104年度水深資料及高程基準分析工作案

103 年度水深資料及高程基準

分析工作案

期末報告

主辦機關：內政部

執行單位：國立交通大學

中華民國 103 年 12 月

I 目次 目次 ... I 表次 ... III 圖次 ... IV 摘要 ... VI Abstract... VII 第壹章 緒論 ... 1-1 1-1 前言 --- 1-1 1-2 目標 --- 1-1 1-3 位置及範圍 --- 1-1 第貳章 工作項目及人員編組 ... 2-1 2-1 工作項目 --- 2-1 2-2 人員編組 --- 2-2 2-3 工作進度 --- 2-4 2-4 成果繳交格式 --- 2-6 2-5 成果繳交項目及日期 --- 2-6 第參章 衛星追蹤站穩定度分析 ... 3-1 3-1 陽明山(YMSM)、東沙(TNSM)、墾丁(KDNM)及北港站(PKGM)衛 星追蹤站及其副點相對關係檢測--- 3-1 3-1-1 北港衛星追蹤站檢測 ... 3-1 3-1-2 墾丁衛星追蹤站檢測 ... 3-5 3-2 蒐集陽明山(YMSM)、東沙(TNSM)、墾丁(KDNM)及北港站(PKGM) 衛星追蹤站歷年觀測數據 --- 3-10 3-3 進行觀測數據計算分析並比對其於國際框架系統 ITRF 之坐標變化 情形 ………..3-10 第肆章 東沙潮位站系統維護及資料分析工作 ... 4-1 4-1 辦理潮位站系統維護及保養工作 --- 4-1 4-2 蒐集東沙地區潮位數據並製作符合中央氣象局規定之格式繳交 4-5 4-3 分析東沙地區潮位數據 --- 4-7 第伍章 建製東沙地區塊礁分布圖 ... 5-1 5-1 既有塊礁製圖方法及規範檢討 --- 5-1 5-2 製作 10 幅 1/5000 比例尺東沙塊礁分布圖 --- 5-4 5-3 塊礁分布圖產製成果 --- 5-5 第陸章 基隆臨時潮位站維護及新設站代辦採購工作 ... 6-1 6-1 辦理基隆臨時潮位站(正濱漁港旁)數據資料蒐集分析及其系統定 期保養維護工作 --- 6-1

II 6-1-1 基隆臨時潮位站維護保養作業 ... 6-3 6-1-2 基隆臨時潮位站潮位分析 ... 6-4 6-2 代辦新設潮位站採購工作 --- 6-9 6-2-1 潮位站設置前期評估作業 ... 6-9 6-2-2 採購規劃及經費需求概估 ... 6-11 6-2-3 潮位站設備採購 ... 6-12 6-2-4 採購及建置時程及經費 ... 6-19 6-2-5 新設潮位站潮位分析 ... 6-20 第柒章 論文期刊 ... 7-1 第捌章 研提中程個案計畫方案 ... 8-1 第玖章 結論與建議 ... 9-1 9-1 結論 --- 9-1 9-2 建議 --- 9-2 參考文獻 1 附錄一 審查意見及回覆 1 附錄二 代辦新設潮位站採購工作報價單1 附錄三 103 年度東沙潮位資料蒐集與分析 1 附錄四 GrafNet 解算參數設定 1 附錄五 GIPSY 解算參數1 附錄六 東沙、臨時潮位站及新設潮位站工作表1 附錄七 期刊論文1

III 表次 表 1-1 工作項目及範圍 ... 1-2 表 2-1 人力工作配置圖 ... 2-3 表 2-2 計畫工作人員組織表... 2-3 表 2-3 工作項目預定進度及實際進度 ... 2-5 表 3-1 PKGM 站 GPS 外業觀測資訊 ... 3-3 表 3-2 PKGM 站平差坐標成果減去公告坐標之較差(單位：公分) ... 3-4 表 3-3 PKGM 站 GPS 控制測量邊長成果檢核 ... 3-5 表 3-4 GPS 控制測量方位角成果檢核(GPS 控制測量-公告坐標)... 3-5 表 3-5 副點 PKGAPKGC 高程差成果 ... 3-5 表 3-6 KDNM 站副點 GPS 外業觀測資訊 ... 3-8 表 3-7 KDNM 坐標成果較差(單位：公分) ... 3-8 表 3-8 KDNM 站 GPS 控制測量邊長成果檢核 ... 3-9 表 3-9 GPS 控制測量方位角成果檢核(GPS 控制測量-公告坐標)... 3-9 表 3-10 副點 KDNBKDNC 高程差成果 ... 3-9 表 3-11 衛星追蹤站觀測起迄日期 ... 3-10 表 3-12 臺灣 IGS 追蹤站於 86~101 年間點變化情形(單位：cm) ... 3-12 表 3-13 移除速度場趨勢後 E、N、h 坐標值標準差(單位：cm) ... 3-18 表 3-14 IGS 站與 4 個衛星追蹤站點位變化速率(單位：cm/yr) ... 3-18 表 4-1 東沙潮位站設備廠牌及型號 ... 4-2 表 5-1 物件分割方式偵測礁塊面積精度(DEM：影像=4：1) ... 5-3 表 5-2 塊礁總面積成果 ... 5-3 表 5-3 潟湖區塊礁分布圖統計成果 ... 5-7 表 5-4 交界處塊礁分布圖統計成果 ... 5-7 表 6-1 基隆臨時潮位站設備廠牌及型號 ... 6-2 表 6-2 基隆臨時潮位站調和分析分潮表 ... 6-6 表 6-3 採購項目及經費預估表... 6-12 表 6-4 代辦潮位站設備、型號及數量 ... 6-13 表 6-5 導覽機建置規格及數量... 6-15 表 6-6 設備及軟體擴充 ... 6-19 表 6-7 代辦新設潮位站採購工作期程 ... 6-20 表 6-8 代辦新設潮位站採購經費及完工日期 ... 6-20 表 6-9 新設潮位站調和分析分潮表_壓力式 ... 6-22 表 6-10 新設潮位站調和分析分潮表_音波式 ... 6-24

IV 圖次 圖 1-1 東沙環礁地理位置 ... 1-2 圖 1-2 衛星追蹤站分布圖 ... 1-3 圖 1-3 基隆區潮位站相關位置圖 ... 1-3 圖 3-1 北港衛星追蹤站(PKGM)主點 ... 3-2 圖 3-2 北港衛星追蹤站(PKGM)周圍副點 ... 3-2 圖 3-3 追蹤站 PKGM 及其副點相對位置略圖 ... 3-3 圖 3-4 墾丁衛星追蹤站(KDNM)主點 ... 3-6 圖 3-5 點位 KDND 周圍堆置大型廢棄物狀況(箭頭為 KDND 位置) ... 3-6 圖 3-6 本次外業使用追蹤站副點 ... 3-7 圖 3-7 追蹤站 KDNM 及其副點相對位置略圖 ... 3-7 圖 3-8 副點 KDNB 外業周圍概況 ... 3-8 圖 3-9a TWTF 衛星追蹤站點位水平坐標 86 至 101 年變化 ... 3-10 圖 3-10a TNML 衛星追蹤站點位水平坐標 86 至 101 年變化 ... 3-11 圖 3-11a TCMS 衛星追蹤站點位水平坐標 86 至 101 年變化 ... 3-12 圖 3-12 TNSM 之 E、N 坐標解算時序 ... 3-14 圖 3-13 TNSM 之橢球高解算時序 ... 3-14 圖 3-14 YMSM 之 E、N 坐標解算時序 ... 3-15 圖 3-15 YMSM 之橢球高解算時序 ... 3-15 圖 3-16 PKGM 之 E、N 坐標解算時序 ... 3-16 圖 3-17 PKGM 之橢球高解算時序 ... 3-16 圖 3-18 KDNM 之 E、N 坐標解算時序 ... 3-17 圖 3-19 KDNM 之橢球高解算時序 ... 3-17 圖 4-1 線路配置圖 ... 4-1 圖 4-2 潮位站管線布設示意圖... 4-2 圖 4-3 東沙潮位站壓力式水位計分析表 ... 4-3 圖 4-4 東沙潮位站壓力式水壓計校正 ... 4-3 圖 4-5 東沙海巡署辦公室旁電信箱內水溫計線路被剪斷情形 ... 4-4 圖 4-6 自記式潮位計支架斷裂... 4-6 圖 4-7 連續式潮位計觀測潮位時序 ... 4-7 圖 5-1 塊礁分布圖產製作業流程 ... 5-2 圖 5-2 結合 DEM 與衛星影像(比重 4:1)後分割之塊礁分布... 5-2 圖 5-3 東沙測深光達數據 1/5000 圖幅接合表 ... 5-4 圖 5-4 本年度新增潟湖區試作圖幅與人工數化塊礁邊界 ... 5-6 圖 5-5 本年度新增交界處試作圖幅與人工數化塊礁邊界 ... 5-7 圖 5-6 潟湖區圖幅數化(藍底)與偵測塊礁邊界(紅線)套疊 ... 5-8

V 圖 5-7 交界處圖幅數化(藍底)與偵測塊礁邊界(紅線) 套疊 ... 5-9 圖 6-1 基隆臨時潮位站設置地點略圖 ... 6-1 圖 6-2 中正路 341 號及其左側民家旁通道 ... 6-2 圖 6-3 靜水井位置 ... 6-2 圖 6-4 東岸會議室屋頂太陽能板及儀器箱位置 ... 6-3 圖 6-5 基隆臨時潮位站遭海浪沖毀(2014.1.6) ... 6-3 圖 6-6 基隆臨時潮位站維修後現況(2014.1.28) ... 6-4 圖 6-7 基隆臨時潮位站時序資料 ... 6-5 圖 6-8 調和分析之頻率對應振幅成果_基隆臨時潮位站 ... 6-8 圖 6-9 調和分析之頻率對應相位角成果_基隆臨時潮位站 ... 6-8 圖 6-10 國立海洋科技博物館主題館區(面北寧路 369 巷道)之舊台電進水 口 ... 6-10 圖 6-11 藍色箭頭指水準原點、紅色箭頭指新設潮位站（進水口）之位置6-11 圖 6-12 代辦新設潮位站系統架構 ... 6-14 圖 6-13 新設潮位站系統完工照片 ... 6-14 圖 6-14 導覽機外型 ... 6-15 圖 6-15 導覽機顯示介面 ... 6-16 圖 6-16 導覽機首頁 ... 6-16 圖 6-17 導覽機海科館介紹分頁... 6-17 圖 6-18 導覽機水準測量介紹分頁 ... 6-17 圖 6-19 導覽機遊戲介面 ... 6-18 圖 6-20 新設潮位站時序資料... 6-21 圖 6-21 新設潮位站音波式潮位計資料異常示意 ... 6-22 圖 6-22 調和分析之頻率對應振幅成果_新設潮位站壓力式 ... 6-23 圖 6-23 調和分析之頻率對應相位角成果_新設潮位站壓力式 ... 6-23 圖 6-24 調和分析之頻率對應振幅成果_新設潮位站音波式 ... 6-25 圖 6-25 調和分析之頻率對應相位角成果_新設潮位站音波式 ... 6-25

VI 摘要 本計畫延續 101 年度水深資料及高程基準分析工作案，持續進行東沙 衛星追蹤站穩定度分析，並與台灣本島陽明山、墾丁及北港衛星追蹤站比 對、蒐集東沙潮位站數據，及檢討塊礁產製作業方法及流程並繪製十幅。 另外，於基隆長潭里海洋科學博物館代辦潮位站採購工作，並分析基隆正 濱漁港臨時性連續潮位站及新設之潮位站數據。 分析東沙衛星追蹤站與台灣本島陽明山、墾丁及北港衛星追蹤站長時 觀測數據，整體而言臺灣本島內衛星追蹤站 E 方向速度場向東偏移且自北 而南趨勢遞減，至最南端 KDNM 為向西偏移；N 方向速度場均為向南偏移 且由北至南量值遞減。東沙潮位站數據分析中，連續式潮位計觀測數求得 據算數平均海水面為-0.0126m，調和分析得平均海水面為-0.0164m。東沙地 區塊礁分布圖已針對前期方法檢討及提出改進辦法，並產製 10 幅 1/5000 圖幅塊礁分布圖。完成基隆臨時潮位站維護及新設站代辦採購工作。

VII

Abstract

This project continues the “Bathymetric data and Height Datum Analysis” work conducted in 2012. There are four subjects within the scope of this project. First, the stability analysis of Dongsha and Yangmingshan satellite tracking station is continued and expanded to Taiwan tracking stations located in Peikang and Kenting for comparison. Secondly, tidal observation and analysis are maintained for Dongsha. Thirdly, the operation procedure of coral reef patch mapping is improved and ten 1/5000 map sheets are produced. In addition, the purchase of Zhang-Tan-Li tidal station for National Museum of Marine Science and Technology in Keelung is accomplished. And tidal observation and analysis are maintained for Cheng-Bin and Zhang-Tan-Li tide stations.

Regarding the long-term analysis of satellite tracking stations, the velocity field of tracking stations are generally toward north and east. And the trends of velocity field magnitude are reduced from north to south of Taiwan. In Dongsha tidal analysis, the mean sea levels computed by arithmetic mean and harmonic analysis of observations are -0.0126m and -0.0164m from the continuous tide gauge. The operation procedure of coral reef patch mapping is improved and ten 1/5000 map sheets are produced. The purchase of Zhang-Tan-Li tidal station and maintenance of Cheng-Bin and Zhang-Tan-Li tidal stations are accomplished.

1-1 1 第壹章 緒論 1-1 前言 本計畫為「101 年度水深資料及高程基準分析工作案」之後續擴充工作。 衛星追蹤站為長期全天候觀測之接收站，具有相當高精度站位坐標，於一、 二、三等衛星控制點施測時加入衛星追蹤站以提高成果精度，以符合控制 點精度要求；此外衛星追蹤站亦可提供進行衛星定位施測者同時段觀測數 據，具有提升定位精度、降低儀器及人力使用數量之便利性。102 年度計畫 解算東沙(TNSM)及陽明山(YMSM)衛星追蹤站點位長時間變化，追蹤站更 換天線前、後解算成果並無顯著差異。由解算結果推估 TNSM 與 YMSM 站 速度場於 E、N 方向約為 3cm/yr、-1cm/yr，橢球高方向則不顯著，與臺灣 本島上 IGS 站解算速度場大致吻合，本計畫持續進行東沙及陽明山衛星追 蹤站穩定度分析，並與臺灣本島墾丁(KDNM)及北港(PKGM)衛星追蹤站比 對。 1-2 目標 本年度持續前一年度計畫內容，持續進行東沙及陽明山衛星追蹤站穩 定度分析，並與墾丁及北港衛星追蹤站比對。在潮位站部分，持續維護東 沙及基隆地區新設臨時潮位站並完成資料分析。在圖資生產方面，探討並 修正前期建立之東沙環礁塊礁分布圖產製作業方法及流程，並據以完成 10 幅 1/5,000 比例尺塊礁分布圖，期使水深資料可適用於多元化應用領域。 1-3 位置及範圍 本計畫工作項目包含衛星追蹤站穩定度分析、潮位資料蒐集及分析及 塊礁分布圖製作，各項目涵蓋之範圍如表 1-1 所示。東沙環礁距離小港機場 約 240 浬(直線距離)，位置如圖 1-1 所示；陽明山、北港及墾丁衛星追蹤站 分別位於臺北市士林區、雲林縣北港鎮及屏東縣恆春鎮(圖 1-2)；基隆市正

1-2 濱漁港(圖 1-3 三角形)及長潭里漁港(圖 1-3 長方形)位於臺灣本島之北端， 在富貴角與鼻頭角中間，圖 1-3 中圓形為基隆港位置。 表 1-1 工作項目及範圍 工作項目 範圍 衛星追蹤站穩定度分析 東沙環礁、陽明山、北港及墾丁(圖 1-1 及圖 1-2) 潮位資料蒐集及分析 東沙環礁、基隆市正濱漁港、長潭里 漁港(圖 1-1 及圖 1-3) 塊礁分布圖製作 東沙環礁(圖 1-1) 圖 1-1 東沙環礁地理位置

1-3

圖 1-2 衛星追蹤站分布圖

2-1 2 第貳章 工作項目及人員編組 2-1 工作項目 本計畫之工作項目分為四大項目，第一個項目為衛星追蹤站穩定度分 析，第二個項目為東沙潮位站系統維護及資料分析工作，第三項為建製東 沙地區塊礁分布圖，第四項為基隆臨時潮位站維護及新設站代辦採購工作， 謹分別臚列如下： 2-1-1 衛星追蹤站穩定度分析 內政部 101 及 102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」針對 東沙及陽明山追蹤站之穩定度進行探討，由長年接收數據進行精密單 點定位並觀測其隨時間序列變化，本年度加入墾丁及北港站進行分 析。 (1)蒐集陽明山(YMSM)、東沙(TNSM)、墾丁(KDNM)及北港站(PKGM) 衛星追蹤站歷年觀測數據。 (2)進行觀測數據計算分析，並比對其於國際框架系統 ITRF 之坐標變化 情形。 2-1-2 東沙潮位站系統維護及資料分析工作 (1)辦理潮位站定期維護及保養工作。 (2)蒐集東沙地區潮位數據，並製作符合中央氣象局規定之格式(需繳交 東沙地區當年度至少 180 天以上潮位數據，資料格式參考中央氣象 局說明 http://www.cwb.gov.tw) (3)分析東沙地區潮位數據 2-1-3 建製東沙地區塊礁分布圖 (1)既有塊礁製圖方法及規範檢討。 (2)製作 10 幅 1/5000 比例尺東沙塊礁分布圖。

2-2 2-1-4 基隆臨時潮位站維護及新設站代辦採購工作 (1)辦理基隆臨時潮位站(正濱漁港旁)數據資料蒐集分析及其系統定期 保養維護工作。 (2)配合內政部需要，依政府採購法相關規定，代辦新設潮位站採購工 作(含監辦及底價核定等事項)。本項工作所需費用，採報經內政部核 定經費額度(經核定納入工作計畫書者，無須再行報部)後，以檢據核 銷方式辦理。 2-1-5 論文期刊 提送期刊或研討會論文文稿至少 2 篇。 2-1-6 研提中程個案計畫方案 依本案歷年工作執行成效及國內外相關研究發展方向，規劃並 草擬與本案工作相關之 105 至 108 年間中程個案計畫方案（格式如 後附件，可參考內政部地政司衛星測量中心網站公布欄之中程個案 計畫範例），於 103 年 4 月 30 日前繳交初稿，此後配合內政部審查 意見定期修正內容，並適時接受諮詢。 2-1-7 成果效益評估 配合科技部辦理本案計畫年度成果效益評估需要，依內政部提 供之撰寫格式，填寫本案相關成果效益報告書、績效指標及佐證資 料，並適時接受諮詢。 2-2 人員編組 2-2-1 工作組織架構 本計畫將由本校防災與水環境研究中心負責整體計畫之執行，部份 工作委請中山大學海洋環境與工程系協助辦理。本計畫由史天元教授

2-3 擔任計畫主持人，負責擬定計畫及執行管理，廖志中教授將負責協助 計畫進度管控及工作協調，中山大學海洋環境與工程系薛憲文教授負 責潮位數據分析。本計畫工作團隊各主要成員分組及所擔任之工作項 目如表 2-1 所示。 表 2-1 人力工作配置圖 2-2-2 人員組織及執掌 為確保本計畫之成功，除由史天元教授擔任計畫主持人，負責擬定 計畫、進度管控、工作協調及成果整合外，並邀集中山大學協助辦理。 計畫工作人員組織如表 2-2 所示。 表 2-2 計畫工作人員組織表 計畫職務 姓名 現 職 學 經 歷 計畫主持人 史天元 交通大學土木工程系 暨防災與水環境研究中心 教授 加拿大紐布朗斯維克大學測量博士 國立交通大學土木工程學系副教授 協同主持人 薛憲文 中山大學海洋環境及工程系 副教授 美國西雅圖華盛頓大學博士 國立台北工專土木科副教授

2-4 協同主持人 廖志中 交通大學土木工程系 暨防災與水環境研究中心 教授 美國科羅拉多大學土木工程博士 國立交通大學土木工程學系副教授 研究人員 王慧蓉 交通大學防災與水環境研究 中心工程師 國立交通大學土木工程研究所碩士 研究人員 王韋樺 中山大學海洋環境及工程系 研究助理 中山大學海洋環境及工程碩士 博士生 林暐尊 交通大學土木工程系 博士生 國立交通大學土木工程研究所 博士生 計畫助理 鍾佳廷 交通大學防災工程研究中心 行政助理 國立暨南大學學士 2-3 工作進度 依據本計畫服務建議徵求書，本計畫自簽約日起至民國 103 年 11 月 21 日完成所有工作項目，概估整個工作期間約為 9 個月，茲將各項工作及時 程列如表 2-3，本計畫各項工作均順利進展並獲得成果，符合進度要求，無 延誤之情事發生。 茲將 1~4 工作項目各子項目時程說明如下： 1. 衛星追蹤站穩定度分析 (1)YMSM、TNSM、KDNM 及 PKGM 站歷史資料蒐集及整理 3~7 月 (2)時序分析 7~11 月 2. 東沙潮位站系統維護及資料分析工作 (1)連續式潮位站維護 3~11 月 (2)連續式潮位站資料蒐集 3~11 月 (3)連續式潮位資料分析 10~11 月 3. 建製東沙地區塊礁分布圖 (1)既有塊礁製圖方法及規範檢討 3~7 月 (2)製作 10 幅 1/5000 比例尺塊礁分布圖 8~10 月 4. 基隆臨時潮位站維護及新設站代辦採購工作

2-5 (1)基隆臨時潮位站維護 3~11 月 (2)基隆臨時潮位站資料蒐集及分析 3~11 月 (3)新設站規劃 3~4 月 (4)新設站採購工作 5~6 月 (5)新設站建置 7~11 月 表 2-3 工作項目預定進度及實際進度 工作項目 年別 103 年 月份 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 一、衛星追蹤站穩定度分 析 預定 執行 二、東沙潮位站系統維護 及資料分析工作 預定 執行 三、建製東沙地區塊礁分 布圖 預定 執行 四、基隆臨時潮位站維護 及新設站代辦採購工作 預定 執行 五、論文期刊 預定 執行 六、研提中程個案計畫方 案 預定 執行 七、成果效益評估 預定 執行 八、報告繳交 預定 執行 備註 工 作 計 畫 書 期 中 報 告 期 末 初 稿 及 定 稿 進度累計百分比(%) 5 20 30 40 55 60 70 80 95 99 100

2-6 2-4 成果繳交格式 東沙地區 103 年度 180 天以上之潮位數據，資料格式符合中央氣象局 之標準格式。 2-5 成果繳交項目及日期 2-5-1 第一期 工作計畫書於簽約日次日起 1 個月內繳交 3 份裝訂成冊之書面報 告及電子檔 1 份。 2-5-2 第二期 103 年 7 月 11 日前繳交期中報告書 12 份，內容包含： 1. 衛星追蹤站穩定度分析報告進度 2. 既有塊礁製圖方法及規範檢討 3. 新設站代辦採購工作進度 2-5-3 第三期 103 年 11 月 21 日前繳交期末報告書初稿 12 份，內容包含： 1. 衛星追蹤站穩定度分析報告 2. 東沙潮位站系統維護及資料分析成果 3. 既有塊礁製圖方法及規範檢討 4. 10 幅 1/5000 比例尺東沙塊礁分布圖 5. 基隆臨時潮位站數據及分析結果 6. 新設站建置完成 7. 國內外期刊或研討會論文文稿投稿 2 篇

3-1 3 第參章 衛星追蹤站穩定度分析 內政部 101、102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」針對東沙 (YMSN)及陽明山(YMSN)衛星追蹤站之長年觀測數據，以精密單點定位成 果探討兩衛星追蹤站穩定度。此外，另架設 GPS 於衛星追蹤站之副點，並 使用 GrafNet 8.4 (NovAtel, 2011)解算主點與副點建立之網形，以瞭解追蹤站 及其副點間之相對位置是否變動。 今年度計畫除了持續針對陽明山與東沙衛星追蹤站觀察外，另將蒐集 墾丁(KDNM)、北港(PKGM)衛星追蹤站之觀測數據以擴大研究範圍，以 GIPSY 6.1.2(JPL, 2012)軟體之精密單點定位成果探討追蹤站穩定度，並比較 解算成果與臺灣本島 IGS 站速度場差異。追蹤站及其副點間之相對位置檢 測部分亦新增墾丁及北港衛星追蹤站 GPS 控制測量。 3-1 陽明山(YMSM)、東沙(TNSM)、墾丁(KDNM)及北港站(PKGM)衛星追 蹤站及其副點相對關係檢測 101、102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」中以 GPS 控制測量 檢測東沙(TNSM)、陽明山(YMSM)衛星追蹤站及其副點之相對關係，GPS 控制測量平差後坐標成果以 101 年公告之 TWD97 控制點坐標檢核。網形平 差皆以追蹤站為固定站，由解算坐標化算之追蹤站與副點邊角關係無顯著 差異。本年度分別於 5 月 30 日及 9 月 28 日完成北港及墾丁衛星追蹤站與 副點之相對關係檢測外業，解算軟體皆為 GrafNet 8.40，並以追蹤站作為控 制點，解算參數如附錄四。 3-1-1 北港衛星追蹤站檢測 北港衛星追蹤站設置於北港地政事務所頂樓，其天線安置於鋼 筋混凝土澆築之柱體頂端(圖 3-1)，天線鄰近周圍設有 PKGA、PKGB 及 PKGC 三個副點(圖 3-2)。追蹤站 PKGM 及其三副點相對位置略圖 如圖 3-3 所示。

3-2

圖 3-1 北港衛星追蹤站(PKGM)主點

3-3 圖 3-3 追蹤站 PKGM 及其副點相對位置略圖 本次 GPS 控制測量外業施測方式為同步於三個副點(PKGA、 PKGB、PKGC)上架設 GPS，外業觀測成果與北港衛星追蹤站(PKGM) 接收資料共同進行網形平差解算。各點位儀器型號與觀測時段如表 3-1 所示，接收儀型號及天線盤廠牌皆為 Trimble，其中 5700 兩組接 收儀皆搭配 ZEPHYR Geodetic 天線盤，另一組使用 NetR9 接收儀則 搭配 ZEPHYR Geodetic Model 2 天線盤；各控制點位與追蹤站觀測頻 率皆為 1 秒。點位解算時 NetR9 使用 GPS 與 GLONASS 觀測量，而 5700 僅採用 GPS 衛星觀測量。 表 3-1 PKGM 站 GPS 外業觀測資訊 作業日期 副點 接收儀 觀測時間 103/05/30 PKGA NetR9 13：31-17：33 PKGB 5700 13：09-17：34 PKGC 5700 13：32-17：39

3-4 GPS 控制測量平差後坐標成果以 101 年公告之 TWD97 控制點坐 標檢核，網形平差以 PKGM 為固定站。其中，副點 PKGB 原先控制 點位由於透空度不佳，內政部國土測繪中心於 101 年已另尋新點取 代之，而該新設點位 102 年間因故遺失，故本次外業施測仍設站於 原先控制點，惟該點僅有 89 年公告坐標，此處 PKGB 除了直接與 89 年公告坐標比對外，另將 89 年公告坐標加上 3-3 小節中 PKGM 站速度場推估 PKGB 點位於 101 年坐標作為檢核。平差成果分別減 去公告坐標得到之差值如表 3-2 所示，在三個副點皆以高程方向較差 最大，PKGA、PKGC 水平坐標之較差皆小於 1cm，而高程方向較差 則略大，分別為 1.2cm 與 1.5cm，PKGB 點位則因透空度較差，導致 其坐標標準差大於其他點位；表 3-3 及表 3-4 呈現邊長與角度差異成 果，排除與副點 PKGB 相關點位關係，其餘邊長與方位角差值皆不 顯 著 ， 邊 長 相 對 誤 差 量 級 落 於 10-4 ~10-5， 邊 長 差 值 最 大 為 PKGA-PKGC 之-1.6cm；方位角差值皆於 10”內，最大為 PKGM-PKGA 之-9”。 表 3-2 PKGM 站平差坐標成果減去公告坐標之較差(單位：公分) 測站 坐標標準誤差 較差 (89 年) 較差 (101 年) PKGA N 1.24 - -0.7 E 1.23 - -1.0 h 1.29 - -1.2 PKGB N 1.24 -22.2 -10.8 E 1.24 42.5 5.0 h 1.30 -29.1 -3.8 PKGC N 1.22 - 0.9 E 1.22 - 0.3 h 1.22 - -1.5

3-5 表 3-3 PKGM 站 GPS 控制測量邊長成果檢核 (GPS 控制測量-公告坐標) 起訖站別 距離 (m) 相對誤差(ppm) (89 年) 相對誤差(ppm) (101 年) PKGA-PKGB 229.5650 245.91 327.00 PKGA-PKGC 520.9438 - 30.23 PKGA-PKGM 190.9673 - 47.53 PKGB-PKGC 315.1827 1048.55 397.26 PKGB-PKGM 46.1626 3853.55 709.78 PKGC-PKGM 337.7038 - 24.52 表 3-4 GPS 控制測量方位角成果檢核(GPS 控制測量-公告坐標) 起訖站別 角度(89 年) ° ’ ” 角度(101 年) ° ’ ” PKGM-PKGA - -0 0 9 PKGM -PKGB 0 33 13 0 8 35 PKGM -PKGC - -0 0 2 PKGA-PKGB 0 7 13 0 1 21 PKGC-PKGA - 0 0 5 PKGC-PKGB -0 3 49 -0 0 11 除 GPS 控制測量外，本次外業亦進行逐差水準測量施測，提供 高程差成果檢核。以 PKGA 至 PKGC 之高程差檢核如表 3-5 所示， 其中公告坐標與 GPS 控制測量所列為橢球高差，水準測量為正高差， 而由於點位間距離最遠僅 520.9438m，故大地起伏對於兩高程基準差 值之影響予以忽略。GPS 控制測量高程差與公告坐標僅差-0.3cm，逐 差水準與公告坐標差值為-1.5cm。 表 3-5 副點 PKGAPKGC 高程差成果 公告坐標 GPS 控制測量 逐差水準 高程差(m) 0.667 0.664 0.652 3-1-2 墾丁衛星追蹤站檢測 本年度 9 月 28 日完成墾丁衛星追蹤站(KDNM)與其副點之相對

3-6 關係檢測外業。墾丁衛星追蹤站設置於墾丁國家公園管理處內，其 天線安置於鋼筋混凝土澆築之柱體頂端(圖 3-4)，天線鄰近周圍設有 KDNB、KDNC 及 KDND 三個副點。本次執行外業期間，點位 KDND 因其上方堆置管理處內大量廢棄物且無法立即移除(圖 3-5)，故本次 外業僅使用主點 KDNM 以及副點 KDNB、KDNC(如圖 3-6)，共 3 點， 點位相對位置略圖如圖 3-7 所示。 圖 3-4 墾丁衛星追蹤站(KDNM)主點 圖 3-5 點位 KDND 周圍堆置大型廢棄物狀況(箭頭為 KDND 位置)

3-7 圖 3-6 本次外業使用追蹤站副點 圖 3-7 追蹤站 KDNM 及其副點相對位置略圖 本次 GPS 控制測量外業施測方式為同步於兩個副點上架設 GPS， 外業觀測成果與墾丁衛星追蹤站(KDNM)接收資料共同進行網形平 差解算。各點位儀器型號與觀測時段如表 3-6 所示，架設接收儀型號 及天線盤廠牌皆為 Trimble，包含一組 5700 接收儀皆搭配 ZEPHYR Geodetic 天線盤，及一組 NetR9 接收儀則搭配 ZEPHYR Geodetic Model 2 天線盤；各控制點位與追蹤站觀測頻率皆為 1 秒，共同觀測 時段約 4 小時 14 分。

3-8 表 3-6 KDNM 站副點 GPS 外業觀測資訊 作業日期 副點 接收儀 觀測時間 103/09/28 KDNB NetR9 9：45-14：08 KDNC 5700 9：50-14：04 GPS 控制測量平差後坐標成果以 101 年公告之 TWD97 控制點坐 標檢核，網形平差以 KDNM 為固定站。平差成果中，坐標值檢核以 解算成果減去公告坐標之差值如表 3-7 所示，副點水平坐標 E、N 單 一方向差值皆小於 1cm，高程方向較差則較大，分別為-3.5cm 與 -4.3cm。KDNB 點位位於 KDNM 鄰近處，該點位周圍林木環繞(如圖 3-8)，故透空度甚差。 表 3-7 KDNM 坐標成果較差(單位：公分) (GPS 控制測量-公告坐標) 測站 坐標標準誤差 較差 KDNB N 1.26 0.09 E 1.26 -0.66 h 1.49 -3.5 KDNC N 1.26 0.65 E 1.26 0.78 h 1.44 -4.3 圖 3-8 副點 KDNB 外業周圍概況

3-9 表 3-8 及表 3-9 呈現邊長與角度差異成果邊長與方位角差值，邊 長差值最大為 KDNB-KDNC 之-1.5cm，為最長之基線；邊長相對誤 差以及方位角差值均以線 KDNB-KDNM 最大，邊長相對誤差為 435.58ppm，方位角差值為-41”，此結果應為此邊長 14.770m 相對較 短，故於點位坐標些微偏差對於相對誤差及基線方位角偏差反映顯 著。 表 3-8 KDNM 站 GPS 控制測量邊長成果檢核 (GPS 控制測量-公告坐標) 起訖站別 距離 (m) 相對誤差(ppm) KDNB-KDNC 83.896 182.75 KDNB-KDNM 14.770 435.58 KDNC-KDNM 77.560 126.76 表 3-9 GPS 控制測量方位角成果檢核(GPS 控制測量-公告坐標) 起訖站別 角度 ° ’ ” KDNM-KDNB -0 0 41 KDNB-KDNC -0 0 2 KDNB-KDNC 0 0 4 以逐差水準測量檢核高程差成果，KDNB 至 KDNC 之高程如表 3-10 所示，其中公告坐標與 GPS 控制測量所列為橢球高差，水準測 量為正高差。GPS 控制測量高程差與公告坐標僅差 0.76cm，而與逐 差水準測得差值為-1.69cm。 表 3-10 副點 KDNBKDNC 高程差成果 公告坐標 GPS 控制測量 逐差水準 高程差(m) -1.8720 -1.8796 -1.8551

3-10 3-2 蒐集陽明山(YMSM)、東沙(TNSM)、墾丁(KDNM)及北港站(PKGM)衛 星追蹤站歷年觀測數據 本案已完成蒐集民國 82 年設置之陽明山、墾丁衛星追蹤站以及民國 83 年設置之北港、東沙衛星追蹤站觀測數據，各追蹤站蒐集觀測數據起迄日 期如表 3-11 所示。衛星追蹤站蒐集數據經坐標解算後進行分析。 表 3-11 衛星追蹤站觀測起迄日期 衛星追蹤站 數據日期 陽明山(YMSM) 83 年 1 月 10 日~101 年 6 月 10 日 東沙(TNSM) 84 年 4 月 14 日~101 年 7 月 22 日 墾丁(KDNM) 83 年 1 月 02 日~101 年 6 月 10 日 北港(PKGM) 84 年 2 月 21 日~101 年 6 月 10 日 3-3 進行觀測數據計算分析並比對其於國際框架系統 ITRF 之坐標變化情形 臺灣本島內設有桃園(TWTF)1 處與新竹工業技術研究院光復院區 (TNML、TCMS)2 處，共 3 座 IGS 衛星追蹤站，可供國內 GPS 接收儀定位 檢校及板塊運動監測之參考。彙整此 3 座 IGS 衛星追蹤站自 86 年至 101 年 在 ITRF2008 國際地球參考框架下點位坐標，將 ITRF2008 公告坐標以 86 年坐標值作為較差值基準繪製其點位坐標時序，其速度場變化如圖 3-9~圖 3-11 所示，期間點位變化趨勢為逐漸向東南方移動，而高程方向僅 TWTF 站具有顯著變化，TNML 與 TCMS 則略為下降但不顯著。86~101 年歷經 15 年各點位變化如表 3-12 所示。 圖 3-9a TWTF 衛星追蹤站點位水平坐標 86 至 101 年變化

3-11

圖 3-9b TWTF 衛星追蹤站點位高程坐標 86 至 101 年變化

圖 3-10a TNML 衛星追蹤站點位水平坐標 86 至 101 年變化

3-12 圖 3-11a TCMS 衛星追蹤站點位水平坐標 86 至 101 年變化 圖 3-11b TCMS 衛星追蹤站點位高程坐標 86 至 101 年變化 表 3-12 臺灣 IGS 追蹤站於 86~101 年間點變化情形(單位：cm) E N h TWTF 50.15 -20.08 5.65 TNML 45.74 -15.31 -0.59 TCMS 45.74 -15.31 -0.59 追蹤站穩定度分析部分為使用 GIPSY 軟體進行精密單點定位之方式， 由長年解算坐標觀察各追蹤站點位速度場。GIPSY 軟體之精密單點定位將 海潮覆載(ocean loading)、固體潮(solid tide)、對流層映射函數(Troposphere

mapping functions)等改正量以模型化方式進行改正(解算參數如附錄五)，各改

3-13 而軟體解算程序中使用資料庫並未提供早期之精密星曆資料可供使用，故 時序分析時以 92 年起每日觀測進行解算，並未將前段數據列入分析。內政 部 102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」中已完成陽明山及東沙位 星追蹤站解算，解算坐標成果 N、E、h 減去 TWD97 參考坐標系統於 101 年公告坐標值之時間序列如圖 3-12~圖 3-15 所示，兩站點位水平坐標均呈 現向東南方向移動趨勢，橢球高則無明顯抬升或沉陷現象；更換天線盤前、 後點位解算成果並無顯著影響呈現於時間序列上。 本年度計畫加入墾丁、北港衛星追蹤站解算成果以擴大衛星追蹤站分 析範圍，解算坐標成果 N、E、h 減去 TWD97 參考坐標系統於 101 年公告 坐標值之時間序列如圖 3-16~圖 3-19 所示。墾丁衛星追蹤站點位水平坐標 呈現向西南方向移動趨勢，且時間序列於 95 年 12 月 26 日前後於 N、E、h 均具有顯著點位變動，此現象對應中央氣象局地震測報中心記錄，該日 20 時 26 分及 20 時 26 分發生之恆春大地震，其震央位於屏東南偏西方及西方 外海，芮氏規模均為 7.0，並於後續發生數次規模 5 左右之地震紀錄，應為 該次地震致使點位變動；橢球高則無顯著變化趨勢。北港衛星追蹤站點位 水平坐標亦呈現逐年向東南方偏移，且由橢球高時間序列顯示該點位具顯 著沉陷現象，自 92 年至 101 年沉陷量已達約 20cm，根據水利署地層下陷 水準網監測成果顯示，雲林縣為地層下陷嚴重區域，北港地區平均下陷速 率可達 3cm/yr 以上。

3-14

圖 3-12 TNSM 之 E、N 坐標解算時序

3-15

圖 3-14 YMSM 之 E、N 坐標解算時序

圖 3-15 YMSM 之橢球高解算時序

假設各點位移動趨勢為受速度場影響，將一次式回歸方式獲得一坐標 隨時間改變關係式，則該關係式斜率即為速度場影響量，即以線性式

y(t)=a+bt 回歸，其中 t 為時間，y(t)為時間 t 對應坐標值，a 為截距，b 即為 所求速度場。各觀測時間解算 E、N、h 坐標值減去速度場影響後，得該地

3-16 不受速度場影響之水平坐標，此坐標標準差如表 3-13，各站皆顯示於高程 方向具最大標準差。 圖 3-16 PKGM 之 E、N 坐標解算時序 圖 3-17 PKGM 之橢球高解算時序

3-17 圖 3-18 KDNM 之 E、N 坐標解算時序 圖 3-19 KDNM 之橢球高解算時序 IGS 站與 4 個內政部衛星追蹤站速度場比對部分， IGS 站速度場使用 表 3-12 中 86~101 年間 E、N、h 坐標變化量，計算每年變化率，內政部衛 星追蹤站速度場則由各站所有解算坐標成果求其線性式之斜率 b 作為坐標 變化率，而墾丁追蹤站則以 95 年 12 月 26 日之坐標變動點為分界，前後段

3-18

數據分別求其回歸式。表 3-14 比對 IGS 追蹤站速度場與衛星追蹤站之點位 坐標變化率，TNSM、YMSM 各點變化率均大略與 IGS 站一致，E、N 坐標 分別約有 3cm/yr 與-1cm/yr 變化率，高程變化則均相對較不顯著；PKGM 站 E、N 坐標速度場為 2.88cm/yr、-0.88cm/yr 略小於 TNSM 與 YMSM，而高 程沉陷達-1.95cm/yr 最為顯著；KDNM 站於 E 方向速度場方向則與其餘點 位相異，此成果比對中研院地球科學研究所郭隆晨博士網頁提供成果，民 國 89~94 年間於 E 方向速度場為-2.24cm，趨勢與本案成果相似。整體而言， 臺灣本島內衛星追蹤站大致呈現 E 方向速度場自北而南向東趨勢遞減，至 最南端 KDNM 為向西偏移；N 方向速度場均為向南偏移且由北至南量值遞 減。 表 3-13 移除速度場趨勢後 E、N、h 坐標值標準差(單位：cm) 站名 E N h TNSM 0.75 0.51 0.78 YMSM 0.69 0.66 0.77 PKGM 0.70 0.63 0.97 KDNM 0.35 0.27 0.98 表 3-14 IGS 站與 4 個衛星追蹤站點位變化速率(單位：cm/yr) VE VN Vh TWTF 3.34±0.01 -1.34±0.01 0.38±0.01 TNML 3.05±0.01 -1.02±0.01 -0.04±0.01 TCMS 3.05±0.01 -1.02±0.01 -0.04±0.01 TNSM 2.97±0.03 -1.23±0.02 0.06±0.03 YMSM 3.24±0.02 -1.11±0.02 0.12±0.03 PKGM 2.88±0.02 -0.88±0.02 -1.95±0.03 KDNM 變動前 -1.86±0.02 -0.48±0.02 -0.10±0.03 變動後 -1.44±0.02 -0.17±0.02 0.56±0.03

3-19 水利署 103 年度地層下陷計畫案中亦針對北港衛星追蹤站(PKGM)進行 點位監測，其採用二次差分並固定金門衛星追蹤站(KMNM)，97~103 年間 點位水平方向位移為與本案相反之向西北方，高程方向為沉陷則與本案一 致。將中央研究院地科所郭隆晨博士網頁提供 89~94 年間 PKGM 速度場減 去 KMNM 速度場，即得 PKGM 相對於 KMNM 水平方向速度場為向西北方， 高程方向仍為沉陷，即可解釋水利署 103 年度地層下陷計畫案成果為何與 本案相異。

4-1 4 第肆章 東沙潮位站系統維護及資料分析工作 4-1 辦理潮位站系統維護及保養工作 東沙潮位站為一連續式運作之潮位與水溫觀測站，其組成構件包含設 置於碼頭沉箱上靜水井中之一具 Druck PTX 1830 壓力式潮位計與一具溫度 計，透過訊號線傳輸訊號至東沙漁民服務站文康室內之記錄器，訊號線經 由預設之暗管經由碼頭至安檢站旁，再以 PVC 管沿著安檢站屋頂，鋪設至 漁民服務站屋頂後至文康室內，線路配置圖如圖 4-1 所示。壓力式潮位計與 溫度計分別經由不同暗管，至安檢站後方才在同一 PVC 管內，其目的在降 低類比訊號彼此干擾。 圖 4-1 線路配置圖 安檢站於民國 101 年 10 月 23 日起改建，本團隊於民國 102 年 11 月 30 日完成復建，管線在美觀考量下更改為沿著屋簷下水管鋪設(圖 4-2)。表 4-1 為東沙潮位站設備廠牌及型號。

4-2

表 4-1 東沙潮位站設備廠牌及型號

設備 廠牌 型號

QML201 資料蒐集器 VAISALA QML201A

DSU232 VAISALA DSU232

CF CARD SanDisk COMPACTFLASH

壓力式水壓計 DRUCK PTX1830 水溫計 RIXEN SENTRON 無線電模組 MOXA W2150 太陽能板 SHARP NE-80E2E2 充電控制器 XANTREX C60 電池 YUASA CMF-II 潮位站每 6 個月進行一次定期保養，並維護潮位站系統運作正常及數 據資料傳輸。本年度於 3 月 13 日至 3 月 20 日及 9 月 18 日至 9 月 25 日完 成二次保養。 第一次保養工作 本次保養前海洋國家管理處通知未收到水溫資料，因此攜帶水 溫計備品以供更換。保養過程時發現充電控制器輸出至記錄器電壓 不足 12V，現場加裝穩壓計以穩定電壓。保養及維修工作如下: 圖 4-2 潮位站管線布設示意圖

4-3 一、資料記錄器 a.資料接收檢視。 b.儲存裝置檢視。 c.下載資料。 二、壓力式水位計 a.壓力式水位計清潔。 b.檢視記錄器讀值，經量測壓力式水位計長度與讀值相同(圖 4-3)。 c.壓力校正器校正壓力。 圖 4-3 東沙潮位站壓力式水位計分析表 圖 4-4 東沙潮位站壓力式水壓計校正

4-4 三、水溫計 a.溫度計清潔。 b.檢視溫度計外觀，並檢視溫度讀值。 四、蓄電瓶 a.檢查各端子點及接點清潔。 b.測量電池電壓。 五、MOXA N-PORT 檢查現場訊號強度及燈號是否正常。 六、水溫計更換 位於海巡署辦公室旁的電信箱內水溫計線路被剪斷(圖 4-5)， 造成訊號中斷，重新拉線後資料接收正常。 圖 4-5 東沙海巡署辦公室旁電信箱內水溫計線路被剪斷情形 七、加裝穩壓器 保養檢查太陽能充電控制器時，發現輸出至記錄器端電壓不足 12V，現場先加裝一台 DC TO DC 穩壓器後，輸出電壓恢復 12V。 第二次保養工作 本次檢查各項設備功能並校驗壓力式水位計。保養及維修工作如下: 一、資料記錄器

4-5 a.資料接收檢視。 b.儲存裝置檢視。 c.下載資料。 二、壓力式水位計 a.壓力式水位計清潔。 b.檢視記錄器讀值，經量測壓力式水位計長度與讀值相同。 c.壓力校正器校正壓力。 d.量測水位計支桿長度及壓力式水位計長度。 三、水溫計 a.溫度計清潔。 b.檢視溫度計外觀，並檢視溫度讀值。 四、蓄電瓶 a.檢查各端子點及接點清潔。 b.測量電池電壓。 五、MOXA N-PORT 檢查現場訊號強度及燈號是否正常。 保養檢查電池內阻有變高之情形， 電池使用年限已達 5 年， 目 前暫不影響系統運作，擬於下次保養時更換。 4-2 蒐集東沙地區潮位數據並製作符合中央氣象局規定之格式繳交 內政部民國 100 年「以透水光達測繪技術測製東沙地區數值地形模型 工作」案於東沙碼頭建置之潮位站並持續進行潮位數據分析。本計畫擬繳 交該站 180 天以上之潮位觀測資料並持續維護該站功能運作。 潮位站原始觀測潮位為每秒一筆，水溫為每 10 秒一筆。觀測資料定義 如下： 1. 15 秒潮位資料：每秒取樣，每 15 秒資料以算數平均計算彙整成一

4-6 筆資料。 2. 6 分鐘潮位資料：每 10 秒取樣一次，每 6 分鐘之 36 筆取樣資料平 均值。 3. 6 分鐘水溫資料：每 10 秒取樣一次，每 6 分鐘之 36 筆取樣資料平 均值。 4. 測站電壓：6 分鐘記錄瞬間讀值。 102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」計畫已將東沙潮位站之自 記式與連續式潮位計資料接收運作復原。103 年 9 月 9 日登島進行潮位站維 護時，固定自記式潮位計支架已部分斷裂(如圖 4-6)，對應本年度自記式潮 位計數據經分析得平均海水面具有約-14cm 偏移，故本年度自記式潮位數據 分析內容僅供參考。兩組潮位計數據進行分析如附錄三，本報告僅節錄其 中連續式潮位計數據分析成果。 圖 4-6 自記式潮位計支架斷裂 連續式潮位計型號為 Druck PTX1830 壓力式潮位計，資料蒐集時間為 102 年 12 月 1 日至 103 年 9 月 24 日，共計 297 天。本分析數據採用每 6 分

4-7 鐘潮位資料，即為每 10 秒取樣一次，每 6 分鐘之 36 筆取樣資料平均值。 連續式潮位計觀測數據依時序如圖 4-7 所示。 圖 4-7 連續式潮位計觀測潮位時序 4-3 分析東沙地區潮位數據 持續進行長期性潮位觀測，為建立參考高程基準之必需條件。內政部 國土測繪中心(99)於「水深測量技術發展先期研究」所述，由美國陸軍工兵 署之作業規範(USACE, 2001)中指出，可分別於不同地區設立長期(主要)、 中期(次級)與短期(第三級)之潮位站，其中長期(主要)控制潮位站為一至少 需要 19 年週期之連續驗潮觀測站，主要可利用其潮汐資料計算調和分析常 數，以供潮汐預報及基準面推算之用。中期(次級)控制潮位站為一觀測時間 可以少於 19 年，但必須大於 1 年以上週期之潮位站，以提供 365 天海平面 季節變化之調和分析使用。短期(第三級)潮位站則為觀測時間少於 1 年，但 至少有 30 天週期之潮位站，其主要在於提供 29 天之調和分析常數。 調和分析是以牛頓所提出之平衡潮(equilibrium tide)理論為基礎，將潮 位的時間序列視為數種不同週期分潮的線性加總，如式 4-1 所示，其中由最

4-8 小二乘法解析出各分潮(M)及其振幅(Ai)、相位角(εi)，藉以分析當地潮汐特 性，並可對未來潮位進行推算。本研究使用調和分析方法解析東沙地區潮 位特性，由主要分潮重組後計算平均水深，同時亦由觀測水深直接平均獲 得平均水深。本計畫使用以 Matlab 程式語言建構之 t_tide 程式進行調和分 析，其分析振幅與相位角之演算法乃根據 Godin(1972), Foreman(1977)及 Foreman(1978)之 FORTRAN 程式碼為基礎，並增進部分分析功能(Pawlowicz et al., 2002)。





        M i i i i i i i M i i t A a t b t a a t Y 1 0 1 0 ) cos( )] sin( ) cos( [ ) (     (4-1) 連續式潮位計數據經調和分析解析出之 62 個主要分潮(附錄三之表 4)， 分潮頻率(cycles per hour, cph)對應振幅、相位角關係如圖 7、8 所示，頻率 接近 1/24(0.042)之全日潮分潮振幅 K1(26.09cm)、O1(21.75cm)、P1(9.02cm)， 頻率為 1/12(0.083)之半日潮分潮振幅 M2(14.52cm)、S2(4.71cm)、N2(3.44cm)， 由振幅可推斷為全日潮。以潮型判別式判斷，法國制與美國制判別式計算 值分別為 2.49、3.29，判別皆屬全日潮。由潮位觀測數據直接求取算數平均 之平均海水面為-0.0126m，而經調和分析濾除雜訊及非顯著分潮得 62 分潮 重組，求取重組後潮位之算數平均得平均海水面為-0.0164m。

5-1 5 第伍章 建製東沙地區塊礁分布圖 本章節針對去年度完成之塊礁製圖方法及規範進行檢討，再據以完成 10 幅 1/5000 比例尺東沙塊礁分布圖。 5-1 既有塊礁製圖方法及規範檢討 102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」中使用東沙地區數值高程 模型(Digital Elevation Model, DEM)以及福衛二號影像試作塊礁分布圖，依 單一 1/5000 圖幅內地形特性不同分別選取環礁內潟湖區、潟湖礁台交界與 環礁礁台三測試區進行實作，並以分類正確率與 kappa 指標檢核塊礁偵測成 果，檢核用之參考塊礁分布圖則以人工數化 DEM 方式產製。塊礁分布圖試 作以地形趨勢面、DEM 與影像物件分割等方式實現，使用不同方法及數據 進行偵測之成果顯示，將 DEM 與衛星影像結合以物件分割方式進行塊礁偵 測，且物件分割依 DEM 與影像權重比 4:1 時具最佳成果，完整塊礁分布圖 產製流程如圖 5-1 所示。 圖 5-2 為三圖幅以結合 DEM 與衛星影像(比重 4:1)後分割之塊礁分布， 其中紅線為以 DEM 手繪塊礁，藍底為影像偵測出塊礁。分類結果精度如表 5-1 所示，除潟湖區 kappa 值為 73.91%較低外，其於分類精度指標均達 90% 以上。表 5-2 為三試作區面積成果及誤差百分比，其中潟湖區塊礁面積誤差 百分比達-38.73%，顯示該成果於漏授面積上仍有改善空間。

5-2 開始 DEM (平差後) 衛星影像 (2M彩色) 塊礁分布草圖 人工編修 塊礁分布圖 結合DEM及影 像分割 物件分割 圖 5-1 塊礁分布圖產製作業流程 圖 5-2 結合 DEM 與衛星影像(比重 4:1)後分割之塊礁分布 (由左至右依序為潟湖區、交界處及礁台上)

5-3 表 5-1 物件分割方式偵測礁塊面積精度(DEM：影像=4：1) 潟湖區 正確率 96.66% kappa 73.91% 交界處 正確率 96.24% kappa 90.41% 礁台上 正確率 99.49% kappa 90.23% 表 5-2 塊礁總面積成果 塊礁總面積 (m2) 潟湖區 交界處 礁台上 手繪 618132 5421290 7028438 偵測 378725 5195667 7046262 誤差百分比 -38.73% -4.16% 0.25% 102 年度提出之塊礁偵測方法是採用物件分割方式，數據則結合 DEM 及衛星影像偵測出顯著邊界以分割出塊礁區域，分割時需給予兩種數據間 之權重與尺度參數。選定權重、尺度參數方式為測試不同比例及數值，分 別產出塊礁偵測成果，以三試作區分類精度之平均值為依據。此作法具眾 多參數影響成果，且各圖幅內地形特性適用參數皆需各別探討，故作為實 務上塊礁圖產製之流程較不適當。考量塊礁本身即為海底地形中高程變化 較顯著之凸起，本年度僅使用 DEM 作為塊礁圖產製資料。 102 年度探討單獨使用 DEM 數據以物件分割方式之測試結果，以 eCognition 軟體(Baatz et al., 2004)多尺度分割(multi-resolution segmentation) 模式給予 10、20、30…90、100，共 10 種尺度參數，再由分割區塊內之平 均高程劃分類別，以平均值大於 0 者為塊礁物件。該方法於潟湖中水較深 區域部分塊礁因平均高程條件而被剔除。

5-4 本年度採用物件分割後合併方式進行塊礁萃取。第一步同樣以多尺度 分割方式偵測塊礁物件，使用較小尺度參數 10 以增加小面積物件被偵測出 之可能性；第二步為合併平均高程相近之物件，由於塊礁以外區域高程變 化相對較小，若相鄰物件平均高程差值小於一門檻值則進行合併而形成平 均高程較低之物件，將之移除即所求之塊礁分布。此處合併門檻值設為 3。 5-2 製作 10 幅 1/5000 比例尺東沙塊礁分布圖 102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」中已選擇潟湖區、交界處 與礁台上三試作區，其幅圖編號分別為 87142013、87142036 與 87142046， 如圖 5-3 所標示紅框處。本年度將自前期選擇之三試作區擴增範圍，另選擇 10 幅 1/5000 圖幅，包含位於潟湖區之圖幅編號 87142014、87142015、 87142023、87142024、87142025、87142034、87142035，交界處圖幅編號 87142016、87142026、87142045，其分布如圖 5-3 中藍框處。 圖 5-3 東沙測深光達數據 1/5000 圖幅接合表

5-5 本年度新增潟湖區與交界處地形資料分別如圖 5-4、圖 5-5，其中黃色 多邊形為依據 DEM 人工數化之塊礁邊界。數化圈選時以 DEM 坡度大於 15 度區域及 Fledermaus 軟體展示三維地形輔助判釋塊礁邊界。產製塊礁需符 合下列原則： 1. 塊礁面積大於 100 平方公尺才加以圈選 2. 塊礁底部與頂部高差大於 5 公尺 3. 繪製出的礁塊進行平滑化，使其更符合礁塊外型 5-3 塊礁分布圖產製成果 塊礁分布圖以人工數化成果檢核，依檢核分類精度之方式，單一圖幅 內可能有四類，即：(A)數化為塊礁且偵測為塊礁；(B)數化為塊礁但偵測為 非塊礁；(C)數化為非塊礁但偵測為塊礁；(D)數化為非塊礁且真測為非塊礁， 則作為分類精度指標之正確率及 kappa 值公式如下： 正確率 = (A+D) / (A+B+C+D) Kappa = ((A+D)-(A+C)(A+B)+(B+D)(C+D))/(A+B+C+D))÷ ((A+B+C+D)-(A+C)(A+B)+(B+D)(C+D))/(A+B+C+D)) 本年所選取 7 幅潟湖區、3 幅交界處塊礁分布以人工數化檢核之統計成 果如表 5-3、表 5-4 所示。潟湖區分類精度指標 kappa 值最低為圖幅 87142015 之 76.41%，因該圖幅內具 12 個誤授塊礁，其餘皆達 80%以上；交界處圖 幅 kappa 值則均達 93%以上成果。兩類之分類精度成果皆相較於 102 年度 有提升。潟湖區數化與偵測塊礁分布圖套疊如圖 5-6，數化之塊礁較鄰近時 易偵測為單一塊礁，且針對同一塊礁而言，偵測面積普遍略大。 交界處各圖幅中，漏授塊礁數均達 10 個以上，但由於漏授塊礁單一面 積普遍較小，故並未對分類精度有顯著影響。交界處數化與偵測塊礁分布 圖套疊如圖 5-7。

5-6

圖 5-4 本年度新增潟湖區試作圖幅與人工數化塊礁邊界

87142014 87142015 87142023

87142024 87142025 87142034

5-7 圖 5-5 本年度新增交界處試作圖幅與人工數化塊礁邊界 表 5-3 潟湖區塊礁分布圖統計成果 圖幅編號 數化/偵測 塊礁數 誤授/漏授 塊礁數 分類精度(%) 正確率 kappa 87142014 60/58 2/1 98.73 82.31 87142015 54/54 2/0 98.15 78.97 87142023 79/65 2/10 98.51 81.26 87142024 71/64 2/5 98.57 82.67 87142025 56/52 4/1 98.07 78.86 87142034 41/50 12/2 98.39 76.41 87142035 134/120 0/5 96.85 86.25 表 5-4 交界處塊礁分布圖統計成果 圖幅編號 數化/偵測 塊礁數 誤授/漏授 塊礁數 分類精度 正確率 kappa 87142016 90/74 0/13 96.80 93.60 87142026 94/76 0/10 96.94 93.73 87142045 93/66 0/27 97.03 93.79 87142016 87142026 87142045

5-8

圖 5-6 潟湖區圖幅數化(藍底)與偵測塊礁邊界(紅線)套疊

87142014 87142015 87142023

87142024 87142025 87142034

5-9

圖 5-7 交界處圖幅數化(藍底)與偵測塊礁邊界(紅線) 套疊

6-1 6 第陸章 基隆臨時潮位站維護及新設站代辦採購工作 6-1 辦理基隆臨時潮位站(正濱漁港旁)數據資料蒐集分析及其系統定期保 養維護工作 前期計畫新設之臨時性潮位站於民國 102 年 9 月 4 日完工，潮位站設 置於正濱漁港專用區進出口東側岩岸如圖 6-1 所示，此為未登記之國有土地。 地質為裸露岩盤，地形位於灣內，故受風浪之影響較小。詳細位置在基隆 市中正路 341 號之東岸會議室後方牆外，須經民家旁通道前往，如圖 6-2 所示。 潮位站以 PVC 管為靜水井，固定於堤上，包含一具壓力式潮位計與一 具溫度計，記錄器與蓄電池置於掛式不鏽鋼儀器箱內，潮位站設備及廠牌 如表 4-1 所示。潮位站旁設置植入性不鏽鋼鋼樁，以為參考基準點，並聯測 到民家與東岸會議室間之基隆界樁 A61。 潮位站位置設置於圖 6-3 高堤前海域，儀器箱則固定於東岸會議室屋頂 女兒牆外側貼壁，如圖 6-4，儀器使用電源以太陽能為主。 儀器箱內除安置記錄器外，並設置蓄電池與太陽能板，以期能長期自 主性觀測。訊號以租用 GSM 服務方式傳輸至氣象局、維護廠商及交通大學。 如此可降低斷訊風險，於發現異常後可即時維修，預計每 3 個月定期抄取 數據與維護。 圖 6-1 基隆臨時潮位站設置地點略圖

6-2 圖 6-2 中正路 341 號及其左側民家旁通道 圖 6-3 靜水井位置 表 6-1 基隆臨時潮位站設備廠牌及型號 設備 廠牌 型號 QML201 資料蒐集器 VAISALA QML201A CF Card － － 壓力式水位計 DRUCK PTX1830 水溫計 RIXEN PT100 GPRS 模組 KEPRO MA8-2(CWB2) 太陽能板 PiTEK PM65 充電控制器 MORNINGSTAR SHS-6

6-3 圖 6-4 東岸會議室屋頂太陽能板及儀器箱位置 6-1-1 基隆臨時潮位站維護保養作業 本年度進行 4 次維護保養作業，已完成 3 次，分別為 1 月 28 日、 6 月 19 日及 10 月 1 日，第 4 次保養擬於 12 月辦理。 一、 第 1 次維護保養作業 去年 12 月底時因潮位數據未即時回傳至氣象局及交通大學，遂請 維護廠商協助會勘，廠商於本年 1 月 6 日到場檢測，發現靜水井被海 浪沖毀，水位計感應器故障，經重新設計靜水井，於 1 月 27 日及 28 日完成修復，進行系統測試，運作正常，氣象局及交通大學端可正常 接收潮位數據。 圖 6-5 基隆臨時潮位站遭海浪沖毀(2014.1.6)

6-4 圖 6-6 基隆臨時潮位站維修後現況(2014.1.28) 二、 第 2 次維護保養作業 第 2 次維護保養作業於 6 月 19 日完成，經測試水溫計感測器發 生故障，亦於本次維護時一併更換。 三、 第 3 次維護保養作業 第 3 次維護保養作業於 10 月 1 日完成。 6-1-2 基隆臨時潮位站潮位分析 102 年度「水深資料及高程基準分析工作案」中蒐集基隆臨時潮 位站數據，並與相同觀測時間段之基隆、龍洞兩潮位站數據進行分 析比對。潮位分析成果顯示基隆臨時潮位站與基隆、龍洞潮位站潮 位特性相近。本年度持續進行數據蒐集與分析比對。目前資料蒐集 時間自 103 年 1 月 28 日至 10 月 31 日之 6 分鐘潮位資料，蒐集潮位 時序如圖 6-7 所示。

6-5

圖 6-7 基隆臨時潮位站時序資料

經調和分析解析出 62 個分潮如表 6-2 所示，包含各分潮頻率、 振幅、振幅誤差、相位角、相位角誤差及信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)。將調和分析之主要分潮結果以橫軸為頻率(cycles per hour, cph)，縱軸為振幅(m)及相位角(deg)繪製於圖 6-8 及圖 6-9。

6-6 表 6-2 基隆臨時潮位站調和分析分潮表 tide Freq (cph) amp (m) amp_err (m) pha (deg) pha_err (deg) snr 2MK5 0.202799 0.0008 0.001 10.55 42.13 1.7 2MK6 0.24458 0.0009 0.001 117.49 42.01 1.4 2MN6 0.240006 0.0022 0.001 292.86 19.21 10 2MS6 0.244352 0.003 0.001 32.25 13.93 18 2N2 0.077466 0.0039 0.002 219.28 34.52 2.9 2Q1 0.035686 0.0042 0.002 209.04 22.24 5.3 2SK5 0.208447 0.0001 0.001 211.05 310.42 0.029 2SM6 0.247176 0.0009 0.001 32.59 45.78 1.6 3MK7 0.283309 0.0004 0 336.47 44.03 1.7 ALP1 0.034383 0.0013 0.002 170.4 72.44 0.5 BET1 0.040031 0.0012 0.002 98.18 78.11 0.41 CHI1 0.040478 0.003 0.002 359.05 30.88 2.7 EPS2 0.076164 0.0077 0.002 257.85 17.37 11 ETA2 0.085083 0.002 0.002 129.14 52.93 0.73 J1 0.043302 0.008 0.002 272.61 11.96 19 K1 0.041781 0.1559 0.002 135.54 0.63 7.30E+03 K2 0.083562 0.0122 0.002 83.79 9.18 28 K2 0.083562 0.0172 0.002 26.47 6.47 56 L2 0.082031 0.0171 0.002 328.53 11.58 55 LDA2 0.081812 0.007 0.002 306.11 19.21 9.3 M10 0.402546 0.0004 0 68.08 38.9 2.6 M2 0.080509 0.2556 0.002 107.76 0.52 1.20E+04 M3 0.120764 0.006 0.001 269.21 8.26 51 M4 0.161019 0.0138 0.001 301.84 3.78 2.50E+02 M6 0.241528 0.0042 0.001 74.26 10.24 35 M8 0.322037 0.0008 0 314.56 19.34 10 MF 0.003052 0.0163 0.021 61.08 72.41 0.63 MK3 0.12229 0.0026 0.001 350.17 17.29 9.9 MK4 0.164071 0.0022 0.001 280.34 19.29 6.6 MKS2 0.080737 0.0029 0.002 212.83 38.85 1.6 MM 0.001521 0.0074 0.021 139.07 159.54 0.13 MN4 0.159497 0.006 0.001 171.76 8.69 47

6-7 表 6-2 基隆臨時潮位站調和分析分潮表(續) MO3 0.119238 0.0023 0.001 57.12 19.49 7.3 MS4 0.163843 0.0091 0.001 215.16 5.64 1.10E+02 MSF 0.002824 0.0027 0.021 128.1 430.47 0.018 MSK6 0.247404 0.0001 0.001 80.15 344.31 0.021 MSM 0.001303 0.028 0.021 90.15 42.21 1.8 MSN2 0.084855 0.005 0.002 86.5 27.15 4.8 MU2 0.077685 0.026 0.002 68.96 5.17 1.30E+02 N2 0.078988 0.0621 0.002 322.04 2.16 7.30E+02 NO1 0.040259 0.0068 0.002 341.33 10.16 14 NU2 0.079207 0.0212 0.002 346.42 6.33 85 O1 0.038729 0.1192 0.002 126.83 0.79 4.30E+03 OO1 0.044833 0.0017 0.002 134.45 39.06 0.83 OQ2 0.075945 0.0012 0.002 71.91 109.85 0.29 P1 0.041553 0.0605 0.002 23.81 1.74 1.10E+03 P1 0.041553 0.0516 0.002 142.61 2.04 8.00E+02 PHI1 0.042009 0.0028 0.002 260.63 36.68 2.3 Q1 0.037207 0.0248 0.002 348.36 3.78 1.90E+02 RHO1 0.037426 0.0039 0.002 336.54 25.2 4.5 S2 0.083333 0.0634 0.002 4.07 2.07 7.60E+02 S4 0.166667 0.0027 0.001 121.68 18.78 9.3 SIG1 0.035904 0.0031 0.002 197.68 30.79 2.8 SK3 0.125114 0.0012 0.001 320.3 38.72 1.9 SK4 0.166895 0.0009 0.001 169.9 49 0.98 SN4 0.162321 0.0013 0.001 58.78 40.04 2.1 SO1 0.044605 0.001 0.002 94.36 92.19 0.31 SO3 0.122062 0.0005 0.001 271.26 82.75 0.39 SSA 0.000228 0.0591 0.021 280.89 20 8.2 TAU1 0.038957 0.0021 0.002 152.85 53.31 1.4 THE1 0.043083 0.0009 0.002 321.33 101.07 0.25 UPS1 0.046355 0.0006 0.002 242.67 113.66 0.11

6-8

圖 6-8 調和分析之頻率對應振幅成果_基隆臨時潮位站

圖 6-9 調和分析之頻率對應相位角成果_基隆臨時潮位站

由潮位觀測數據以算數平均求平均海水面為 0.2056m，以 t_tide 進行調和分析所得 62 個分潮重組後，得平均海水面為 0.2057m。

6-9 6-2 代辦新設潮位站採購工作 由於基隆現有潮位站（圖 1-3 圓形位置）位於基隆港，離臺灣水準原點 新址（面長潭里漁港）距離較遠，為便利聯測潮位，且依國立海洋科技博 物館建議，配合規劃相關科學教育（科教）導覽設施，本案規劃於原點附 近新設潮位站（圖 1-3 長方形位置）。 按合約規定，本項係配合內政部需要，依政府採購法相關規定，代辦 新設潮位站採購工作（含監辦及底價核定等事項）；所需費用，採報經內政 部核定經費額度（經核定納入工作計畫書者，無須再行報部）後，以檢據 核銷方式辦理。 本項工作將依合約及政府採購法相關規定辦理招標文件製作、標案發 包、底價訂定審議、履約管理、驗收、移交及至結案等事項，並代辦採購、 開標、比價、議價、決標、驗收等監辦業務。 6-2-1 潮位站設置前期評估作業 本案經會同內政部、交通部中央氣象局、基隆市信義地政事務所 （市府地政處協助）及國立海洋科技博物館等人員分次勘查，初步擇 定 2 個候選地點後，於 103 年 3 月 19 日下午由內政部召開「臺灣水準 原點」附近新設潮位站所需用地勘選會議，邀請行政院農業委員會漁 業署（請假）、交通部中央氣象局、國立海洋科技博物館、基隆市政府 （產業發展處、地政處）、基隆市信義地政事務所、內政部國土測繪中 心及本校共同與會，當日並有當地長潭里辦公處、長潭社區發展協會 等代表參加。 按內政部 103 年 3 月 28 日台內地字第 1030126573 號函送會議紀 錄結論，原列平浪橋西側碼頭、長潭人行橋內側中段水域等 2 處候選 地點，雖各有其優點，惟經再次勘查，倘國立海洋科技博物館主題館 區（面北寧路 369 巷道）之舊台電進水口與港內確有相通者，由於該

6-10 進水口坐落屬科教用地、腹地大，且更適合接通市電、網路及後續管 理維護與科教導覽設施等規劃，本案原則依與會機關及長潭里辦公處、 長潭社區發展協會等代表意見，優先擇於該進水口處(相關位置如圖 6-10 及圖 6-11)新設潮位站。 經內政部會後再洽國立海洋科技博物館協助確認結果，前開進水 口與港內確有相通，爰依該會議結論及政府採購法相關規定，規劃後 續代辦本項新設潮位站及其科教導覽設施相關採購工作事宜。 圖 6-10 國立海洋科技博物館主題館區(面北寧路 369 巷道)之舊台電進水 口

6-11 圖 6-11 藍色箭頭指水準原點、紅色箭頭指新設潮位站（進水口）之位置 6-2-2 採購規劃及經費需求概估 本案參考國內、外相關儀器配備及交通部中央氣象局、國立海洋 科技博物館建議，初步規劃採購下列事項，惟如總經費不足全數支應， 得依實際執行情形增減項目內容： 1. 潮位觀測設備（包括音波式水位計、壓力式水位計、具數位記 錄器之浮筒式水位計、GPS 式浮標等） 2. 氣象觀測設備（包括氣溫計、氣壓計、海上型風向風速計等） 3. 觀測資料記錄、傳輸及展示設備（包括資料記錄器、大太陽能 板、充電控制器、GPS、資訊軟硬體等） 4. 靜水井（包括不鏽鋼式、一般浮筒式等） 5. 科教導覽設施（包括水準原點、新設潮位站之展板架、互動設 施、裝置藝術等） 6. 其他相關事項。 採購所需經費依上述事項概估列表如下，部分參考規格報價如附 錄二，合計總經費需求至少新臺幣 200 萬元，如表 6-3，表內各項經費 為概估數，得依實際執行情形增減，但合計後不得超過總數。

6-12 表 6-3 採購項目及經費預估表 項次 事項 內容 初估經費 （萬） 備註 1 潮位觀測設備 包括音波式水位計、壓力式 水位計、具數位記錄器之浮 筒式水位計、GPS 式浮標等。 70 附錄二 2 氣象觀測設備 包括氣溫計、氣壓計、海上 型風向風速計等。 28 附錄二 3 觀測資料記 錄、傳輸及展示 設備 包括資料記錄器、大太陽能 板、充電控制器、GPS、資 訊軟硬體等。 30 附錄二 4 靜水井 包括不鏽鋼式、一般浮筒式 等。 20 附錄二 5 科教導覽設施 包括水準原點、新設潮位站 之展板架、互動設施、裝置 藝術等。 50 6 其他相關事項 本案相關事項。 2 合計總數 （各項經費為概估數，得依實際執行情形增減，但 合計後不得超過總數） 200 6-2-3 潮位站設備採購 潮位站設備採購進行潮位站建置、導覽機建置及設備及軟體擴 充等三項。 6-2-3-1 潮位站建置 潮位站建置已於本年度 6 月 6 日上網公告，6 月 18 日開標， 因第一次開標未達三家廠商，遂於 6 月 25 日進行第二次開標， 第二次開標共有 2 家廠商投標，由翰昇環境科技公司得標，契 約金額為 1,092,000 元。本案已於 9 月 23 日完成建置及測試， 並提供 2 年保固。採購之設備、架構圖及完工照片如表 6-4、圖 6-12 及圖 6-13 所示，內容包含:

1

6-13 1. 潮位觀測設備（包括音波式水位計 1 支、壓力式水位計 2 支、 水溫計 1 支） 2. 氣象觀測設備（氣溫計 1 支、氣壓計 1 支、海上型風向風速 計 1 支） 3. 觀測資料記錄、傳輸及展示設備（GPRS 通訊設備、RS-232 串列設備聯網伺服器、資料蒐集記錄器、太陽能板 2 片、充 電控制器、市電充電器、電池、儀器箱） 4. 不鏽鋼式靜水井。 表 6-4 代辦潮位站設備、型號及數量 設備名稱 廠牌 型號 數量 音波式水位計 AquaTrak 3000XDCR and 4110 Controller 1 壓力式水位計 GE Druck PTX 1830 2 水溫計 森鴻 PT-100 1 氣溫計 SKYE SKYE SKH2023/1/A 1 氣壓計 VAISALA BAROCAP 1 風向風速計 YOUNG YOUNG 05106 1 GPRS 通訊設備 廣新 MA8-2(CWB2) 1 RS-232 串列設備聯 網伺服器 MOXA NPort 5210 1 資料蒐集記錄器 VAISALA QML201C 1 太陽能板 聚恆 TYNP62409135 2 充電控制器 Morningstar SHS-10 1 市電充電器 明緯 DR-60-12 1 電池 臺灣湯淺 NP65-12 1

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圖 6-12 代辦新設潮位站系統架構

6-15 6-2-3-2 導覽機設施 導覽機於 103 年 8 月 21 日進行公開取得報價單，8 月 26 日 截止，至截止日僅有群廣資訊股份有限公司投標，未達三家廠 商報價，經核准改採限制性招標，於 9 月 2 日進行議價，議價 後金額為 470,000 元整。採購項目如表 6-5 所示。圖 6-14 至圖 6-19 為導覽機外型及相關介面介紹。 表 6-5 導覽機建置規格及數量 產品型號 內容明細 數量 觸控式導覽機台 1. 金屬導覽機台組 2. 42 吋工業級LED 螢幕 + 紅外線觸控屏 3. 工業級電腦主機： Intel i3 3.3GHz / 4G RAB/ 500GB 硬碟/內建無線 網卡 4. Windows 7 Pro 作業系統 2 台 導覽機軟體設計 1 式 圖 6-14 導覽機外型

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圖 6-15 導覽機顯示介面

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圖 6-17 導覽機海科館介紹分頁

6-18 圖 6-19 導覽機遊戲介面 6-2-3-1 設備及軟體擴充 除上述購置之潮位站設備外，增加雷達波水位計及水尺， 並撰寫潮位資訊接收程式以供導覽機及其他設備介接(表 6-6)。 設備及軟體擴充於 103 年 11 月 24 日與新設潮位站建置廠商(翰 昇環境)進行議價，12 月 8 日完工，金額為 230,000 元整。

6-19 表 6-6 設備及軟體擴充 項目 規格 數量 雷達波水位計 B.M. Tecnologie Industriali CW56 1 水尺 不鏽鋼材質 1 潮位資訊接收程式 1.潮位站資料介接及轉入資料庫 2.導覽機資料同步 3.資料處理項目： - 音波式潮位 - 壓力式潮位 - 雷達波潮位 - 風速 - 風向 - 陣風 - 氣溫 - 氣壓 - 水溫 - 雨量 - 雨量筆數 - 測站電壓 4.導覽機及電腦端軟體安裝 5.配合需求提供介接。 1 6-2-4 採購及建置時程及經費 代辦新設潮位站規劃已於 103 年 3~4 月完成，6 月 25 日完成潮 位站設備採購相關流程，8 月完成導覽機採購，7~10 月完成潮位站 設備及導覽機建置，12 月 8 日完成設備及軟體擴充。工作期程、經 費及完成日期如表 6-7 及表 6-8 所示。

6-20 表 6-7 代辦新設潮位站採購工作期程 月份 項目 103 年 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 規劃 預定 執行 潮位站設備採購 預定 執行 導覽機採購 預定 執行 潮位站設備建置 預定 執行 導覽機建置 預定 執行 設備及軟體擴充 預定 執行 表 6-8 代辦新設潮位站採購經費及完工日期 品項 主要內容 金額 完工日期 得標廠商 潮位站設備 1.潮位觀測設備 2.氣象觀測設備 3.觀測資料記錄、傳輸及展示 設備 4.不鏽鋼式靜水井 1,092,000 103.9.23 翰昇環境科 技公司(公開 取得報價單) 導覽機設施 1.導覽機 2.介面設計 470,000 103.10.29 群廣資訊股 份有限公司 (公開取得報 價單) 潮位站設備 及軟體擴充 1.雷達波水位計 2.水尺 3.潮位資訊接收程式 230,000 103.12.8 翰昇環境科 技公司(限制 性招標) 合計金額 1,792,000 6-2-5 新設潮位站潮位分析 本年度已蒐集新設潮位站資料日期自 103 年 10 月 3 日至 103 年 10 月 31 日，包含壓力式與音波式潮位計觀測數據(圖 6-20)，共約 27

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日。音波式潮位計於裝設初期 10 月 3 日~10 月 8 日以及 10 月 12 日 ~10 月 14 日兩段期間因接收資料異常(如圖 6-21 紅色標示)而剔除， 故蒐集分析潮位時序較為不完整，約觀測時間段 73%。

新設潮位站壓力式數據經調和分析解析出 20 個分潮如表 6-9 所 示。將調和分析之主要分潮結果以橫軸為頻率(cycles per hour, cph)， 縱軸為振幅(m)及相位角(deg)繪製於圖 6-22 及圖 6-23。