系統以颱風災害應變之整體災害應變資訊應用流程為例進行 需求分析，就時間尺度而言，颱風侵襲台灣大致可分為下列三個時程： 1. 海上警報發佈至海上陸上警報發佈前 此階段因台灣尚未受到颱風的影響，因此以颱風侵襲前之整備工 作為重點，所需資訊掌握包含颱風未來動向分析、未來可能降雨分布 分析、人員機具整備狀況等。 2. 海上陸上警報發佈後至災情發生前 當海上陸上警報發佈後之颱風動向已能有所掌握，此時相關即時 監測資訊如降雨及河川水位等動態資訊的蒐整分析，更能輔助情勢掌 控，且利於啟動災害規模預判以及後續之疏散撤離作業。 3. 災情發生後 當颱風登陸造成災情發生時，相關災情之掌控與後續的應變搶險 救災為此階段的重點，因此即時災情資訊、救災資源調度、以及緊急
疏散等資訊之快速整合與運作為此階段之主要工作。 就以上之時間進程來看，不同階段所需資訊需求重點各異，因此對 於相關資訊之準備以及系統之開發，應考量時間上的需求，進行相關資 訊呈現，以輔助決策者進行整體指揮調度。相關資訊整理如表 2-1 所示。 表 2- 1 颱風應變時期需掌握資訊綜整 應變 階段 應變事務 救災應變需掌握之資訊 海 上 颱 風 警 報 颱風動態與 災害預判 颱風動態及降雨分析 海上警戒區域 近期重大活動可能影響 歷史個案分析 災害區位及類型預判 近期重大工程點位資訊 防災整備 各級應變中心開設狀況 收容物資場所整備 救災人力機具預劃 登山離島遊客漁工疏散安置 海 上 陸 上 颱 風 警 報 動態監測 資訊蒐集 雨量、水情 各地停班停課情形 交通通阻狀況 疏散撤離人數與收容所開設情形 預警作為 災害規模預判 預警訊息發佈 預防性疏散避難 緊急災害 應變作為 調節性洩洪、低窪地疏散、封橋 異地收容的整備 災 情 發 生 災情綜整 坡地災害 交通中斷 關鍵基礎設施 建物損失 淹水災害 人員傷亡 農業損失 搶險救災 救災資源調度 民間救災物資與志工調度狀態 緊急疏散與安置 （資料來源：國家災害防救科技中心，2011） 就空間尺度來講，災害應變過程中決策者若要進行整體指揮調度， 必須瞭解各地之地理及社會狀況，因此相關基礎圖資的完整性將影響後 續資訊之提供。另外就颱風災害應變流程來講，相關資訊需求可大致區 分為模擬預警、監測、災情以及操作調度等四大區塊，如圖 2-7 所示。 針對上述災害應變資訊需求，其背後所需之災害相關資料包含基本資料、
歷史資料、模式資料、即時監測資料、遙測影像資料及救災資源等資料。 然因政府本身權責分工分屬不同部會署，為讓決策者及應變人員能迅速 掌握所需資訊，且能快速整併及有效運用，因此建立跨部會資訊共享平 台以進行資訊共享運用為當前災害防救重點工作。 圖 2- 7 颱風災害應變資訊應用流程 （資料來源：國家災害防救科技中心） 綜合上述之資訊需求分析，為使中央災害應變中心內相關人員於臨 災時更加有效率掌握各方資訊，國家災害防救科技中心著手建置災害應 變決策輔助系統，整合災害應變所需之各類資訊，以提供掌握全局的作 戰地圖。災害應變決策輔助系統就以上之需求進行開發，然因各類資訊 分別分散於各權責部會中，故透過災害防救應用服務平台進行圖資彙整 並以圖形化、結構化呈進行系統呈現。整體系統設計原則如下： 1. 以使用者角度進行系統開發，其使用者設定為中央災害應變中心 決策者及相關部會署。
2. 以空間作戰地圖方式進行資訊呈現，全方位掌握災害狀況。 3. 整合各單位災害資訊，並依應變時程不同需求提供相應之空間資 訊。 4. 系統介面以多分隔畫面進行災害資訊監測與分析，並可即時進行 主功能模組與次功能模組間之切換。 5. 各類資訊以主題圖方式快速呈現。 整體系統框架以中央災害應變中心人員為需求考量，並依據應變流 程而定之設計原則進行系統建構。以颱風應變階段為例，分別就颱風侵 台的三個時程進行系統介紹： 1. 海上警報發佈至海上陸上警報發佈前 當颱風警報發佈後，為讓決策者瞭解颱風未來動向，系統提供即 時各國颱風路徑預測資訊，讓使用者可瞭解未來颱風動態。當颱風接 近台灣地區時，可透過颱風降雨分析呈現降雨空間分布之情形。另外 也透過歷史災害之蒐整將過去災害分布區域與降雨可能之分布區域 進行套疊分析，以瞭解災害發生潛勢區域，如圖 2-8 所示。 2. 海上陸上警報發佈後至災情發生前 當颱風侵襲期間，系統可提供即時降雨與水位監測資訊，以即時 監控水情狀況；另透過已發佈之災害預警區域，系統可提供易成孤島 地區之區位資訊、人口、道路交通狀況以及鄰近之避難場所等資訊輔 助決策者進行疏散避難之決策研判，如圖 2-9 所示。 3. 災情發生後 當颱風已造成災情時，系統可提供災情分布之空間資訊，以瞭解
災害分布狀況；另外系統也可提供收容避難資訊，使決策者能掌握災 害分布狀況及救災調度資訊；此系統除了災害點位資訊外，也同時提 供遙測影像以輔助決策者進行災害規模掌握，如圖 2-10 所示。
圖 2- 9 颱風應變中期輔助決策資訊
（資料來源：國家災害防救科技中心）
圖 2- 10 颱風應變後期輔助決策資訊
災害應變決策輔助系統於近幾年已在中央部會之災害應變運作工作 中，發揮掌握即時狀況、輔助操作調度的功效。然為擴大使用層面至地 方政府，國家災害防救科技中心於 100 年著手開發整合性之颱風災害地 方應用模組，提供地方協力團隊及地方政府系統分析加值後的圖資，期 於災害應變分析研判工作上，獲得足夠的資訊，如圖 2-11 所示。 災害應變須迅速反應各類狀況，因此地方政府使用者所需之情資研 判輔助系統，主要以反應地方的現地狀況，且能將地圖直接定位至當地， 完整呈現全區的防災資訊為考量；在功能面部分，則避免增加操作的複 雜度；資訊內容的部分，提供必要性的主題圖資。在災害應變階段，為 讓使用者能掌握颱風災害各類情資，系統增設氣象、淹水、坡地及研判 四大主題。 1. 氣象主題主要以目前之氣象資訊為主要重點，因此使用者可透過 氣象主圖如颱風路徑，累積降雨等主題，瞭解現地狀況。 2. 淹水主題除了提供鄉鎮警戒雨量及淹水災害潛勢地圖查詢外，也 增加即時之雨量、各類警戒及災情資訊，讓使用者可快速對照淹 水災害如水利署即時淹水警戒資訊。 3. 坡地主題主要提供鄉鎮警戒雨量及坡地災害潛勢地圖查詢外，也 增加即時之雨量、各類警戒及災情資訊，讓使用者可快速對照坡 地災害如水保局土石流警戒資訊。 4. 研判主題主要提供中央災害應變中心之情資研判會議記錄資訊， 讓地方能快速掌握中央所發佈情資研判結果。
圖 2- 11 地方於災害應變之應用畫面 （資料來源：國家災害防救科技中心） 國家災害防救科技中心建立之災害應變決策輔助系統，其使用族群 已由初期設定之中央部會之應變決策者，逐步擴大使用層面至地方政府。 系統雖有效整合了中央各部會署豐富的資訊，也因應地方政府對於情資 研判輔助系統之需求而增設氣象、淹水、坡地以及研判主題，但就地方 政府及在地協力團隊之使用者角度而言，除了必要之監測資訊外，地區 性（村里尺度）資料（例如保全對象、避難資訊、歷史災情、災害模擬… 等）仍需進一步提升精度並完整建置於系統當中，方能使地方政府決策 者直接掌握當地重點區域特性。
2.3.2.2 公路總局公路防災資訊系統
交通部公路總局現行的防災資訊系統係為執行公路防災預警機制之 輔助工具，此系統區分為公路防救災資訊系統及公路防災雲資訊服務網，上述二類系統之說明如下。 1. 公路防救災資訊系統 由交通部運輸研究所於 2007 年整合「公路救災管理系統」及公 路總局的「災害快報登錄系統」發展而成，至 2012 年起交由公路總 局持續維護及擴充事宜。 該系統主要功能為公路防救災資料庫之建立，包含應變小組動員 整備資訊（含輪值表、資源配置點及輪值日誌等資訊）、災情及預警 性封路訊息通報與統計資訊（含網路、簡訊及 LBS 通報等資訊），其 中網路通報部分亦包含災情照片及替代路線圖等資訊。另該系統亦包 含預警性燈號警示功能（含燈號閃示及警戒聲）及基本資料維護（含 單位、人力、契約商、重點監控路段、橋梁、文件上傳…等基本資料）。 系統原先著重於災害發生後的災情填報，後改變為防災預警功能的強 化，如更多防災通報功能、預警性封路資料查詢、警戒燈示模組及通 報便利性之功能。該系統之基本模組組成如圖 2-12 所示。 圖 2- 12 公路防救災資訊系統基本模組 （資料來源：交通部公路總局） 該系統分為正式網、備援系統、教育學習網及數位評量網等多種 不同用途之系統。
(1) 正式網：主要提供公路防救災資訊彙整之用。 (2) 備援系統：當正式網無法提供正常服務時，接手提供必要 之服務。 (3) 教育學習網：提供與正式網相同之服務，可讓不熟悉系統 的人，可以放心的進行練習。 (4) 數位評量網：用來評估使用者是否真的瞭解系統的使用操 作。 2. 公路防災雲資訊服務網 公路防救災雲資訊服務網主要以分散式雲端服務平台來派送地 理資訊系統資料，利用入口伺服器分配使用者至目標雲端伺服器，達 成使用者分流之目標，而提高使用者人數頻寬及圖資下載速度。該服 務網之圖資源於公路總局 99 年 6 月開發建置之公路防救災 GIS 決策 支援系統（建於 Google Earth 平台）；而為能提供更多人員使用該系 統，自 100 年 6 月始開發建置公路防災雲服務網，以雲端伺服器架構 並提供帳號密碼入口網服務一般民眾及防救災應變人員。 新版資訊服務網除具備原公路防救災 GIS 決策支援系統中「山」、 「水」、「路」、「橋」、「人」及「災」等六大面向之基本圖資外，公路 總局也持續進行既有圖資的擴充及維護工作，其整體架構如圖 2-13 所示。
圖 2- 13 防災雲服務網架構示意圖 （資料來源：交通部公路總局） 該服務網以應變小組人員之預判、部署、預警、應變之防災程序 重新調整階段性需掌握之資訊及作為，並參考中央氣象局為公路總局 開發之客製化 QPESUMS 重點監控路段、橋梁警示系統，進而建立 預警燈示模組以供防災作為參考。系統功能著重於圖形（含 GIS）展 示效果，且可將前述公路防救災資訊系統之資訊以 GIS 圖形化顯示。 公路防救災資訊系統及防災雲資訊網雖扮演不同角色，卻能將資訊以 GIS 單層或疊層方式共展，如此可運用於相關防災警戒點判釋及防災 預警之研判。有關公路總局之防災預警機制（如圖 2-14）可區分為預 判、部署、預警及應變等四階段，其中預警階段係為預警應變三級制， 其說明如下： (1) 預警等級（黃色警示） A. 定義：氣象局發佈劇烈天氣特報，且預測降雨量達到降
雨觀測指標行動值或實際降雨量累積達降雨觀測指標預 警值時，可界定為此等級。 B. 交通管制方式：路段維持通行，並通報地方政府、當地 派出所及管制站人員對現場進行警戒。 C. 用路人資訊：為因應降雨規模擴大而提升道路應變等級， 用路人可收聽警察廣播電台以注意該路段管制應變訊 息。 (2) 警戒等級（橙色警戒） A. 定義：視各路段不同情形，當實測降雨量累積達降雨觀 測指標警戒值以上，可劃分為此類等級。 B. 交通管制方式： 路段維持通行，惟可能出現零星落石及 小規模土石坍流，管制點人員勸導遊客避免進入該區 域。 C. 用路人資訊：勸導近端用路人提早撤離，遠端用路人避 免行經該路段。 (3) 行動等級（管制封閉，紅色燈號） A. 定義：視各路段不同情形，當實測降雨量累積達降雨觀 測指標行動值以上，可劃分為此類等級。 B. 交通管制方式：經研判後續仍有持續降雨趨勢，路段得 封閉。 C. 用路人資訊： 發佈道路封閉訊息，請用路人前往安全停 駐空間、緊急暫停空間或行走路況良好的替代道路。
圖 2- 14 公路預警機制四階段 （資料來源：交通部公路總局） 為利順利操作預警三級制及掌握預判、部署、應變等防災情資，防 災雲服務網亦建置預判、部署、預警及應變等四大模組，藉由這些功能 模組，使用者可較容易掌握防災之關鍵，以下為系統相關應用實例如圖 2-15、圖 2-16 所示。
圖 2- 15 公路防災雲資訊服務網於 100 年南瑪都颱風應變過程
圖 2- 16 公路防災資訊系統預判公路提前警戒路段
公路防災資訊系統為交通部公路總局執行公路防災預警機制之輔助 工具，區分為公路防救災資訊系統及公路防災雲資訊服務網，前者屬前 端資料庫，後者則徧重於圖形（含 GIS）展示，並可將前者之資訊以 GIS 圖形化顯示；使用者可透過前者資料庫有效率地篩選可用資訊，並使用 具有圖形化展示功能的公路防災雲資訊服務網以快速瞭解氣象、水情及 土石流警戒訊息，且結合 Google Earth 直接定位至重點區域、即時掌握 各地道路情資。雖然公路防災資訊系統已完整結合外部單位之颱風、氣 象、雨量、警戒、交通、災害資訊等功能，然針對公路防災資源之指派 工作，即應變階段的搶險工作，包含人力、機具裝備等資源之完整性尚 欠缺整合建置，且中央層級開發之資訊系統對於地方政府而言，相關基 礎圖資與資源資料庫的細緻度較難以達到在地使用者的需求。
2.3.2.3 地質資料整合查詢系統
經濟部中央地質調查所配合經建會與內政部執行「國家地理資訊系 統 建 置 及 推 動 十 年 計 畫 」， 針 對 原 系 統 改 變 服 務 導 向 架 構 (Service-Oriented Architecture，SOA)，利用倉儲架構理念，結合 Google Earth 以及地質知識服務網以整合台灣各種地質資料。目前已完成地質資 料整合查詢系統，此查詢系統除提供線上展圖功能外，亦存有大量地質 圖資詮釋資料，目前也結合地質知識服務網同步查詢結果。此外，運用 高效率的資料倉儲管理架構，地調所逐年蒐集整合地質相關資料，提供 國土地質資料整合式供應平台與服務，並與其他單位國土資訊系統進行 接軌，預期能更健全國土資訊流通機制，以利民眾查詢利用。 地質資料整合查詢系統是地質資料倉儲對外的窗口（如圖 2-17），將地質資料透過地質資料標準檢核，再經由地質倉儲架構模式，串連起數 值地質圖、詮釋資料、地質資料等異質性資料，透過系統平台提供使用 者地質資料整合性作業體系，包括資料查詢、地質主題圖查詢、地質知 識學習服務網以及個人化服務等等。在地質資料整合查詢系統中，為了 讓使用者方便運用這些空間地質資訊，設立資料流通供應系統，提供數 值地質圖線上申購、出版品線上申購、地質資料整合輸出以及 WMS（Web
Map Service）、WFS（Web Feature Service）機制服務，使用者可以透過
地質整合查詢系統，以最短的時間獲得最多的地質資訊，並整合出適合 運用的圖資，來滿足各方面的需求。
圖 2- 17 地質資料整合查詢系統架構
地質資料整合查詢系統（如圖 2-18）內所呈現提供的資料屬性全都 屬於空間資料，為了便於大眾直觀的瞭解這些資料，因此以圖台的方式 來呈現（如圖 2-19），以點、線、面各自代表不同的空間屬性資料，並搭 配少量的文字解說。操作方法以框選想瞭解的區域，透過勾選系統中各 種不同的圖資，系統即透過圖台自動展繪此區域的資料。 地質資料整合查詢系統中整合經濟部地質調查所歷年來各業務單位 所累積的空間資料成果，包含： 1. 光復前地質圖、區域地質圖、影像地質圖、主題地質圖。 2. 台灣海域天然氣水合物探勘資料，以及海域、地球物理、地球化 學調查資料。 3. 水文地質資料。 4. 溫泉地質資料。 5. 環境地質圖及岩體強度分布。 6. 活動斷層圖。 7. 工程地質探勘的鑽探資料。 除此之外，為了提供使用者更多資料以及更便利查詢，系統也介接 外部單位的圖層資料，包含交通部運研所的行政區圖、交通部運研所的 道路路網圖、內政部地政司的經建三版地形圖、內政部全國門牌查詢服 務等。地質資料整合查詢系統是以達到便利與親民為目標，提供大量且 豐富的自然環境資料，透過簡單的操作，即可達到蒐集、查詢、處理、 整合、使用、展示地質資料的效果，讓使用者可以在任何地點查詢並下 載地質資料。透過「地質資料整合查詢系統」的使用，再加上其他外部
單位的空間資料，可作為防災救援、都市更新、地質敏感區、水庫選址 等相關的空間資料的藍圖。
圖 2- 18 地質資料整合查詢系統介面
圖 2- 19 地質資料整合查詢系統圖台
2.3.2.4 災害管理資訊系統
災害管理資訊系統（Emergency Management Information System , EMIS）是一個災害防救人員在災害應變上所需且即時之電腦資料庫，使 用者可為災害管理業務人員或與災害利害關係密切的人員，如警政單位、 消防單位及非政府組織 (NGO) 等，藉此迅速的展開災害防救工作中所 需的任務，在災害管理有關災害預防、整備、應變、復原重建上均有其 功能。 1. 災害預防及整備階段 (1) 提供不同類型災害應變計畫的準備工作。 (2) 建置檢查表，可容易找到任何與災害利害關係密切的人員， 如民眾、警政單位、消防單位及非政府組織。 (3) 資源管理。 2. 災害應變階段 (1) 提供確定或可能發生災害風險的區域及災害類型。 (2) 應變計畫的執行及追蹤、管制。 3. 災害復原重建階段 (1) 災害應變的成本計算。 (2) 各種類型的報告，常使用表單或圖示表示。 為使各級政府災害應變中心運作朝向資訊化管理，達到災害防救資 訊共享之目的，以期提升災害應變的運作效率，行政院 2003 年 1 月 7 日 核定防救災資訊系統計畫後，案經整體及細部規劃，以及硬體建置與系 統開發，遂於 2007 年度開發完成。
整套系統涵蓋中央、縣市及鄉市鎮災害應變中心資訊系統建置，從 中央到地方垂直及跨機關橫向之資訊流，縮短搶救災害調度指揮時間及 各項災害防救知識的普及。為現行中央與地方政府災害應變中心防救人 員辦理災害應變作業使用，以隨時掌握最新、正確的災情，提供指揮官 各方完整即時之訊息，即時進行災害搶救工作，減少災害損失，充分發 揮政府災害應變功能。 該系統擁有整合作業平台、入口網站及多個應用系統之功能，可供 中央政府、地方縣市政府及鄉鎮市（區）公所同時作業，其核心架構為 一防救災資訊平台，包括資料交換管理、跨機關系統整合部分。另設有 監測推估、災情查報、災情綜整及指揮管制四大功能，結合地理資訊系 統，並同時建置其他輔助系統，例如圖資倉儲、法規計畫、狀況推演、 績效評核、數位學習等輔助作業區，藉以充分發揮減災、整備、應變、 復原之災害管理循環。現行我國災害管理資訊系統架構圖與主要功能架 構圖如圖 2-20、圖 2-21 所示。 當災害發生或有發生之虞，由各級政府開設災害應變中心，各權責 機關、單位防救災人員則進駐災害應變中心執行應變減災之必要措施， 並透過此套系統以展開災害防救上各工作階段，將災情資訊與指揮命令 轉換為資訊流傳遞，以減少災情傳遞耗費的時間，增加災害應變的效能。
圖 2- 20 災害管理資訊系統（EMIS）架構圖
（資料來源：中央災害應變中心）
圖 2- 21 災害管理資訊系統應變作業主要功能
災害管理資訊系統（EMIS）已針對災害應變中心運作設置相當豐富 的功能，可將災情案件轉化為資訊資料，並藉由資訊流加以通報而增加 傳遞效率。惟在鄉鎮市、縣市層級方面，第一線災情查報人員在災害發 生之虞或發生災害時，往往位於現場執行查證災情作業，無法在已架設 之電腦設備前運用資訊系統執行通報災情作業，且現行的系統對於災情 查報的內容設計，未能與執行災情查報通報措施表單內容一致。EMIS 系 統雖結合地理資訊系統快速查詢資源之功能，但其圖台展示效能不佳且 資料庫過於繁瑣，無法完全發揮 GIS 應有之高效率空間定位優勢。
2.4 小結
決策支援系統的開發可為氣象預測員與其他對極端氣候之危害評估 感興趣的人士帶來相當大的效益。此外，藉由整合各種類型的資訊並建 立歷史洪水事件的資料庫，不僅能在面臨災害威脅之前提升情資研判人 員的警覺性，也可自動產出警戒資訊與建議事項提供給致力於減災工作 的防災人員(Stefanescu, 2012)。綜整國外文獻回顧之結果得知，建立一套 完善且高效能的決策支援系統首先必需完整規劃一組周全的資料庫及知 識準則，方能確保系統自動化過程中的準確度。 綜觀國內目前資訊系統之發展概況，其中中央政府目前所開發之防 救災決策支援系統，雖已廣泛結合各部會署之資源，也強化且善用地理 資訊系統之整合功能，以圖形介面方式進行各項資訊展示，進一步拉近 使用者的距離，但其尺度僅到「行政區」的範圍。就地方政府需求而言， 其細緻度應由「區」精細至「里」，這是開發高雄市防救災決策支援系統 主要原因之一。另外，由國家災害防救科技中心協助建置之決策輔助系統，其目的在於帶動地方政府且透過各縣市災害防救深耕計畫之執行過 程，能夠建立一套屬於自己的資訊系統。然在相同之計畫目標下，其他 縣市常僅以成果展示為目的進行系統設計，而高雄市政府為徹底發揮資 訊系統的效益並同時滿足計畫精神，進一步以應變中心執行作業需求為 考量，將其擴充成具備災害情資研判、氣象資訊監測、以及簡報匯出等 功能之防救災決策支援系統，以提供應變中心值勤人員同一基礎情資並 即時匯出報告上呈指揮官，因此高雄市防救災決策支援系統未來將持續 扮演地方防災工作之重要角色。 另一原因則為高雄市災害應變管理資訊系統（EMIS）已內建之豐富 資料庫，包含防救災資源分布與歷史災點清冊等，由於其展示方式以文 字條列之方式為主，就使用者之閱讀性而言相當缺乏感染力，思考如何 將生硬之寶貴資訊轉換成圖像化資訊實屬必須。 本研究將根據先前災害應變經驗並以指揮官及災害防救業務人員之 所需為考量，建置一套符合應變階段之迫切需求且專屬於高雄市的防救 災決策支援系統。高雄市防救災決策支援系統之功能設計以汲取中央所 建置之地方版災害應變輔助決策系統之功能優點為參考，完整蒐集並建 置基層救災單位之能量，並結合高雄市常見災害之潛勢模擬結果、在地 防救災資源資料庫、以及相關防災工作夥伴之需求，將各單位提供之寶 貴資源妥善規劃並應用至本系統，使市府長官及各單位之防救災人員能 運用此在地化防災資訊系統，於應變時期迅速且正確地掌握氣象情資、 地區災害潛勢、災情案件及人員疏散撤離等訊息，徹底提升災害搶救效 能。
第三章 系統規劃與開發
3.1 引言
近年來災害防救工作日漸受到重視，中央主管機關致力於推廣各縣 市在地防災深耕之理念，並持續推動各項防救災資源資料庫之建置與整 合工作。縱然高雄市政府各局處及各區公所掌握之資源相當豐富，但始 終分散於各權責機關，為避免可用資源受到埋沒而於災害來臨時無法發 揮即時指揮調度、運用之效，或決策者無法確切掌握各方資源之數量、 類型與存放位置，而導致大量人力、物力資源之耗費等成效不彰之情形， 因此建置一套屬於高雄市的防救災資訊共享平台實為必需，藉此平台之 整合功能可將全市既有防救災資源作一有效運用。 近年來許多使用者常透過 Microsoft Silverlight 建立自己的個人網站 或資訊分享平台，因為這套開發工具具備良好的圖像、聲音與影片等多 媒體串流功能，且能夠有效整合大量外部資料以及提高系統操作的流暢 度。本研究所建置防救災決策支援系統需載入大量圖像及資料庫，而 Microsoft Silverlight 提供之各項優勢皆能有效提高系統之運作效能。在本 章節內容將運用地理資訊系統將所蒐集之資料建置成具備地理資訊之空 間資料庫，再藉由系統展示各類主題。有關系統架構規劃與功能設計、 系統資料庫建置及系統功能建置之內容，分別說明如下。3.2 地理資訊系統
地理資訊系統(Geographic Information System，GIS) 是一套整合空間 中各項地理資料並將其資訊化的系統，透過視覺化的方式以解釋空間的 現象或事件，為資訊處理及其他利用空間分析技術之共同基礎。藉由此
套系統將各種地理資訊整合於電腦中並加以掌握或利用，其特點具備處 理、分析、顯示及儲存空間位置及文字屬性資料的能力，將地理位置與 資料庫連結以供使用者查詢。 自 1970 年代發展至今，依據其應用的領域、背景以及工具的發展， 技術可概分為電腦測繪技術、遙感探測技術、資料庫管理技術、以及電 腦輔助設計等四大領域。隨著全球氣候異常與人為過度開發致使災害事 件發生頻率攀升，災害防救觀念日漸受到人們重視，防災相關資訊系統 的建置愈趨迫切。在國內、外地理資訊系統於防災相關資訊系統的建置 被廣泛應用，以作為災害發生時，災害評估與控管的有效工具，其應用 層面常見於公共建設區域規劃、管線規劃分布展示、地質敏感區監測、 交通規劃、防災系統等大地工程相關事務。 整體而言，地理資訊系系統是一種被設計來處理空間或座標定位之 資訊系統，以自動化的觀念為出發點，並依據使用者之需求，將地理資 料建成空間資料庫，而使用者擷取資料庫內的資料、模式或知識準則等， 透過軟體所提供的分析功能及模擬過程，將地理資料組合成有意義的資 訊，以提供決策者規劃之用。
3.2.1 地理資訊系統的基本架構
一般的繪圖系統只能單純的處理圖形影像；一般的資料庫管理系統 只能處理文字與數字，而地理資訊系統所能處理的資料包含文字、數字 及圖形，故在軟體的架構有別於其他資訊系統。地理資訊系統的基本架 構（如圖 3-1），應包括下列組成元件： 1. 具有功能較強且可作圖形資料處理的硬體設備。2. 具有空間或區位性質的資料以及經由電腦軟、硬體運作所建的資 料庫。
3. 具有擷取、輸入、儲存、分析和展示等不同功能的軟體系統。
圖 3- 1 地理資訊系統架構圖
軟體系統中包含空間資料庫、屬性資料庫、分析模式庫、資料庫管 理系統（Database Management System，DBMS）、以及模式庫管理系統 （Model-base Management System，MBMS）。其中空間資料庫包含位相 資料及屬性資料；屬性資料庫描述了空間資料的座標、位置與空間的形
狀等內涵；分析模式庫內則存有各種分析功能的模式。DBMS 為管理資 料庫的工具，利用其串連使用者需求與資料庫間的關係，即擔任資料庫 內資料存取控制、邏輯結構映射等工作。MBMS 和 DBMS 相似，負責使 用者需求與模式庫間的溝通。由於決策支援系統的資料庫包含大量內部 及外部資料，皆需要經過蒐集與萃取，方能成為有助於決策的資訊形式 與資料結構，以供使用者進行管理、分析、更新與檢索。 資料庫系統是地理資訊系統中最重要的一環，它直接影響了資料庫 儲存的效率，也間接影響了爾後資料處理分析的效能。簡言之，地理資 訊系統是一個地理資料庫的記錄系統，它主要目的是將地理資料以某種 方式妥善的儲存，並能提供適時、適當的資料以利使用。 一套完整的地理資訊系統除了基本製圖功能及資料庫管理之應用外， 尚必須具備科技合作發展下的專業統計分析模式，以針對不同使用目的 進行資料之模擬分析，方可有效提昇其實用價值。茲將地理資訊系統功 能分述如下： 1. 空間資料蒐集：透過地面測量、航空測量、全球定位系統（GPS）、 遙感探測（RS）等方式，數化、接收並轉換取得地理資訊系統 所需資料。 2. 空間資料編輯：具備圖形編修、更新、複製等編輯功能。 3. 空間資料儲存：可透過儲存媒體來儲存，並利用空間資料庫管理 系統來管理儲存資料。 4. 空間資料處理：利用空間資料庫管理系統配合 SQL 語言及統計 分析軟體，做為空間資料分析與統計運算。
5. 空間圖形分析：透過地理空間圖形與位相屬性資料的連結，可做 交集、差集、聯集等分析，亦可做圖形分割與合併、圖形刪除、 環域分析等多項功能。 6. 網格功能：可與向量資料檔疊合製作套疊分析成果。 7. 空間資料展示：透過輸出設備及電腦螢幕，可將有關的主題圖、 統計圖表，整合成需要的空間資料成果。 地理資料分析功能是地理資訊系統中最重要的一項，分析功能越強 越能有效的處理及分析出有用的地理資訊。
3.2.2 地理資訊系統的使用效益
地理資訊系統是一套結合電腦繪圖、資料庫管理、影像處理、遙測 技術及網路等科技之整合性資訊系統，以電腦為基礎，對空間資料進行 獲取、儲存、管理、分析、展示空間相關或非空間相關的資料，並依特 殊用途與其他資料連結做更廣泛的應用。隨著電腦技術蓬勃發展，地理 資訊系統軟體的發展也益趨成熟，使用者數量的增加使許多更具專業性 的軟體公司興起，讓系統的發展更為專業化。目前全世界的地理資訊系 統軟體種類繁多，國內較常見的軟體為 ArcView、MapInfo、AutoCAD Map 等軟體，其中 ArcGIS 系列產品為最早引進台灣之地理資訊系統軟體，其 中包含 ArcGIS Server 之網路服務，可將本研究建置之系統正式發佈至網 際網路並提供應變中心值勤人員運用。 現階段國內於地理資訊系統的應用層面雖廣，但所需功能仍以基本 輸出、輸入、展示、查詢為主，模組整合分析等功能次之。由於市場需 求日益增加，加上電腦硬體性能比過去大幅提升之下，如何應用這套系統工具以提高行政效率並增加決策的正確性便顯得格外重要。以目前發 展而言，應用的項目多為土地使用管理、都市防災計畫、水資源計畫、 都市計畫、水文分析、生態分析、視域分析、污染整治分析、運輸及派 遣分析等項目，如表 3-1 所示。 表 3- 1 國內 GIS 應用說明列表 應用領域 分類說明 土地使用管理 國土利用管理、公有土地管理、區位選址、集水區管理、地籍管理 都市防災計畫 疏散路徑、洪氾管理、防災管制 水資源計畫 自來水計畫、用水規劃、水源調配 都市計畫 國土計畫、區域計畫、都市計畫、都市成長、人口分佈 運輸及派遣分析 路網規劃、流量分析、交通規劃、GPS 汽車導航、汽車派遣 水文分析 地表水分析、地下水分析 生態分析 生態調查、棲息地分析 視域分析 景觀計畫、都市設計、兵力部署。 （資料來源：教育部防災教育數位平台） 為徹底發揮 GIS 軟體提供之作業平台，且有效掌握規劃及管理空間 資訊，達到決策科學化與最佳化並提高工作效率及降低成本之效益，本 研究將善用地理資訊系統提供之獲取、儲存、管理、分析、展示之特性， 結合各官方資訊（雨量、警戒值、警戒資訊發佈…），在最短時限內彙整 災害影響範圍內的應變資訊，並歸納結果供指揮官於應變階段之決策擬 定參考。
3.3 Microsoft Silverlight 網頁技術
Microsoft Silverlight 是微軟公司於 2007 年所發展的 Web 前端應用程 式 開 發 解 決 方 案 ， 是 微 軟 豐 富 型 網 際 網 路 應 用 程 式 （ Rich Internet
Application）策略的主要應用程式開發平台之一，以瀏覽器的外掛元件方 式提供 Web 應用程式中多媒體（含影音串流與音效串流）與高度互動前 端應用程式的解決方案。Silverlight 為一種跨瀏覽器、跨平台的.NET Framework 實作技術，可於常見的 Web 瀏覧器中執行，包括 Microsoft Internet Explorer、Mozilla Firefox、Apple Safari 及 Google Chrome。
無論是 MAC 或是 WINDOWS 系統，都能透過簡單的安裝而使用最 新的 Silverlight 技術建立 Web 的媒體經驗和豐富的互動式應用程式，讓 使用者容易地瀏覽豐富的動畫、影片、以及各式各樣的互動式事件，擁 有更加完美的網路瀏覽體驗。
3.3.1 Microsoft Silverlight 架構
Silverlight 不僅是一套可向用戶端展示豐富型互動式 Web 與媒體內 容的技術，它還是一個具備強大功能卻是輕量級的平台，適合開發可攜 式、跨平台的網路應用程序而利於整合來自四面八方的數據資料與服務 來源。Silverlight 的基本架構與組成元件主要有 Presentation Core 與.NET for Silverlight 如圖 3-2 所示。Presentation Core 主要導向使用者介面（UI） 與用戶互動性的組件與服務，包含用戶端輸入、媒體播放、UI 控制項（可 呈現向量、文字、動畫與圖形）以及 Deep Zoom（可放大高解析度圖像 並進行平移）等功能；而.NET for Silverlight 是.NET Framework 中的子組 件庫，它為應用程序開發(例如：Internet 應用程序)提供了健全且以物件 為導向的基礎。Silverlight 是廣泛 Microsoft 平台技術的最新成員，可大 幅擴充 Windows、Web 以及行動應用程式的使用者經驗，這些技術皆屬
於.NET Framework 的一部份。
圖 3- 2 Silverlight 架構圖
3.3.2 Microsoft Silverlight 開發工具
Silverlight 的開發工具分為設計人員與開發人員二個部分：
1. 設計人員：使用 Microsoft Expression Blend 進行設計。Microsoft Expression Blend，是一套專為設計人員與開發人員所提供用來建 立圖形、設計動畫和創造體驗的工具。Expression Blend 是一種 所見即所得(WYSIWYG) 設計介面的設計工具，其使用 XAML 以及與 Visual Studio 相同的專案系統，如此可讓設計人員和開 發人員共用相同的檔案，達到彼此合作的功用。
