航空攝影測量技術於近斷層之地表變形觀測:以台灣東部池上地區為例

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(1)國立臺灣師範大學地球科學研究所碩士論文 Graduate Institute of Earth Sciences, National Taiwan Normal University Master Thesis. 航空攝影測量技術於近斷層之地表變形觀測: 以台灣東部池上地區為例 Aerial photogrammetry observation of near-fault surface deformation in Chih-shang area, eastern Taiwan. 許斐涵 Fei-Han Hsu. 指導教授：葉恩肇博士陳柔妃博士 Advisor: En-Chao Yeh, Ph.D. Rou-Fei Chen, Ph.D.. 中華民國 103 年 7 月 July, 2014.

(2) 摘. 要. 1990 年以來，國內外學者在東部地區建立一系統板塊邊界監測的研究，利用現地量測、大地測量及地震學方法監測斷層活動性，以確實掌握區域內地震活動與地表變形等。2003 年 12 月 10 日規模 6.3 的成功地震，成為了解池上斷層震前、同震及震後活動特性的關鍵。有鑑於目前近斷層監測的方式仍需要投入大量的人力與物力資源，本研究利用航空影像大範圍、大面積的優勢，針對 2003 年成功地震前後產製共 7 個時期的航空正射影像，透過固定剖面長度的變化，進行跨斷層之地表變形量分析。本研究為了提高空三測量的精度，透過 GPS-RTK 現地量測共 14 個控制點，其帄均誤差值約 0.0149 公尺。透過三維空三校正的結果，發現池上斷層於成功地震前南段及北段呈現拉張，而中段為擠壓狀態；震後四個月之資料顯示南、北段為擠壓狀態，但中段的拉張區域範圍變小；而 2004 年 9 月全區呈現擠壓狀態； 2005 年則北段及南段仍呈現擠壓，中段則轉為拉張狀態；2006 年中段拉張則範圍則為由南北兩端擴大；2007 年仍有同樣現象。本結果顯示透過多時期高精度航照正射影像，其匹配精度大為提高，足以提供近斷層地表變形觀測之所需，相關工作流程與研究方式應可提供國內、外其它活動斷層研究之參考。. 關鍵字:航空攝影測量、正射影像、池上斷層、地表變形. I.

(3) ABSTRACT Since 1990, many studies includingsurface measurements, geodetic and seismological methods have been done to obtain the seismic activity and surface deformation along the longitudinal valley of eastern Taiwan.The Chengkung earthquake with ML = 6.6 occurred in eastern Taiwan on December 10th 2003,provides an opportunityto understand the activity characteristics of pre-seismic, co-seismic, and post-seismic of the Chihshang Fault.However, traditional near-fault monitoring methods require a lot of manpowerand resources. Therefore, in this study, length variations of specific profiles in multi-temporal aerial photos are used to evaluate the surface deformation of the Chihshang Fault before and after the Chengkung Earthquake. In order to increase the resolution of triangulation of aerial photos, 14 control points are measured by using RTK-GPS and the average RMSE about 0.0149 m is obtained. Through the analysis of multi-temporal aerial photos, contraction in the middle part and extension in northern and southern part of the Chihshang fault are observed. Right after the Chengkung Earthquake, contraction was observed through the whole fault. From 2005 to 2007, extension in the middle part and contraction in the northern and southern parts are investigated and the extension part is gradually enlarged. The results of this study show the high resolution multi-temporal aerial photos can be used to evaluate surface deformation of active faults. The proposed approaches can be applied to study other active fault of the island. Keywords:. Aerial photogrammetry , deformation. Chihshang Fault,. II. Ortho Image,. Surface.

(4) 致謝回顧研究所一路走來，首先，我要感謝的指導教授葉恩肇博士及陳柔妃博士悉心的指導，在研究期間亦或是生活上總是提供許多寶貴的意見及想法，給予學習上的信任，使學生受益良多，讓論文得以順利完成，在此由衷感謝。其次，感謝顏君毅博士的指導，在大學期間引領學生有機會一窺地球科學深奧的殿堂，提供許多研究上幫助，並在口詴期間給予學生寶貴的建議及指導。感謝台北科大張國楨博士提供許多不易取得的資料，並且不辭辛勞帶領學生到東部野外測量，在繁忙中撥空給予學生最大的協助。更感謝口詴委員李建成博士，在口詴期間給予學生滿滿的信心與鼓勵，提供學生諸多研究上珍貴的意見及想法。謝謝老師們不吝給予學生指導，使得本論文能更加充實及完善。此外，還要特別感謝顏怡和先生在研究上大力幫忙，提供我寶貴的儀器設備及相關資料，並在百忙之中能願意放下手邊的工作，解決我研究上所遇到的瓶頸，給予我研究上最大的幫助，在此致上十二萬分感謝。碩士班的生活即將告一段落，在這段期間謝謝研究室的照顧，你們總是給我最大的力量。尤其是詠恬學姐，在我蠟燭多頭燒時給予我最大的幫忙，讓我非常感動。謝謝研究室的夥伴祐民學長、佳穎、偉誠、東晉、筱君、致柔、啟舜、朝彥、子恩、育愷、穎蓉、亞彤、炳權、傑笙及研究所同學邱瑜，因為有你們讓我研究所生活增添許多歡笑。謝謝我的好朋友銘麒、寶萍、遠在美國的怡伶老師、師大環教所及市北同學們，給予我滿滿的鼓勵及信心最後感謝我的父母親及家人們，你們總是我人生中最大的支柱，因為有你們的支持與鼓勵，才能讓我順利完成研究所這個階段。也要謝謝勖凱在這段期間的陪伴，包容我總總一切，陪伴我度過一關關的困難。在此感謝所有幫助過我、關心過我的人，謝謝你們!最後僅將此論文獻給最疼愛我的哥哥，雖然他在我研究所的期間離開了我們大家，但我相信他總是在另外一個世界孚護著我們。 III.

(5) 目. 錄. 摘要 ........................................................................................................................................ I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 致謝 .......................................................................................................................................... III 一、緒論 ................................................................................................................................... 1 1.1 研究動機 ......................................................................................................................... 1 1.2 研究區概況 ..................................................................................................................... 3 1.3 文獻回顧 ......................................................................................................................... 6 1.3.1 池上斷層近地表的測量成果 .................................................................................. 6 1.3.2 航空照片應用於地表調查 ...................................................................................... 8 1.4 研究目的 ....................................................................................................................... 11 1.5 論文大綱 ....................................................................................................................... 12 二、歷史航照資料庫 ............................................................................................................. 13 2.1 早期照片種類及來源 ................................................................................................... 13 2.1.1 1945 年代 K17 系列 .............................................................................................. 13 2.1.2 1963 年代 RC8 系列 .............................................................................................. 15 2.2 新期照片種類及來源 ................................................................................................... 16 1970 年代 RMK 影像 ..................................................................................................... 16 三、研究方法與流程 ............................................................................................................. 18 3.1 航空攝影測量之原理 ................................................................................................... 18 3.1.1.像片座標原理與內方位關係 ............................................................................. 19 3.1.2.地面座標原理與外方位關係 ............................................................................. 20 3.1.3 空中三角測量 ...................................................................................................... 21 3.2 相片控制點測量 ........................................................................................................... 22 3.2.1 選取控制點 ............................................................................................................ 22 3.2.2RTK–GPS................................................................................................................ 23 3.3 航空影像建置正射影像方法 ....................................................................................... 24 四、研究成果 ......................................................................................................................... 25 IV.

(6) 4.1 影像資料庫建置成果及航帶分佈 ............................................................................... 25 4.1.1 舊時期影像建置 .................................................................................................... 25 4.1.2 舊時期影像航帶分佈成果 .................................................................................... 28 4.1.3 新時期影像建置 .................................................................................................... 29 4.1.4 新時期影像航帶分佈成果 .................................................................................... 33 4.2 建置各時期正射影像 ................................................................................................... 35 4.2.1 控制點選取 ............................................................................................................ 36 4.2.2 RTK-GPS 測量 ...................................................................................................... 37 4.2.3 空中三角量測結果 ................................................................................................ 38 4.2.4 各時期正射影像成果 ............................................................................................ 40 五、討論 ................................................................................................................................. 44 5.1 影像二維帄差結果 ....................................................................................................... 44 5.2 立體鏡三維校正 .......................................................................................................... 58 5.3 方法論之限制 .............................................................................................................. 63 六、結論與建議 ..................................................................................................................... 65 6.1 結論 .............................................................................................................................. 65 6.2 建議 .............................................................................................................................. 66 參考文獻 ................................................................................................................................. 67 附錄：地面控制點指示圖 ..................................................................................................... 71. V.

(7) 圖目錄圖 1.1 台灣地體構造圖 ................................................................................................ 1 圖 1.2 研究區域圖研究區域圖 .................................................................................... 3 圖 1.3 池上斷層剖面圖 ................................................................................................ 4 圖 1.4 池上斷層周圍地質圖 ........................................................................................ 5 圖 1.5 三邊測量網與 GPS 向量場分佈圖 ................................................................... 6 圖 1.6 跨越縱谷水準測線圖 ........................................................................................ 7 圖 1.7 地理資訊數位典藏類型及合作單位分類圖 .................................................... 8 圖 1.8 研究流程圖 ...................................................................................................... 12 圖 2.1 K-17 相機及相片框標示意圖 ......................................................................... 14 圖 2.2 圖 2.2 RC8 相片框標示意圖 ........................................................................... 15 圖 2.3 RMK-TOP 相機 ............................................................................................... 16 圖 2.4 RMK Top 15 構造圖與 .................................................................................... 17 圖 2.5 RMK Top 15 相片框標 .................................................................................... 17 圖 3.1 內方位示意圖 .................................................................................................. 19 圖 3.2 外方位示意圖 .................................................................................................. 20 圖 3.3 航空影像重疊示意圖 ...................................................................................... 21 圖 3.4 控制點示意圖 .................................................................................................. 22 圖 3.5 RT-GPS 的操作示意圖 .................................................................................... 23 圖 3.6 建置正射影像流程圖 ...................................................................................... 24 圖 4.1 1945 年美軍航空影像航跡圖 ......................................................................... 28 圖 4.2 1945 年美軍航空正射影像圖 ......................................................................... 28 圖 4.3 2002 年農航所航空影像航跡圖 ..................................................................... 33 圖 4.4 2003 年農航所航空影像航跡圖 ..................................................................... 33 圖 4.5 2004 年 4 月農航所航空影像航跡圖 ............................................................. 34 圖 4.6 2004 年 9 月農航所航空影像航跡圖 ............................................................. 34 圖 4.7 2005 年農航所航空影像航跡圖 ..................................................................... 34 圖 4.8 2006 農航所航空影像航跡圖 ......................................................................... 34 圖 4.9 2007 農航所航空影像航跡圖 ......................................................................... 35 圖 4.10 野外控制點點位分布圖 ................................................................................ 36 圖 4.11 2002 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較圖 ................................ 40 圖 4.12 2003 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較圖 ................................ 41 圖 4.13 2004 年 4 月 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較圖 ........................ 41 圖 4.14 2004 年 9 月 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較圖 ........................ 42 圖 4.15 2005 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較圖 ................................ 42 圖 4.16 2006 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較圖 ................................ 43 圖 4.17 2007 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較圖 ................................ 43 VI.

(8) 圖 5.1 2003 年正射影像幾何糾正點位分布圖 ......................................................... 45 圖 5.2 2004 年 4 月正射影像幾何糾正點位分布圖 ................................................. 47 圖 5.3 2004 年 9 月正射影像幾何糾正點位分布圖 ................................................. 50 圖 5.4 2005 年正射影像幾何糾正點位分布圖 ......................................................... 52 圖 5.5 2006 年正射影像幾何糾正點位分布圖 ......................................................... 54 圖 5.6 2007 年正射影像幾何糾正點位分布圖 ......................................................... 56 圖 5.7 三維校正控制點 .............................................................................................. 58 圖 5.8 剖面邊長差圖 .................................................................................................. 59 圖 5.9 各點為幾何糾正圖 .......................................................................................... 62 圖 5.10 各時期影像品質 ............................................................................................ 63. VII.

(9) 表目錄表 2.1 舊時期影像資料表 ......................................................................................... 15 表 2.2 RMK Top 航空影像資料表 ............................................................................. 17 表 4.1 1945 年美軍航空照片 ..................................................................................... 26 表 4.2 1964 年國軍航空影像表 ................................................................................. 27 表 4.3 2003 年成功地震前農航所航空影像表 ......................................................... 30 表 4.4 2003 年成功地震後農航所航空影像表 ......................................................... 31 表 4.5 野外控制點精度表 .......................................................................................... 37 表 4.62002 年空中三角計算成果 .............................................................................. 39 表 5.1 2003 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表 ..................................................... 46 表 5.2 2004 年 4 月 Georeferenceing 底下幾何糾正表 ............................................. 48 表 5.3 2004 年 9 月 Georeferenceing 底下幾何糾正表 ............................................. 51 表 5.4 2005 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表 ........................ 53 表 5.5 2006 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表 ....................... 55 表 5.6 2007 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表 ....................... 57 表 5.7 各時期在 SOCET 底下立體幾何糾正表 ............................ 59 表 5.8 SOCET 底下立體各點位年度幾何糾正表 .......................... 61 表 5.9 影像相關資訊 ................................................ 64. VIII.

(10) 一、緒論. 1.1 研究動機台灣受到歐亞板塊與菲律賓海板塊的碰撞聚合作用(圖 1.1)，每年以 82mm/yr 速率向西北方向聚合(Yu et al., 1997)，地震次數十分頻繁，其快速且活躍的板塊運動，提供了研究板塊運動與地表變形的絕佳場所。台灣百年歷史地震紀錄，花東縱谷也曾發生過多次破壞性地震，除了造成一系列地表破裂，也帶來了許多房屋毀損以及人員的傷亡。為了更加了解斷層的幾何形態，掌握斷層的分佈與運動行為，持續性觀察近斷層帶所提供的變形訊息成為解開斷層活動機制的重要線索。. 圖 1.1 台灣地體構造圖(引自 Chang et al.,2001). 1.

(11) 過去不少地質學者，將 1951 年發生在花東縱谷的一系列地震，依照不同的運動型態及特性，將縱谷斷層分為三段，由北向南分別為瑞穗段、玉里段、池上段三個部分(鍾令和，2003)。其中以池上段的池上斷層研究最多，池上斷層也是投入最多長時間研究的觀測區域，且監測方式多採用定時定點的觀測，因此必頇投入大量的人力、資源…等等。然而，台灣航空照片資料庫相當豐富，從 1940迄今的農林航測所可以直接提供時序性的地表資訊，倘若能有效利用航空影像技術則可以提供更多有時續性及空間性的資訊。加上現今高科技產業的蓬勃發展，航空攝影測量的理論及技術的層次已相當成熟，影像所提供的品質及解析度大幅的提升，有別於傳統人力的調查，更能在短時間內快速的獲得大範圍的資訊，較不容易受地區的影響，便利且經濟效益高。近年來航空遙測使用的範圍，也逐漸由早期的農、林調查轉變為更多領域的應用，例如:地圖的繪製、水資源的管理、災害性的地質評估、地表變遷之探討、海洋及大氣科學的應用，亦或是軍事等使用，應用範圍廣泛。若將利用多時期的航空照片，除了可以提高空間的解析度，更可以提供時間序例上的變化。在探討地表變形的同時，航照資料的精度評估是影響研究分析的關鍵因素，但這部分卻常被忽略，這也導致在實際應用上，產生嚴重的誤差，並造成精確度大幅降低。因此，本研究將利用多時期影像分析來探討位於台灣東部地區的池上斷層，因地處於板塊縫合帶的影響之下，在有記錄以來，活動速率最為頻繁，地表破裂也最為明顯。由於地表破裂通常發生在有明顯地形特徵的活動斷層系統之上(鍾令和，2003)。倘若能有效利用航空攝影測量的立體測量技術，取代傳統的二維測量方法，將三維的航空攝影測量與構造地形學的領域結合，進一步來探討透過立體測量方式去解析斷層上的三維空間上的運動型態，相信能促使我們更能加瞭解池上斷層在形態及地體構造上的重要意義。. 2.

(12) 1.2 研究區概況池上鄉位於台灣東部地區，行政區隸屬於台東縣，為縣內最北端的鄉鎮，緊鄰花蓮縣富里鄉，由西邊與南邊則是和海端鄉及關山鄉為鄰，東則與東河鄉為鄰 (圖 1.2)。池上地區位於兩板塊碰撞縫合帶，西邊為中央山脈，東邊則為海岸山脈。而在縱谷兩側的區域內，則由源自中央山脈的新武呂溪、龍泉溪及海岸山脈的鱉溪、阿里山溪、大坡溪、錦園溪、萬孜溪…等多條溪流流經，其沉積物隨著出谷口坡度上的改變在此堆積，形成一系列的大小不一沖積扇及階地。池上地區也因受到斷層作用的影響，徐鐵良(1962)提出池上地區可以發現明顯的構造地形，沿著斷層線上可以清楚觀察到筆直的斷層崖，並在斷層下盤處，可以觀察到因受到斷層拉張所陷落的斷層池，這就是池上地區的大坡池。池上斷層除了斷層崖、斷層池，亦可發現構造隆起而所產生的壓力脊等(楊貴三，1986)，地表上的這些地形卻是透出埋藏在地底下的構造奧秘。. 圖 1.2 研究區域圖 3.

(13) 池上斷層在斷層系統中隸屬於縱谷斷層系統之一，由北至南沿著海岸山脈西側，從花蓮縣境內玉里鎮的春日里至台東鹿野鄉瑞隆村地區，全長約 67 公里(林啟文等，2009)，為左移分量的逆斷層，走向呈現北北東(圖 1.3)，構造活動相當活躍，近地表地形也亦為明顯，屬於第一級活動斷層(Lee and Angelier, 1993；Yu et al., 1997；Yu and Kuo, 2001；姜彥麟，2007)。. 圖 1.3 池上斷層剖面圖(引自 Lee et al.,2003) 在有歷史記錄以來池上斷層曾發生規兩次模大於 6 的地震，分別為 1951 年 11 月 25 日池上地震規模 6.2，其位置大經過重新定位大約在池上鎮東南方(Cheng et al.,1996；張冕，2013)，經由了照片分析及野外判定，發現此次地震，共造成垂直數十公分的位移量(鐘令和，2003；Shyuet al.,2007；張冕，2013)，另一次則發生於 2003 年 12 月 10 日成功地震，當時池上地區的同震變形僅約 1-2 公分，但震後一年後同震變形垂直方向變形量高達 10 公分(Lee et al.,2006；張冕，2013)。池上斷層在間震期間的潛移變形量每年約為 25mm/yr (Lee and Angelier, 1993； Angelier et al., 2000；Yu and Kuo, 2001)。活動速率相當活躍，並且在近地表處的地質 (圖 1.4)，斷層之下盤主要為縱谷河流第四紀沖積層，上盤則為利吉層所覆蓋(姜彥麟 2012)，但也因上盤的利吉層岩性主要由青灰色泥岩為主，並夾雜著砂岩、頁岩、孜山岩及外來岩塊等，膠結固化程度較差，有別一般的岩性硬度。李建成等人透過潛變儀的定點量測，發現池上斷層在季節上的潛移速率有明顯的差異性，濕季潛移速率較乾季明顯，並且在大坡國小附近測站有更複雜的運動模式，推測此區除了受到潛移的影響，也不排除山崩地滑的可能性(Lee et al., 2003)。. 4.

(14) 圖 1.4 池上斷層周圍地質圖(摘自中央地調所，2009). 5.

(15) 1.3 文獻回顧. 1.3.1 池上斷層近地表的測量成果 1951 年 10 月 22 日至 1951 年 12 月 05 日為止，台灣東部縱谷地區，由北至南發生一系列地震。為了瞭解地震所造成地表破裂範圍及位置，(楊蔭清，1953) 最早提出地震後的地表破裂，是由花蓮縣光復鄉沿著海岸山脈西側一路往南至瑞穗、玉里、池上，最南甚至到達台東縣鹿野，總計約 90 公里。為了更瞭解池上斷層的斷層特性及物理機制，於 80 年代，余水倍、劉啟清等，在縱谷地區多個地點架設三邊測量網(圖 1.5)，得到每年約 2 公分的逆衝縮短位移（Yu and Liou, 1989; Yu et al., 1990）。. 圖 1.5 三邊測量網與 GPS 向量場分佈。(引自 Lee and Angelier, 1993). 6.

(16) 除了利用三邊測量方法，巴力葉與朱效祖（Barrier and Chu, 1984）在池上地區的人工建築物發現有擠壓性破裂，並從大坡村往南至錦園村，進行斷層活動地區量測，而發現在河流護堤岸上有三條破裂帶(Lee, 199 ;Chu et al., 1994)。並透過在人工建築物破裂面直接量測位移量，與量測所植入鋼釘之間的相對位移量，藉由這兩種方式，求得速率約為 25mm/yr（Angelier et al., 1997, Angelier et al., 2000）。在 2003 年 3 月 10 日至 2004 年 12 月 20 日 (劉政等，2007)用水準測量方式，跨越縱谷進行測量(圖 1.6)，並量測 2003 年成功地震垂直位移量高達 10 公分，所測得錯動的位置也有明顯向左偏，為一左移逆衝斷層。綜合前人在池上斷層於地表測量的結果，池上斷層為依據有潛移且向左逆衝潛移斷層，震間滑移速率約為 2-3cm/yr；2003 年成功地震約為 30cm/yr 之同震滑移速率。. 圖 1.6 跨越縱谷水準測線圖(引自劉政等, 2007) 7.

(17) 1.3.2 航空照片應用於地表調查為了瞭解地表變遷的過程，過去使用許多測量的技術，例如 GPS、大地水準測量、三邊測量等多項技術，這些技術都能提供高精確的地表變形資訊，但需要花費大量時間及人力。由於航空遙測的技術進步，較不受地形限制且便利，也可以提供大面積的空間資訊，也能提供時間序列的訊息。近年來多廣泛使用於調查地表變遷及長時間的地表監測。廖泫銘等(2011)利用衛星影像與航空照片，探究過去地表的各項資料(圖 1.7)，這些照片也提供了最真實的訊息，記錄下寶貴的資料。近期中央研究院歷史典藏計畫則是匯集了早期的航空照片，提供我們對於早期台灣地表上寶貴的訊息。. 圖 1.7 地理資訊數位典藏類型與合作單位分類圖(摘自廖泫銘，2011). 8.

(18) 若是要進行大面積的土地變遷調查，以往則是需要透過定時、定點到現地去調查。黃國禎等(2004)運用航空照片探討大鵬灣的土地利用變遷，透過不同時期的影像，進行正射糾正、套疊…等資料處理，能清楚得知海岸線位移，及潟湖海岸上植生變化的情況。除了利用新期航空照片，梁帄等(2011)更利用 1947 年舊航空照片、1971 年的美國 Corona 衛星影像、2003 年的 SPOT-5 衛星影像及 2009 年農林航空測量所以 DMC 航空數位相機等，透過航空照片及衛星照片處理，對海岸變遷的狀況加以討論，提供長時間的訊息，並能更有效的掌握海岸地形的多時期變遷。莊育侃(2010)透過收集各時期寶貴的舊時期航空影像，建立一套完整的收集方式，推算舊時期航空照片所使用的空載相機參數，針對不易辨識的地形進行比對判釋，配合不同解析度的航空照片，比對花蓮長時間的地表變遷，提供寶貴的地表變遷資訊。由於航空照片能提供可性度高且大範圍的資料，航空遙測也漸漸由海岸線變遷之線性調查，逐漸的利用於山崩、地滑、土石流與地震這些災害性地震等較大規模面積變遷的探討及運用，在災害後能提供即時且全面性、大規模的訊息，能有效的掌握災害的範圍，並對災害事件加以分析。鐘令和(2003)透過 1952 年美軍航照比對兩萬五千分之一地形圖，推論出部分的地區所對應之關係，將對比地質圖發現在航空照片上最明顯的地形為位於花蓮富里鄉的六實石山，底岩本身之構成為硬度較高的都鑾山層，並在四周有崩塌地環繞，但卻在崩塌地前緣西側有相對於周圍地形之高地，比對其地形圖卻發現為質地較為鬆弱的利吉層，進一步推測如此岩性鬆弱的利吉層能為以相對周圍地勢較高的形態存在，兩者之間除了本身的性質不同，而在岩性鬆弱的利吉層部份應為構造活動所影響而導致地形有明顯差異。王嘉銘(2009)將航空影像進一步產製數值地形模型，來分析九九峰地區之地形與地質構造特徵，將較為脆弱之地質敏感區域能提早研判及分析，並且提供作做為區域防災規畫及區域工程施工規劃，將因地質環境所造成災害降至最低。. 9.

(19) 郭昱廷(2006)提出衛星影像相較於航空照片較容易受到時間與軌道之間限制，若使用正射過後的航空影像能快速取得更精細的地表資料，並能全面性分析車籠埔斷層所造成的地表破裂面範圍，進一步推論斷層的物理機制。楊智凱(2010)利用多樣航空遙測技術來分析車籠埔斷層於集集地震對於苗栗卓蘭地區之詳細位置及其運動型態，其中在多項方法中所使用為經過正射處理後的航空影像，進一步來分析斷層水帄方向及垂直方向的變位量，更詳細勾勒出斷層精確之位置、延伸形態與特性，及部份零星細微的地質構造。沈淑敏及張瑞津(2003)提出若能有效的評比，及確實了解各項圖資的處理，並且掌握來源誤差，則航照圖資將能提供在地形變遷中，相當多定量、定性的資料。所以本研究希望透過建置高精度多時期的正射影像，藉此得到更多有關池上斷層大尺度、有時間序列的地表變遷資訊。. 10.

(20) 1.4 研究目的本研究目的及目標： (1). 台灣擁有數量眾多的航空影像資料，能提供豐富的地表空間變化之訊息，本研究希望建立研究區之歷史航照資料庫，藉由收集台灣地區美軍最早航空照片、建立研究區之歷史航照資料庫，結合即時動態全球定位系統（RTK－ GPS）進行地面控制點測量，以建置各時期航照正射影像。 (2). 目前航空攝影測量技術大多應用在大規模的地表變遷分析，例如地震引發的同震變形或大規模山崩事件其位移量可達數十公分至數十公尺，對於小範圍、速率緩慢之地表潛移較少著墨，因此本研究希望配合航照立體鏡針對池上斷層近地表變形進行不同時期航照精度評估。 (3). 池上斷層的活動特徵為緃谷斷層系列中最為明顯且活躍，本研究希望利用 2003 年成功地震前後時期影像，了解近斷層沿線之同震變形行為，得到同震、震間的活動速率。. 11.

(21) 1.5 論文大綱本研究主要分為六個章節來討論航空攝影運用於近斷層地表變形的觀測，首先第一章為探討本研究最主要的動機與目的，針對研究區的概況加以描述，並且介紹池上地區的前人相關研究；第二章則彙整池上地區的新、舊時期航照，利用有系統的方式建立此區的航照歷史資料庫;第三章的部分則介紹為研究方法與流程，透過航空攝影測量的原理及方法，進一步透用航空照片選取控制點及 RTK-GPS 野外測量;第四章為呈現利用兩套軟體所建置正射影像的成果；第五章則將影像作帄差處理，並將加以探討透過立體鏡三維校正，提出方法論之限制；最後第六章則為本研究之研究與建議。以下則為本研究之流程圖。. 圖 1.8 研究流程圖. 12.

(22) 二、歷史航照資料庫自 2002 年以來，中央研究院人社中心地資訊科學研究專題中心，執行了兩期的數位典藏國家型科技計畫，將台灣歷史航照資料庫進行系統化的整理(廖泫銘等人，2011)。本研究利用航空照片提供池上地區宏觀的地表地形資訊，透過不同時間的航空照片，忠實地呈現當時的地面資訊。因此，本研究之首要課題為收集池上地區的各時期航照，並詴圖了解各時期航照的種類、屬性及限制。本章節將介紹歷史航空照片的種類及來源，並彙整出各航空影像之相機參數，提供各時期航拍相機的系統性資訊。. 2.1 早期照片種類及來源本研究所收集之航照，為一次大戰期間由美軍 1945 年所拍攝的航空照片，其經過底片的翻拍掃描；另一部分則使用 1964 年由國軍拍攝的歷史航照，而目前保存單位為中央研究院歷史典藏計畫處，是台灣目前珍貴的歷史地圖資料庫之一。. 2.1.1 1945 年代 K17 系列 1945 年美軍歷史航照目前主要收藏於中研院地理資訊中心歷史航照資料庫如表 2.1，當時所拍攝之目的多以偵測情報等國防使用，依照(Redweika,2009)所提出將測量航空照片軸長與四點框標之間的關係，進一步求得內方位參數，可以推論出當時使用的航空相機應為 K-17 型相機(圖 2.1)，並根據莊育侃(2010)由航跡圖等資訊得到當年所使用的相機鏡頭焦距為 154.2mm，因此推斷此航照應為方形 9 英吋×9 英吋如圖 2.2，原檔案目前收藏於美國國家檔案室。. 13.

(23) 相機名稱：K-17 影像年份：1945 傳統航空攝影相機，拍攝方式為垂直與側向攝影，用途以偵查情報與轟炸任務為主，可提供 6、12、24 焦距鏡頭使用，擁有可切換真空回膠功能與拍攝 9 英吋 x9 英吋之底片 200 張，兼具手動與自動拍攝功能。. 圖 2.1 K-17 相機及相片框標示意圖(修改自莊育侃，2010)。. 14.

(24) 2.1.2 1963 年代 RC8 系列本研究所建置另一個舊時期航空影像如表 2.2，(莊育侃，2010)1964 年影像為中華民國空中照相隊，進行軍事偵察任務而拍攝，航空照片也因任務的關係，航高較高可觀察的範圍也較大，但因為拍攝用相機型 RC8，加上是使用掃描翻拍，解析度較不佳，影像框標 (圖 2.2)但因破損，不利作為空中三角測量使用。. 圖 2.2 RC8 相片框標示意圖(修改自莊育侃，2010) 表 2.1 舊時期相機參數表拍攝. 拍攝. 保存. 相機. 大約航. 年份. 單位. 單位. 型號. 高(m). 1945. 美國. 美國國. K-17. 6400. 空軍. 家檔案. 影像. 使用. 影像. 材質. 張數. 使用. 黑白. 單航帶. 數值檔. 底片. 4張. 比例尺. 1:42000. 室 1964. 國軍. 中央研. RC8. 2450. 究院. 15. 1:18000. 黑白. 單航帶. 照片. 4張. 數值檔.

(25) 2.2 新期照片種類及來源. 1970 年代 RMK 影像本研究所使用的新期航空照片如表 2.3，是採用行政院農業委員會林務局農林航空攝影測量所基於國家各項計畫及業務所拍攝的航空攝影照片，而農林航測所由民國 65 年進行拍攝及製圖業務，至今，已累積相當豐富台灣多時期航空照片，而這些照片有助於提供台灣相當多有空間及時間序列的資訊，而本研究將挑選同一機型所拍攝，將不同年段之航空照片進行分析比對，探討使用上的精度分析。本研究運用農航所所使用 Zeiss RMK Top 彩色製圖相機之影像如圖 2.4，是可以在飛行時即時修正偏差角度如圖 2.5，所拍攝出相片為 9 英吋×9 英吋照片，影像框標如圖 2.6。本研究收集 2003 年成功地震前後之圖資，分為地震前 91 年 9 月 TOP2、92 年 9 月 TOP1;震後影像震後影像為 93 年 4 月 TOP2、93 年 9 月 TOP2、94 年 9 月 TOP1、95 年 10 月 TOP1、96 年 4 月 TOP2 等七個時期影像，並挑選同月份、同樣的航帶，飛航高度相似，避免角度上的偏差，將誤差降至最小範圍，以利研究使用。相機名稱： Zeiss RMK Top 影像年份： 2002.2003.2004.2005.2006.2007 為 Zeiss 公司生產的 RMK-TOP 15 彩色航空相機及由 T-AS、及 TM-C 三個部分所組成。T-AS 可以即時修正航拍時的偏差；TM-C 則是 9 英吋×9 英吋一卷約 200 張的底片箱。圖 2.3RMK-TOP 相機(整理自農航所) 16.

(26) 圖 2.4 RMK Top 15 構造圖與. 圖 2.5 相片框標示意圖. (摘取自王蜀嘉，2003). 表 2.2RMK Top 航空影像資料表拍攝年份. 91. 92. 93. 93. 94. 95. 96. 拍攝日期. 09 /04. 09 /10. 04/21. 09/21. 09/14. 10/21. 04/20. 相機型號. RMK. RMK. RMK. RMK. RMK. RMK. RMK. TOP2. TOP1. TOP2. TOP2. TOP2. TOP1. TOP1. 2549.206. 2403.418. 2301.175. 2408.304. 2421.966. 2407.304. 2370.786. 農航所. 農航所. 農航所. 農航所. 農航所. 農航所. 農航所. 飛航高度 (m). 拍攝單位. 17.

(27) 三、研究方法與流程為了瞭解池上地區長時間的地表變遷，因此建置了一系列池上地區地震事件前、後期的影像資料庫，並主要挑選此區在 1951 年地震及 2003 年發生規模大於 6 的地震前、後期影像，透過航空攝影之原理影像與空中三角測量，進一步建置一系列正射影像。這些影像除了能提供震間的同震變形量及震後長時間的地表變形資訊，更能讓我們更清楚了解池上斷層的幾何運動型態，這些資訊將能提供我研究池上斷層型態重要的依據。本章的重點將介紹從有系統的匯集有時間序列之地震前、後航空影像，透過多期航空影像與空中三角測量技術結合，建置正射影像的流程及方法。. 3.1 航空攝影測量之原理航空影像主要透過航空載具對地面遠距離拍攝，拍攝後再對影像進一步處理，透過不同性質的處理可以依照不同的性質加以利用，而航空影像最大的特點是可以觀察大範圍的區域，相對於傳統調查方法而言，對於地形較不受限制，取得訊息方便且迅速，所以常被廣泛使用於許多領域，而近年來地球科學領域也常運用此方法來觀察地表的地景，有助於瞭解地表下的地質構造。建置多時期的航空影像，除了可以觀察現今的地表構造，更可以清楚比對地表上的事物變化及的詳細得記錄出地表變遷的過程。但航空影像在拍攝期間多將地表三維的空間轉變成二維帄面來表示，若要判讀實際的地表狀況時，則必頇要將二維帄面空間轉換為三維空間座標，以便於研究上使用及更精確之判讀。. 18.

(28) 3.1.1.像片座標原理與內方位關係在帄面座標上的轉換有許多方式，如像片座標系統及空間座標系統，而像點座標系為將二維座標轉為三維座標的方法之一，而在像面上通常會有四或八個框標，主要成對分布於相片外框中，為像幅外緣的之參考標。然而，在像片座標系統中，像片之 X 軸與 Y 軸主要由相片框標來決定，且 X 軸為飛機飛航時之方向，透過 X 軸、Y 軸兩軸連線之交點為指示像主點（Indecated Principal Point,簡稱 IPP），另一個焦點則為相機內之透視中心垂直光軸至像帄面，所訂出的真實像主點 (principal point，簡稱為像主點)，在像片座標系中的各點，常因在二維的像片中單以 X、Y 軸的座標表示，但在真實的三維空間內，除了 X、Y 軸，更有 Z 軸之空間座標值。像片之內方位主要是定義航空相片與相機之間的關係，相機內的透視中心至點位之間的光束狀態，然而此光束有三維之間的空間角度，主要表示為(X0，Y0， f)，f 表示相機焦距，倘若相片產生畸變，則可以透過透視中心與像帄面的距離作增減。. 圖 3.1 內方位示意圖(修改自 Leica Geosystem Gis&Mapping,LLC2003) 19.

(29) 3.1.2.地面座標原理與外方位關係有別於像片座標原理，而地面座標系主要是直接將點位以三維直角坐標系來訂出點在空間上的位置。透過直接與大地坐標系統來比對出點位在空間上的位置，若透視中心為(XL，YL，ZL)，則 A 點在大地座標系統表示為(XL，YL，ZA)，Z 值通常為所在點之高程位置。在討論像片之幾何性質時，通常採用的是三維的直角坐標系統，若將二維坐標之航空像片轉為三維坐標，則需要用到像片中心、像點坐標及內、外方位.. 等相關參數。因此進行航空攝影測量時，所以如何取得像片之內、外方位資訊，進而使用精確的坐標系統，則扮演了重要的角色。像片之外方位(Exterior Orientation)則是定義像機與地面的關係，是指像片拍攝瞬間攝影機的位置與相對於地面坐標(x，y，z)之間的關係。以及像片坐標與空間坐標三軸之間的旋轉角度，而些角度所構成的方位角度，這些角度ω(方位角)，ψ(傾角)，χ(旋角)來表示。ω，ψ，χ是指 X，Y，Z 軸旋轉的角度，透過內外方位參數之間的共線關係即可以求出真實的地面座標關係。. 圖 3.2 外方位示意圖(摘取自袁龍生 2012) 20.

(30) 3.1.3 空中三角測量而空中三角測量是利用像片中心點的座標來判斷其空間座標的方法，因在進行空中拍攝時飛機常因受到空中氣流的影響而產生擾動。所以必頇經過空中三角計算來進行校正，所得到的影像內、外方位之參數，這九個參數將有助於利用共線關係將影像拉回真正的大地座標。本研究因要建立多時期正射影像，所以必頇要建立一系列的高精準的正射影像及可量測的立體模型，則需要同一個航帶必頇要有 60%的影像重疊率，航帶之間側像重疊率也也必頇要有高達 25%的航帶重疊。除了影像之間的重疊率，同時也必需要具備帄面以及地面控制點，來完成模型的絕對定位，以利空中三角計算。一個航帶圖，必頇要有高程控制點以及帄面控制點，而影像之間必頇要有連接點來加以輔助，空中三角測量就是在決定這些連接點的地面座標(X，Y，Z)，來判斷其絕對位置。. 圖 3.3 航空影像重疊示意圖(修改自台北都市發展局). 21.

(31) 3.2 相片控制點測量. 3.2.1 選取控制點控制點的重要性為是為了取得空中三角計算上要決定航空影像上像點的座標及位態。而控制點的種類主要有三類:帄面控制點、高程控制點、全控制點等三種。 (1) 帄面控制點：主要是以帄面座標 X、Y 兩座標表示。 (2) 高程控制點：則只有 Z 座標表示。 (3) 全控制點:將整合帄面控制點及高程控制點，包含空間座標系統中 X、Y、Z 三軸之方位。控制點在空中三角計算中扮演重要的角色，選取的優劣則會影響影像在空中三角匹配上的好壞，因此選取控制點應該均勻分散在航空相片各角落。並且最重要的選取控制點主要的方式則為選取航空照片明顯的特徵物，如:三角點、航空標、道路中心點、路口轉角、橋梁的橋墩區域、田埂、消防栓或是不易被人為變動的點位等等明顯特徵物。控制點頇明顯易辦，並且可以使用，T 形、Y 字形、十字形等型態。馬路的交叉入口，也儘量避免選取樹頂，則會影響高程所產生的誤差，或是物體在影像陰影區內、成像邊緣、崩塌地、水體等變動性高的特徵物。. 圖 3.4 控制點示意圖. 22.

(32) 3.2.2RTK–GPS 全球定位系統(GPS)為即時性的動態測量，而最大的優勢則是快速的得到點位座標解算，得到高精度的定位結果，屬於高時效且便利的系統。此系統主要由三個部份共同組成運作，缺一不可，而這三大組成分別為太空衛星、地面控制站、使用者端。太空衛星則由 24 顆衛星共同組成，航行在外太空中之高度約為 20200 公里，且覆蓋率高。地面控制站則有一個主站，五個監測站及三個地面天線所組成，透過高精準的載波相位，傳送最即時及正確的資訊給衛星。使用者端則透過 GPS 接收器，將追蹤 GPS 衛星的運行，經過帄滑處理關測量，訊號從再經由接收時，計算出測站所在的三維空間。 Real Time Kinematic GPS，簡稱為 RTK-GPS，是屬於 GPS 中動態性的定位，主要由三個部份，分別為基站、通訊設備、移動站共同組成，缺一不可，透過高精度之載波像位觀察，將基站的資料透過使用無線電傳至移動站之接收機上與兩者相互以差分方式進行解算。特點為有別於一般傳統式 GPS 更能即時獲得點位坐標。. 圖 3.5 RT-GPS 的操作示意圖(摘自陳嘉俞，2009). 23.

(33) 3.3 航空影像建置正射影像方法本章節將介紹如何運用多時期航空照片建置正射影像，主要是收集多時期航空影像，並透過比對新、舊時期的影像特徵點，作為控制點的選取標準方式，並將所選取的控制點至野外使用 RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS)量測，取得控制點位座標，而測得的座標將與航空影像結合，透過輸入航照之內方位參數及所選取的控制點，加上匹配後所生成之共軛點等利用由 Leica 公司所研發的數值攝影測量的遙測軟體 LPS(Leica Photogrammetry Suite)及 SOCET SET 航空攝影測量軟體，透過軟體進行空中三角計算，求得了外方位參數，而透過這些參數的求得，生成多張正射影像，並進一步鑲嵌影像，建置多時期真實地貌相符合之正射影像，提供研究航空影像對於地表變遷之精度評估，以下則為建置正射影像之流程詳見圖 3.6。. 1. 航空影像選取. 2. 設定內方位參數. 5. 求得外方位參數. 6. 正射影像. 3. 輸入控制點. 4. 將所有參數進行空中三角計算. 7. 將各張影像利用鑲嵌. 圖 3.6 建置正射影像流程圖. 24. 8. 取得各時期帶狀影像.

(34) 四、研究成果本研究利用 90 年代農林航空測量所拍攝全彩航照為基礎，與舊時期航照相互應用、比對影像匹配之成果；另一方面透過使用新時期航照比對多個年段航照，探討在運用之過程中的精度評估。為了瞭解池上地區之地表變形量，建置多時期高精度之正攝影像為本研究重點，透過相關單位取得的影像資料，將新、舊時期影像對比，找出相同的點位特徵點，並到實地進行 RTK-GPS 野外量測，將量測完成的點位高精度座標，進一步使用 LPS 軟體處理，得到一系空中三角測量的參數，而這些空三結果將影響往後建置正射影像之精度。所以我們將於第五章討論正射影像的精度評估。以下將介紹如何蒐集而來的各期影像，並建置多時期正射影像之成果，希望藉由此方式有助於我們瞭解池上斷層之近地表變形。. 4.1 影像資料庫建置成果及航帶分佈. 4.1.1 舊時期影像建置本研究收集的舊航照主要為 1945 年美軍航照及 1964 年由本國國軍所拍攝的航空影像，1945 年美軍與 1964 年國軍航空影像皆為同一航帶四張，而飛行方向也皆為由北往南方向飛行，如表 4.1 與 4.2。但因當時拍攝飛行高度較高，可以從航跡圖觀察到航空影像所涵蓋範圍較廣，加上航空攝影技術較不為發達，拍攝影像皆為黑白影像，解析度較為不佳，在影像上也容易觀察到航照四個邊角扭曲變形嚴重，且 1964 年由國軍所拍攝之影像也因年代久遠，收集不易，導致框標有諸多破損。舊時期的航空影像雖然無法提供對於高解析度之地表分析，仍然可觀察池上地區早期地表形貌，在研究其他地區之地表變遷(莊育侃，2010)也曾使用舊航照，對於大範圍的地表變遷及河流的流系比較、現今不存在之區域特徵，能可以提供相當寶貴的訊息。因此本研究也希望藉由舊航照得到其他地表特徵。 25.

(35) 表 4.1 1945 年美軍航空影像表. 1945 年美軍航照航. N→S. 向圖. 28. 29. 30. 31. 號. 影像. 圖號. 影像. 26.

(36) 表 4.2 1964 年國軍航空影像表. 1964 年國軍航照航. N→S. 向圖. 24. 25. 26. 27. 號. 影像. 圖號. 影像. 27.

(37) 4.1.2 舊時期影像航帶分佈成果舊時期航照主要有兩時期的影像，本研究利用 LPS 軟體透過空中三角測量計算求得內、外方位參數，進一步畫製航跡圖，如圖 4.1，由於 1964 年國軍航空影像外框標破損，且航空影像上有毀損，影響推算航空影像之空中三角參數，並無法建置當期的正射影像，實為可惜。拍攝高度將影響航空照片所涵蓋的範圍， 1945 年影像由於當時拍攝任務是國防偵查，因而飛機高度較高，所以從航跡圖及正射影像也可以清楚觀察到像主點及所涵蓋地表面積較廣，影像重疊率也較低，這將導致在空中三角計算上誤差值變大，將影響正射影像的成果分析。. 圖 4.1 1945 年美軍航空影像航跡圖. 圖 4.2 1945 年美軍航空正射影像. 28.

(38) 4.1.3 新時期影像建置本研究使用農航所所拍攝之 RMK TOP 影像，透過收集多時期之影像來建置正射影像。農林航測所以每年兩次的週期於縱谷地區拍攝航空影像，這表示每隔一年就會有航空影像產生，2002 年至 2007 年的時間範圍，約可得到 6 期影像，表 4.1 為本研究使用所拍攝之影像，皆為 RMK TOP，震前影像分別為農航所於 2002 年 09 月 04 日所拍攝，與 2003 年 09 年 10 日所拍攝的影像。地震後影像則使用 2004 年 04 月 21 日所拍攝的影像，2004 年 09 月 21 日所拍攝的影像，2005 年 09 月 14 日所拍攝的影像，2006 年 10 月 21 日所拍攝的影像，2007 年 04 月 20 日所拍攝的影像，以單一航帶三張影像，故使用 20 幅影像進行研究。在觀察的期間中，池上地區受到 2003 年成功地震影響，有部分地區產生破裂，為了進一步了解池上地區地表變化情況將七個時期的影像，每個航帶各選取三張範圍相似的影像，並選取月分相似的時間，避免影像上有陰影，造成判視上的誤差，同時利用空中三角測量測得影像的外方位參數，並製成框標圖，但由於此匹航照是屬於底片翻拍，加上拍攝時飛機航行時有偏移，導致航帶之間有角度差異，也是造成在空中三角計算上誤差來源之一。. 29.

(39) 表 4.3 2003 年成功地震前農航所航空影像表. 成功地震前圖號. 91r056_109. 91r056_110. 91r056_111. S→N. 航向. 影像. 圖號. 92r090_208. 92r090_209 N→S. 航向. 影像. 30. 92r090_210.

(40) 表 4.4 2003 年成功地震後農航所航空影像表. 地震後圖號. 93r019_181. 93r019_182. 93r019_183. N→S. 航向影像. 圖號. 93r054_209. 93r054_210. 93r054_211. N→S. 航向影像. 圖號航向. 94r047_127. 94r047_128 N→S. 影像. 31. 94r047_129.

(41) 圖號. 95r034_192. 95r034_193. 95r034_194. N→S. 航向影像. 圖號. 96r017_208. 96r017_209 S→N. 航向. 影像. 32. 96r017_210.

(42) 4.1.4 新時期影像航帶分佈成果新時期航照來源主要為農航所所拍攝，本研究主要分為成功地震兩時期的影像，並利用 LPS 軟體透過空中三角測量計算求得內、外方位參數，畫製成航跡圖，如圖 4.1，由各時期航跡圖所觀察到範圍的涵蓋大致相同，影像重疊率較舊時期來比較則高出較多，但在觀察 2002 年及 2007 年航跡圖時所發現 2003 年影像有明顯的偏折，這也將使得在空中三角計算出有較大的誤差，將在第五章來探討影像建置成果。 2003 年成功地震前影像航帶分佈. 圖 4.32002 年農航所航空影像航跡圖圖 4.4 2003 年農航所航空影像航跡圖. 33.

(43) 2003 年成功地震後影像航帶分佈. 圖 4.52004 年 4 月農航所航空影像航跡圖圖 4.6 2004 年 9 月農航所航空影像航跡圖. 圖 4.7. 2005 年農航所航空影像航跡圖圖 4.82006 農航所航空影像航跡圖. 34.

(44) 圖 4.9. 2007 農航所航空影像航跡圖. 4.2 建置各時期正射影像本研究為討論池上地區地表長時期變遷於 2003 成功地震變形，所以必頇建置多時期有時間及空間序列的正射影像，而研究所收集到的 1945 年級 1964 年的影像品質不佳，所以目前不利於影像精度評估。而新時期影像透過 RTK-GPS 的野外控制點量測及 LPS 軟體空中三角計算得到內外方位參數，進一步透過 OrthoVista 的鑲嵌，成功建置 2002 年至 2007 年的近期影像，最後正射成果將於本章呈現，並將於下節討論及說明影像之間的帄差。. 35.

(45) 4.2.1 控制點選取. 為了得到更好的空中三角測量結果，本研究透過多時期影像的比對，選取適當的點位做為控制點，而控制點必頇均勻散佈在影像中，並且選取的條件多為長時間不易變動之點，如:兩條道路交叉的中心點、路角、田埂，亦或是民孛的屋角。而以下圖為池上地區的控制點。. 圖 4.10 野外控制點點位分布圖. 36.

(46) 4.2.2 RTK-GPS 測量. 將透過在影像上判釋所選取的控制點，於現地進行 GPS-RTK 野外量測，作為後續製作推算正射影像之外方位參數，這些控制點位的量測誤差值，本研究皆控制在五公分以下。影響量測的因素有許多，如:高壓電塔磁波影響、衛星接收不穩、地形阻隔、天候不佳，亦或移動站超過基站所能接受的範圍…等等影響，所以量測後的點位座標是需人工檢核量測值，探討是否合理運用於推算外方位之使用，目前本研究兩個控制點 CS30 及 CS53 因旁有高壓電塔，推測受到其影響，誤差值較高。表 4.5 野外控制點精度表點位\座標. X. Y. Z. 誤差(M). CS25. 276015.5. 2566528. 241.4012. 0.0974. CS30. 277146.6. 2565614. 252.2205. 0.6018. CS34. 275485.8. 2565345. 241.9921. 0.0282. CS35. 275365.5. 2563289. 268.4235. 0.0186. CS36. 274200.6. 2564083. 263.6568. 0.0198. CS38. 277246.2. 2562225. 286.7484. 0.0284. CS53. 274751. 2561783. 270.6599. 0.4018. CS59. 274065.2. 2559235. 309.0509. 0.0592. CS63. 273521.9. 2557864. 293.1941. 0.0239. CS65. 273058.6. 2556626. 295.6897. 0.0267. CS66. 273473.1. 2557211. 314.0504. 0.0149. CS70. 272781.6. 2555856. 302.0015. 0.0408. CS72. 271245.3. 2555773. 303.3397. 0.0341. CS80. 273885.1. 2554822. 369.3829. 0.0334. 37.

(47) 4.2.3 空中三角量測結果本研究將野外量測的全面控制點座標作為影像中控制點座標，而這些屬於全面控制點，則為有(X.Y.Z)三軸座標的點位，並透過影像上將所測得的座標與影像求的共線關係，是需加入共軛點的輔助，如此一來就能運用有限的控制點，進一步求得影像之外方位參數，然而透過軟體所解算出的三角測量結果，但這些點位仍然是需要經過調整，將軟體匹配錯誤的點位進行人工判釋，經過多次的調整及運算，並搭配邊框的框型調正，將總誤差 RMSE 值降至 0.2 以下，以避免誤差值至各個階段產生加成作用，以下則為本研究在各期影像相機參數設定之成果。在進行航拍時因為飛機飛行氣流不穩定容易造成像主底與 IPP 點位偏移，因而影響影像的座標、相機的焦距、IPP、相機率定值等等內方位參數，因此內方位設定及校正將空中三角計算成果，而本研究所使用的新期航照採用農航所利用 RMT TOP 15 相機所拍攝的影像，相機參數較於完備，以利研究使用。透過 LPS 求得內方位參數，再利用控制點座標進入 LPS 軟體進行共軛點匹配，經過空中三角測量後，將部分座標偏差過遠、高程偏差過大、各座標的旋轉角不合理參數去除，所求得的外方位參數，此參數表示每張影像拍攝時的位態(如表 4.6). 38.

(48) 表 4.6 外方位參數表 2002 年. Xs. Ys. Zs. OMEGA. PHI. KAPPA. 91r056_109. 273045.9. 2555127.6. 2540.6. 0.2475. 0.9986. 68.1898. 91r056_110. 273569.7. 2556316.4. 2535.61. -0.1296. 0.3797. 67.6304. 91r056_111. 274096.2. 2557502.6. 2530.8. -0.2082. 0.4461. 67.7342. RMSE. 0.1513. 2003 年. Xs. Ys. Zs. OMEGA. PHI. KAPPA. 92r090_208. 274163.4. 2557310.6. -1814.1. -2.3038. -0.7924. 66.8044. 92r090_209. 273628.9. 2556140.1. -1790. -3.751. -3.8561. 67.1575. 92r090_210. 273112.7. 2554961.5. -1761. -3.3285. -3.3627. 67.5611. RMSE. 0.1253. 2004 年 4 月. Xs. Ys. Zs. OMEGA. PHI. KAPPA. 93r019_181. 274173.4. 2557300.9. -1718.8. -2.0889. -2.0115. 66.4229. 93r019_182. 273653.4. 2556121.5. -1688.9. -2.7271. -2.5688. 65.052. 93r019_183. 273132.8. 2554942.7. -1657.8. -2.1465. -2.4816. 65.1921. RMSE. 0.1726. 2004 年 9 月. Xs. Ys. Zs. OMEGA. PHI. KAPPA. 93r054_209. 274220.9. 2557428.2. -1794.3. -1.2168. -2.3621. 65.729. 93r054_210. 273655.5. 2556162.7. -1790.1. -1.7558. -3.1704. 65.2497. 93r054_211. 273125.9. 2554993.4. -1785.3. -1.507. -3.3794. 65.0411. RMSE. 0.2384. 2005 年. Xs. Ys. Zs. OMEGA. PHI. KAPPA. 94r047_127. 274149.6. 2557481.7. -1813.1. -0.5635. -2.0369. 70.3419. 94r047_128. 273602. 2556209.3. -1818.8. -0.5849. -1.2171. 70.0222. 94r047_129. 273082.2. 2555029.9. -1820.5. -1.0335. -1.3653. 69.3992. RMSE 2006 年. 0.1401 Xs. 95r034_192 274162.3 95r034_193. 273634.9. 95r034_194 273112.5. Ys. Zs. OMEGA. PHI. KAPPA. 2557259.7. -1961. -2.4138. -2.8551. 68.1858. 2556082. -1933.8. -1.9545. -2.817. 68.4223. 2554906.4. -1912.6. -2.2509. -2.5284. 68.1465. RMSE. 0.161. 2007 年. Xs. Ys. Zs. OMEGA. PHI. KAPPA. 96r017_208. 272865.1. 2554752.5. 2516.8. 1.5634. 0.179. 68.4618. 96r017_209. 273509.6. 2556174.8. 2517.04. 1.4832. 0.1415. 68.0106. 96r017_210. 274140.7. 2557588.4. 2522.5. 1.999. 0.6339. 69.2441. RMSE. 0.243 39.

(49) 4.2.4 各時期正射影像成果將利用 LPS 軟體建置正射影像進一步再利用 OrthoVista 影像來鑲嵌;另外一套軟體為 SOCET SET 所建置的正射影像，是希望透過兩套軟體將所建置的正射影像，加入池上斷層之構造線，用來探討池上地區的長期的地表變形及 2003 年成功地震之同震變形。將兩套軟體所產製的正射影像進行比對討論，而所建置的影像只有少部分區域在鑲嵌有色差上的變化，整體地形大致符合，成果(如圖 4.11、4.12、4.13、4.14、 4.15、4.16、4.17)。. 圖 4.11 2002 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較. 40.

(50) 圖 4.12 2003 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較. 圖 4.13 2004 年 4 月 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較 41.

(51) 圖 4.14 2004 年 9 月 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較. 圖 4.15 2005 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較 42.

(52) 圖 4.16 2006 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較. 圖 4.17 2007 年 LPS 正射影像與 SOCET 正射影像作比較 43.

(53) 五、討論本章節將利用多時期時的正射影像，進一步了解池上地區的地形變遷。並且詳述在使用多期影像時，所需面臨的問題，如:影像取得、影像本身之品質、空中三角測量準確度及正射影像精度的評估。另外精度評估的部份，則透過二維的方式及三維的分析，來詮釋航空攝影方法運用在地表變形的可行性，此為本研究所探討之重要核心。. 5.1 影像二維帄差結果本研究主要探討池上斷層在 2003 年成功地震前地表變形之情形，透過航空影像作為研究使用，然而所需面臨到是航空影像本身屬性所造成的誤差，這些誤差的來源諸多，除了在拍攝時期空載攝影機位態傾斜、影像在空中三角計算時所產生的系統誤差，亦或是地球本身的曲率面所造成的因素，為了瞭解多時期航空影像在建置正射影像是否有符合實際的地表資訊，避免資料誤差值逐漸累積。二維帄差的結果將會是在評估正射影像精度之重要關鍵。但由於 1951 年地震前、後影像解析度不佳，加上框標破損，舊時期航照品質較為不佳，易有影像上有嚴重變形等因素，不利於高精度的影像評估，所以本研究則先不加以探討。在新時期影像的部份，則利用多時期正射後的影像，在 ArcGIS 中以 2002 年的影像作為帄差基準，在影像上選取多個參考點，並將各時期之影像分別與 2002 年地震前影像套疊在一起，透過基準影像座標來比對各時期正攝影像之間的誤差與相對關係，並希望能夠利用參考點相對座標的概念，判斷在各時期正射影像之間精度分析。有鑑於此，本研究希望將跨越了六年之七個時期的影像資訊，透過 ArcGIS 軟體以橡皮筋轉換(Robber-Sheeting) 原理將以拉至同一基準面來加以評估。. 44.

(54) 圖 5.1. 2003 年正射影像幾何糾正點位分布圖. 45.

(55) 表 5.1 2003 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表 9192 點位. X. Y. X Map. Y Map. Residual. 1. 273409.1. 2559389. 273418.2. 2559278. 12.76. 2. 273481.6. 2557974. 273496.1. 2557874. 24.08. 3. 272175.9. 2557476. 272216.5. 2557391. 32.24. 4. 272804.2. 2556602. 272839.6. 2556521. 13.35. 5. 271835.2. 2555960. 271915.3. 2555903. 4.66. 6. 272954.3. 2558142. 272978.3. 2558029. 9.8. 7. 271979.8. 2556599. 272040. 2556524. 18.64. 8. 271546.8. 2555182. 271648.8. 2555156. 18.46. 9. 272455.8. 2554475. 272513.3. 2554523. 11.48. 10. 273638.4. 2555310. 273627.8. 2555335. 18.85. 11. 272700.5. 2555705. 272743. 2555673. 4.47. 12. 274418.4. 2556885. 274389.2. 2556859. 16.01. 13. 273736.1. 2556808. 273739. 2556788. 9.53. 14. 274671. 2557882. 274634.6. 2557817. 33.44. 15. 273063.3. 2554181. 273072.4. 2554270. 11.48. 16. 275353.5. 2557861. 275294.4. 2557815. 35.62. 17. 273409.1. 2559389. 273418.2. 2559278. 8.98. Total RMSE:19.13(M). 透過 2002 年為基本座標，與 2003 年地震前之正射影像作幾何糾正，從帄差後的各點 RMSE，可以清楚觀察位於點位 3 為兩張航照圖的接點處產生較大的誤差，點位 14 為靠近溪流量值也較大、點位 16 為影像邊緣處容易產生影像變形，以上三點校正量明顯較大。. 46.

(56) 圖 5.2. 2004 年 4 月正射影像幾何糾正點位分布圖. 47.

(57) 表 5.2 2004 年 4 月 Georeferenceing 底下幾何糾正表 9193a 點位. X. Y. X Map. Y Map. Residual. 1. 273484.6. 2559122. 273479.1. 2559228. 29.82. 2. 273088.2. 2558868. 273080.3. 2558975. 33.44. 3. 273508.3. 2558448. 273498.8. 2558551. 8.78. 4. 273004.5. 2558423. 272990. 2558537. 16.66. 5. 273511.1. 2557968. 273498.8. 2558069. 18.27. 6. 272922.8. 2557948. 272898.4. 2558059. 15.02. 7. 273459.4. 2557412. 273438.2. 2557493. 23.72. 8. 272797.3. 2557007. 272749.5. 2557093. 22.65. 9. 272191.5. 2556284. 272118.5. 2556347. 13.71. 10. 272517.5. 2555483. 272458.5. 2555511. 21.26. 11. 271499.7. 2555144. 271386.3. 2555175. 12.72. 12. 272212.9. 2554677. 272126. 2554651. 10.78. 13. 271319.3. 2554486. 271177.9. 2554476. 12.68. 14. 272089.9. 2554320. 271985. 2554260. 35.12. 15. 271765.3. 2555611. 271665.4. 2555651. 8.07. 16. 272437.3. 2557150. 272388.2. 2557240. 17.75. 17. 272958.7. 2556402. 272916.2. 2556454. 18.79. 18. 271722.4. 2554631. 271599.2. 2554618. 16.76. 19. 273713.3. 2553861. 273741. 2553756. 23.74. 20. 273912.1. 2554331. 273938.8. 2554253. 7.95. 21. 273050.2. 2554346. 273038.7. 2554264. 33.41. 22. 273626.7. 2555332. 273639.7. 2555310. 12.55. 23. 274817. 2556084. 274874.7. 2556061. 15.82. 24. 274362.7. 2556992. 274392.5. 2557026. 21.04. 25. 273871.2. 2555920. 273874.4. 2555929. 24. 26. 273291.1. 2554844. 273289.2. 2554805. 14.76. 27. 273452. 2556730. 273450.3. 2556761. 5.78. 28. 274114.5. 2557738. 274164.2. 2557791. 17.78. 29. 273309.8. 2555466. 273286.3. 2555442. 12.45. 30. 274670.6. 2556673. 274722.2. 2556675. 13.06. 31. 274662.2. 2557852. 274747.5. 2557892. 22.86. 32. 273835.4. 2558763. 273834. 2558866. 20.65. Total RMSE: 19.63(M) 48.

(58) 透過 2002 年為基本座標與 2004 年 4 月地震後之正射影像作幾何糾正，從帄差後的各點 RMSE，可以清楚觀察點位 1、2 為航照圖的邊角處易產生較大變形上的誤差，點位 21 為靠近溪流量值也較大、點位 14 為影像邊緣處容易產生影像變形，以上四點校正量明顯較大，由數據也可以清楚發現此年段的數據較地震前高，可以推論出個點數據明顯偏高英除了本身來源之誤差，尚有包含地震後之地表位移量。. 49.

(59) 圖 5.3. 2004 年 9 月正射影像幾何糾正點位分布圖. 50.

(60) 表 5.3 2004 年 9 月 Georeferenceing 底下幾何糾正表 9193b 點位. X. Y. X Map. Y Map. Residual. 1. 273250.9. 2559062. 273250.5. 2559072. 5.77. 2. 272885.8. 2558253. 272889.2. 2558253. 3.45. 3. 273464.4. 2557935. 273467.3. 2557935. 14.53. 4. 272249.4. 2557465. 272243.2. 2557470. 15.75. 5. 273035.6. 2556821. 273034.1. 2556812. 18.07. 6. 271845.4. 2556496. 271841.6. 2556498. 13.13. 7. 272538.1. 2555452. 272529.8. 2555447. 10.12. 8. 272556.9. 2555491. 272548.2. 2555486. 10.2. 9. 271185.2. 2555180. 271177.4. 2555171. 19.35. 10. 272076.6. 2554344. 272080.5. 2554360. 19.19. 11. 271962.2. 2554331. 271971.1. 2554347. 21.94. 12. 271934.9. 2555706. 271939.4. 2555697. 9.24. 13. 272520.3. 2556692. 272527.5. 2556685. 13.36. 14. 273337.6. 2559587. 273343.8. 2559599. 6.73. 15. 273065.2. 2553731. 273026. 2553767. 25.27. 16. 273872.7. 2554854. 273833.2. 2554851. 18.94. 17. 273581.8. 2556066. 273553.3. 2556068. 11.52. 18. 274697.3. 2556777. 274656.5. 2556804. 7.41. 19. 273700. 2556819. 273681.3. 2556848. 16.54. 20. 274722.9. 2557905. 274689.4. 2557916. 8.23. 21. 274528.4. 2559134. 274520.8. 2559169. 22.85. 22. 275742.5. 2557794. 275681.5. 2557816. 12.81. 23. 273453.7. 2554952. 273423.3. 2554964. 1.35. Total RMSE :14.68(M) 透過 2002 年為基本座標，與 2005 年 9 月地震後之正射影像作為幾何糾正的帄差圖，從帄差後的各點 RMSE 可以清楚觀察位於點位 15 也因位於影像邊緣處容易產生影像拉張變形。. 51.


(62) 表 5.4 2005 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表 9194 點位. X. Y. X Map. Y Map. Residual. 1. 273274.9. 2558900. 273250.3. 2559065. 8.98. 2. 273324.4. 2559330. 273300.2. 2559520. 14.48. 3. 272776.5. 2558383. 272730.3. 2558531. 2.18. 4. 273373.2. 2557829. 273350.8. 2557931. 8.74. 5. 272286.5. 2557273. 272228.4. 2557381. 10.03. 6. 272865.4. 2556143. 272828.3. 2556174. 5.32. 7. 272020.9. 2555957. 271949.3. 2556017. 4.21. 8. 273015.3. 2556736. 272983. 2556805. 12.24. 9. 271633.1. 2555155. 271545.8. 2555183. 3.46. 10. 272254. 2554086. 272193.4. 2554020. 20.13. 11. 272494.9. 2555228. 272449.6. 2555232. 2.92. 12. 273534.2. 2554481. 273549.2. 2554410. 6.88. 13. 273625.2. 2555331. 273639.1. 2555311. 17.04. 14. 274598.6. 2556172. 274650.5. 2556148. 8.93. 15. 273681.5. 2556794. 273689.8. 2556815. 13.78. 16. 275590.7. 2557400. 275697.4. 2557400. 10.47. 17. 274467. 2557821. 274517.5. 2557886. 13.04. 18. 274364.7. 2558315. 274382.5. 2558339. 63.26. 19. 273738.1. 2558420. 273740.2. 2558545. 10.56. Total RMSE : 17.91(M) 透過 2002 年為基本座標，與 2005 年 9 月地震後之正射影像作為幾何糾正的帄差圖，從帄差後的各點 RMSE 可以清楚觀察點位 18 為靠近大坡國小山坡上此區量值的變化量高達 63.26 推測可能受到雨季影響導致山坡上有複雜的潛移活動。. 53.


(64) 表 5.5 2006 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表 9195 點位. X. Y. X Map. Y Map. Residual. 1. 273250.8. 2559063. 273259.4. 2558950. 25.18. 2. 272789.7. 2558815. 272803.5. 2558697. 29.45. 3. 273422.1. 2558390. 273433. 2558284. 5. 4. 272673.5. 2557903. 272711.8. 2557808. 8.17. 5. 273397.1. 2557461. 273413.5. 2557371. 24.7. 6. 272346.2. 2556923. 272401.8. 2556842. 12.68. 7. 272554.3. 2555885. 272605.2. 2555842. 22.92. 8. 271439. 2555657. 271527.8. 2555607. 16.61. 9. 272092.2. 2554798. 272173.6. 2554809. 13.17. 10. 271398.1. 2554287. 271527. 2554316. 28.88. 11. 273072.7. 2553777. 273078.6. 2553894. 40.7. 12. 273820.4. 2554680. 273788.8. 2554743. 20.6. 13. 273285.1. 2555442. 273290.6. 2555448. 12.69. 14. 273445.7. 2556768. 273454.1. 2556727. 4.96. 15. 274650.6. 2556148. 274601. 2556164. 1.53. 16. 274413.7. 2557587. 274386.5. 2557532. 13.74. 17. 275609.2. 2557803. 275526. 2557768. 12.6. Total RMSE : 19.98(M) 透過 2002 年為基本座標，與 2006 年 6 地震後之正射影像作為幾何糾正的帄差圖，從帄差後的各點 RMSE 可以清楚觀察點位 1、點位 2 及點位 10 為影像邊緣處容易產生影像變形。. 55.


(66) 表 5.6. 2007 年 Georeferenceing 底下幾何糾正表. 9196 點位. X. Y. X Map. Y Map. Residual. 1. 273280.6. 2558914. 273250.5. 2559063. 4.3. 2. 273531.9. 2557897. 273518.8. 2557996. 2.15. 3. 272242.2. 2557367. 272174.9. 2557477. 1.84. 4. 273063. 2556761. 273035.2. 2556821. 2.12. 5. 271713.9. 2556405. 271628.9. 2556486. 0.83. 6. 272624.1. 2555672. 272584. 2555693. 1.34. 7. 271394.5. 2555174. 271303.7. 2555209. 2.28. 8. 272131.2. 2554372. 272076.7. 2554344. 3.99. 9. 273741.3. 2553798. 273769.2. 2553692. 6.12. 10. 274130. 2555713. 274160.2. 2555693. 2.62. 11. 274652.6. 2556762. 274697.2. 2556778. 4.84. 12. 273284.3. 2554843. 273280.7. 2554804. 0.98. 13. 273746. 2556804. 273747.6. 2556847. 3.54. 14. 274923.3. 2557923. 274975.2. 2557981. 3.68. 15. 274520.2. 2559013. 274538.4. 2559131. 4.12. 16. 274242.4. 2559203. 274246.7. 2559336. 5.34. Total RMSE : 3.48(M) 透過 2002 年為基本座標，與 2007 年地震後之正射影像作為幾何糾正的帄差圖，此時期 RMSE 值與 91 年地震前的影像糾正值最小，推測池上斷層在某一時期有擠壓後拉張的狀態。小結: 透過二維的幾何帄差校正可以觀察到池上地區的地表變化，萬孜溪附近也有明顯的構造變化。與李易叡(2007)亦提出萬孜溪沖積扇，在沖積扇端有與沖積扇相反傾向的崖面，為受到池上斷層活動的影響，此論點與本研究觀察類似，但由於本研究是大範圍的將三維空間以二維幾何校正，不易個別分辨誤差值及變化值，因此需實際透過三為立體鏡校正來分析真實的三維地形變化。 57.

(67) 5.2 立體鏡三維校正由於二維帄差航空影像邊角部分較易產生變形，導致整體 rmse 值過大，於是透過 SOCET SET 軟體進行立體鏡三維校正，進一步發現池上斷層有時間序列上不同的運動型態，在地震前後會有擠壓變形的狀態。圖 5.7 為本研究跨越斷層兩側的剖面線分佈圖。. 圖 5.7 三維校正控制點 58.

(68) 表 5.7. 各時期在 SOCET SET 底下立體幾何糾正表. 邊長差(M) 點位. 2003 年 2002 年. 2004 年 4 月 2004 年 9 月 2002 年 2002 年. 2005 年 2002 年. 2006 年 2002 年. 2007 年 2002 年. a-a’. 0.36. -0.24. -0.006. b-b’. -0.23. -0.14. -0.443. -0.128. -0.370. -0.449. c-c’. -0.55. -0.55. -0.610. -0.528. -0.466. -0.491. d-d’. 0.29. 0.21. -0.042. 0.289. 0.108. 0.064. e-e’. 0.23. -0.04. -0.038. -0.032. 0.155. -0.304. f-f’. -0.51. -0.27. -0.362. -0.369. 0.548. 0.555. g-g’. -0.34. -0.193. -0.779. -0.341. 剖線邊長差 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2. 2003年. 2004年4月 2004年9月. a-a’. b-b’. 2005年. 2006年. 2007年. -0.4 -0.6 -0.8 -1 c-c’. d-d’. e-e’. 圖 5.8 剖面邊長差圖 59. f-f’. g-g’.

(69) 表 5.7 為透過 SOCET SET 軟體計算以 2002 年基準座標相對於各時期跨越斷層兩側之剖面變化量，經由繪置剖面邊長差圖，可以清楚發現此區域地表變形並不是單只有擠壓的情況，亦有拉張的情形圖 5.8。 (一) 從圖可以看到 a-a’位於斷層南端，經由軟體計算後的成果在地震前有部分拉張的情況，在 2003 年成功地震後的地表變化，可看到呈現擠壓形況之向量，震後 4 個月壓縮量為 24 公分，震後 10 個地表壓縮量為逐漸減少約為 0.6 公分，而此控制點卻在 2005 年因人為影響控制點消失。 (二) b-b’同位於斷層南端，經由軟體計算後的成果，在地震前、後長期呈現擠壓狀態。 (三) c-c’位於研究區較高點位置，經由軟體計算後有最高的擠壓量，可達到 55 公分，考慮高程變化量的形況，推測計算的量值有高程加成的作用。. (四) d-d’經由軟體計算後的成果在地震前及同震時期有部分拉張的情況，在 2004 年 9 月的地表變化，可看到呈現擠壓，2005 至 2007 為拉張。 (五) e-e’，經由軟體計算後，在地震前有部分拉張的情況，2003 年成功地震後的地表變化可看到呈現擠壓情況，然而到 2006 年有拉張的現象。 (六) f-f’位於斷層南端，在地震前、後都是呈現擠壓的情況，但 2006 年、2007 年呈現部分的拉張。 (七) g-g’位於斷層北端，此區於地震前呈現擠壓，在 2004 年 4 月與 2005 年因航空影像只有單張重疊，不利於量測。. 60.