第三章 應用像片基本圖擷取濱線的誤差

第三章 應用像片基本圖擷取濱線的誤差

本文所採用的台東海岸三套大比例尺地圖，均屬航照製圖的產物，皆 經正射處理，且為同一座標系統，套疊時並無投影轉換的問題。本節要探 討的重點是圖資製作過程、濱線數化的潛在誤差。除此之外，製作這些地 圖的航照在拍攝時並未考慮海象情況，所以也要評估航拍當時海象所造成 的可能影響。

關於濱線變化量的分析，海岸實際變化量須大於可能的誤差量才能評 估趨勢。岩石海岸的變化遠小於堆積型海岸，以岬角為例，多為硬岩所構 成，如烏石鼻及三仙台即為架構海岸山脈主幹的都巒山層所構成，抗蝕力 強，許民陽(1999)等利用點荷重及耐久消散實驗兩項力學指標，並配合裂 面位置的發展，評估岩性造成的後退量差異，三仙台、烏石鼻等集塊岩出 露的地區如等地，因岩石耐蝕力強，數年來看不出明顯的後退。Sunamura (引用自 Shen, 2000)提出世界上底岩的後退率(表 3-1)，都巒山層為安山質 礫岩所構成，後退率應介於花崗岩及石灰岩之間，以0.01 myr^-1的後退率估 算 20 年的變化，岬角的變化量為 0.2 m，遠小於濱線擷取過程中可能的誤 差量，因此岩石海岸需用其他方式來估算濱線變化量，在此不探討岩石海 岸的部分。

表 3-1 不同岩性年後退率表 岩性 花崗岩 石灰岩 頁岩 白堊

第三紀沈積物

第四紀 沈積物

未固結 火山噴出物 後退率(m/yr) 10^-3 10^-3-10^-2 10^-1 10^-1-10⁰ 10⁰-10¹ > 10¹ Sunamura, 1992(引用自 Shen, 2000)

第一節 製圖誤差

在 台 東 三 套 大 比 例 尺 地 圖 中 像 片 基 本 圖 第 一 版 ( 基 本 圖 一 版 ， 1926-1981 航拍)及海岸像片地形圖(海岸地形圖，1986-1987 航拍)的航拍調 查工作皆由農林航空測量所負責，出圖標準較為一致，依 5000 分之一像 片基本圖製圖精度標準，平面誤差須控制在 2.5 m 以內。第八河川局委辦

的彩色正射影像圖(彩色影像圖)，空中三角平差水平精度於 15 cm，高程於 10 cm 之內(台東海岸航測數值影像圖資製作，2001)。除了圖像資料本身包 含的誤差外，在圖像數值化的過程中也有潛在誤差，其中所選擇之控制點 的品質是重要關鍵。

為了解三套大比例尺地圖定位後圖像資料的誤差，在台東海岸由北向 南挑選 11 處樣區(分別為長濱、烏石鼻、石雨傘、小港、東河、都蘭灣、

富岡、美和、舊香蘭以及大武)，以三套圖像上皆有之網格點及地物做為核 對圖像資料誤差的檢核點，以進行比較。

一、網格點

以彩色影像圖網格交叉點為基準，比較該交點和基本圖一版以及海岸 地形圖的差異。研究結果顯示(圖 3-1)，彩色影像圖和海岸地形圖相比之網 格交點的誤差平均為 0.13 m，最大值為 0.19 m，遠低於原定 1m 定位誤差。

彩色影像圖與比例較小的基本圖一版網格點相比，兩套圖資網格點的差異 較大，其誤差值最小值為 0.17 m，最大值為 1.64 m，平均誤差值為 0.92 m，

仍低於原定 1m 定位誤差。

表 3-2a 彩色影像圖—海岸地形圖網格點誤差

長濱 烏石鼻 石雨傘 小港 成功港 東河

網格點誤差(m) 0.14 0.09 0.1 0.19 0.2 0.13 都蘭灣 富岡漁港 美和 舊香蘭 大武漁港 平均

網格點誤差(m) 0.06 0.16 - - - 0.13

表 3-2b 彩色影像圖—像片基本圖網格點誤差

長濱 烏石鼻 石雨傘 小港 成功港 東河

網格點誤差 0.63 0.54 0.75 1.32 1.42 1.64 都蘭灣 富岡漁港 美和 舊香蘭 大武漁港 平均

網格點誤差 0.17 0.2 0.94 1.26 1.22 0.92

二、已知地物

在一樣區各取四個點位，道路交點及建物各兩處(各分為 A、B 兩地，

如圖 3-2 所示)。道路交點選取道路中線的交點，以道路為檢核點可避免建

物陰影所造成的誤判；選取時以小路變為佳，因小路的改變遠比大馬路來 的少，通常維持著原先的樣貌。建物選擇屋頂角點、港口等目標，主因在 於輪廓較明顯容易比對。除道路及建物外，一等三角點也納入比對，本研 究一等三角點位於三仙台嶼之上。

分析結果見表 3-3，圖 3-2 為三套圖地物點檢核結果。彩色影像圖和海 岸地形圖道路文點之誤差最大值為 1.54 m，平均值 0.91 m；建物點之誤差 量均在 1.5m 之下，平均誤差為 0.75 m；兩版圖上的一等三角點位置幾乎 重合。

基本圖一版不管是道路交叉點、建物甚至是三角點，相對於彩色影像 圖皆往東南方向位移，道路交點最平均位移量為 5.26 m，建物檢核平均位 移量為 5.89 m，一等三角點位移量為 5.83 m，三類控制點所得的位移量十 分相近，基本圖一版有這樣的誤差，可能的原因在於紙圖年代較早，圖紙 伸縮會造成一部分影響，是否為其他因素影響還須進一步研究。

表 3-3a 彩色影像圖—海岸地形圖檢核誤差

圖名 長濱東部(一) 長濱 胆月曼橋 寧埔 石雨傘 重安 美山 玉水橋

道路 1.13 0.94 1.34 0.65 0.36 1.54 1.16 1.08 建物 1.05 1.13 0.34 1.36 0.35 0.23 0.89 0.59 圖名 北麒麟(一) ^{新港漁港內港} 金樽 東河國小 新橋 加母子 加路蘭橋 富岡 道路 1.17 1.46 0.24 0.75 0.81 0.89 0.14 0.91 建物 1.2 0.85 0.52 1.06 0.42 0.39 0.28 1.3

表 3-3b 彩色影像圖—基本圖一版檢核點誤差

長濱東部(一) 長濱 胆月曼橋 寧埔 石雨傘 重安 美山 玉水橋

道路 4.09 2.28 6.15 7.71 9.15 6.07 6.72 5.75 建物 5.89 7.16 7.76 8.15 9.05 4.92 8.33 5.95

北麒麟(一) ^{新港漁港內港} 金樽 東河國小 新橋 加母子 加路蘭橋 富岡 道路 5.09 5.61 6.06 6.27 6.72 3.87 3.73 4.51 建物 7.07 8.98 8.1 5.36 6.05 4.41 2.64 3.64

美和 莿竹腳 舊香蘭 A 舊香蘭 B 大武漁港 A 大武漁港 B 平均

道路 3.24 4.8 3.95 7.82 4.37 1.79 5.26 建物 5.19 3.09 5.17 6.45 3.57 2.75 5.89

比較網格點及已知地物兩種檢核方式的結果，彩色影像圖及海岸地形 圖，整體圖像資料的誤差較相近，兩者圖像資料誤差加上掃描定位誤差平 均在 1 m 之下，符合原本預期的誤差。反之，基本圖一版和其他兩版圖相 比誤差較大，網格點誤差約 1 m，地圖像資料整體往東南方偏移，整體位 移量平均約 6 m，偏移量遠大於網格點檢核的結果，由於台東海岸呈東北 西南走向，比較不同年代海岸濱線的變化，會造成變化量高估的情形。

長濱

石雨傘小港 烏石鼻

±

0 5 10 20

km

東河

成功港

大武漁港 舊香蘭

美和

富岡漁港 都蘭灣

圖3-1 網格點誤差檢核 長濱

烏石鼻

石雨傘

小港

成功港

東河

都蘭彎

富岡漁港

美和

舊香蘭

大武漁港 網格點

海岸像片地形圖 彩色正射影像圖 像片基本圖第一版

5

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灣

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長濱

小港 石雨傘

烏石鼻

±

0 1 2 4

km

圖3-2a 已知地物誤差檢核(北段) 已知地物

海岸像片地形圖 彩色正射影像圖 像片基本圖第一版

5

"

)

#

*

A B

A B

A B

A ^B

B

B

B

B A

A

A

A

建物 道路

長濱

烏石鼻

石雨傘

小港

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成功港

富岡漁港 都蘭

東河

±

0 1.5 3 6

km

已知地物

海岸像片地形圖 彩色正射影像圖 像片基本圖第一版

5

"

)

#

*

成功港

東河

都蘭

富岡漁港

道路

圖3-2b 已知地物誤差檢核(中段) 建物

A B

A B

A

A B

A B

A B

A B

A B

! (

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! (

! (

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!

( 大武漁港

舊香蘭

美和

±

0 2 4 8

km

圖3-2c 已知地物誤差檢核(南段) 已知地物

海岸像片地形圖 彩色正射影像圖 像片基本圖第一版

5

"

)

#

*

美和

美和

舊香蘭 舊香蘭

大武漁港

大武漁港

建物

道路

A B

A

B

A B

A

A B

A B

B

第二節 數化誤差

濱線擷取為濱線繪製重要的一個環節，濱線的辨識及數化流程皆會造 成誤差(Morton,1979; Ruggiero et al.,2003)，為減少人為數化的誤差，本研 究除明確規範濱線的操作型定義(參考第二章節三節)，在濱線數化前並進 行人員訓練，選擇樣區由不同人員辨識數化濱線，再針對有出入的部分進 行討論。在台東海岸北段及南段各取一張 1:5000 像片基本圖的範圍。人為 數化誤差分為不同經驗、不同放大倍率以及不同濱線指標擷取等三部分，

雖然只進行少數人員的比對，樣本數不足，但本研究已考量到數化時可能 的誤差所在並進行控制，所得結果可做為日後數化濱線的參考，分述如下:

一、 不同經驗數化誤差

為了解工作經驗對辨識濱線的影響，安排兩組共計三人進行同一樣區 的數化，均為地理系學生。A 同學與 B 同學已有數化濱線經驗，C 同學之 前無數化濱線經驗，僅告知濱線擷取原則。樣區選擇為基本圖一版宜灣圖 幅，海岸線長度約 5 km，辨識的濱線指標為乾濕線。

比較 A、B 以及 B、C 兩組同學擷取之濱線(圖 3-3)，顯示辨識經驗深 淺會影響數化誤差(表 3-4)。經驗較深者(A 與 B)所辨識的精度較高，平均 差異小於 1 m，若以每間隔 50 m 取一條垂直海岸的量測線來比較不同分析 者數化濱線的差異，結果顯示 80%的量測線差異小於 ±2 m，整幅宜灣圖 幅的平均差異為 0.48 m。A 同學與 C 同學(經驗較淺)數化之濱線的吻合度，

樣區內 70%的量測線介在±2 m，平均差異值為 0.97 m。由於 AB 及 BC 的 兩組結果顯示，不同分析者數化前詳細說明濱線擷取的原則(參閱二章三 節)，並經過練習，可提高判釋的一致性，使得濱線數化的整體平均差值維 持在 1 m 以下。

研究顯示，不同分析者數化濱線最易發生差異者，是在沖濺帶內濱線 呈波浪狀的區域，訓練數化人員時宜特別加強說明此種狀況的統一標準，

並加強練習，即擷取濱線時注意整體海灘濱線延伸的趨勢，而不要著重於 海浪沖濺所造成的波浪狀起伏。

表 3-4 人員辨識誤差

圖像資料 濱線指標 A vs. B B vs. C 基本圖一版 1:5000 乾濕線 0.48

80%量測線誤差< ±2 m

0.97

70%量測線誤差< ±2 m

二、影像最適放大倍率

地圖影像縮放的倍率不同時，擷取濱線時的細膩程度也有所差異，縮 小數化時可取得較平滑，線條簡化程度較高；放大數化時則可取得較細膩 的海岸變化。台東海岸因海灘較窄，擷取不同的濱線指標圖資須較大比例 尺才可清楚描繪，因此本研究數化時根據圖像資料比例尺進行放大，分別 以等比例、放大一倍來探討可能的差異。因基本圖一版比例尺比起其他兩 版圖像資料相對較小，可放大至較大的比例尺來辨認及數化不同定義的濱 線，基本圖一版除等比例及放大一倍之外，並討論底圖放大至 1:1000 時濱 線擷取的誤差量。以辨識經驗較深的 A 同學及 B 同學數化乾濕線，在台東 南北兩段海岸各取一例，北段為像片基本圖宜灣圖幅的範圍，此段海岸為 灣澳的一部分，海岸較曲折，海岸線長 5 km；南段為基本圖一版大武窟圖 幅，海岸平直，長度約 2 km，分析時以濱線為基準線，量測線間距為 50 m，

在影像不同放大倍率下，AB 同學數化結果的差異如表 3-5 所示。

（一）基本圖一版

在北段海岸以等比例數化，樣區的平均誤差為 0.6 m，樣區內 70%的 量測線誤差介於 ±3 m；放大一倍時(1:2500)，誤差縮小至 0.54 m，所有的 量測線誤差皆在 ±1 m 之內；放大至 1:1000 時，誤差不減反增，平均誤差 達 1.88 m，圖 3-4a 顯示不同放大倍率下相同經驗者所擷取的濱線誤差量。

南段海岸也呈現同樣的趨勢，數化時放大一倍的誤差最小，平均誤差 為 0.31 m，其次為等比例數化，平均誤差 0.35 m，放大至 1:1000 時誤差最 大，平均誤差 0.64 m，圖 3-4b 為南段海岸相同經驗者濱線的擷取誤差，平 直海岸擷取誤差小於較曲折的海岸。以 1:5000 的像片基本圖而言，較佳的 影像放大倍率為 1:2500。

（二）海岸地形圖

由於海岸地形圖並未包含台東海岸南段，因此無法探討南段海岸樣區 的誤差值。在北段海岸，以等比例數化(1:1000)之乾濕線平均誤差值為 0.31 m，所有量測線的誤差值皆在 ±2 m 之間；當數化時底圖放大至 1:500 時，

量測線的平均誤差值反而上升至 0.58 m。以 1:1000 的海岸地形圖而言，等 比例數化時誤差值較小，辨識的精度較高。當大比例尺地圖放大倍率過大 時(如 1:500)，除數化時過於精細須花費較多的時間擷取濱線外，更因底圖 所呈現的海灘過短，以台東海岸的情況易受局部地區排水溝或沒口溪的影 響，將濱堤頂向陸側的濕沙視為濱線，造成濱線位置的誤判而形成誤差。

（三）彩色影像圖

於北段海岸底圖等比例數化的平均誤差為 0.4 m，樣區內九成的量測 線誤差在 ±1 m 內；數化時將底圖放大一倍，量測線誤差平均值增加為 0.71 m，樣區內僅八成的量測線誤差在 ±2 m，等比例數化所得結果較佳。

南段海岸也呈現相同的結果，以等比例數化的結果較佳。在南段海岸 底圖放大一倍誤差值增加為 2.3 m，顯示放大倍率過大只呈現局部海岸，

無法得知濱線整體趨勢時，辨識者易誤判所造成差異增加。

表 3-5 放大倍率誤差

像片基本圖(1:5000) 海岸地形圖(1:1000) 彩色影像圖(1:1000)

北段 南段 北段 北段 南段

等比例

0.6

80%量測線誤 差< ±3 m

0.35

90%量測線誤 差< ±2 m

0.31

量測線誤差< ±2 m

0.4

90%量測線誤 差< ±1 m

0.28

80%量測線誤差

< ±2 m

放大一倍

0.54

量測線誤差<

±1 m

0.31

量測線誤差<

±1 m

0.58

80%量測線誤差<±2 m

0.71

80%量測線誤 差<±2 m

2.3

80%量測線誤差

<±2 m

放大二倍

1.88

80%量測線誤 差< ±2 m

0.64

90%量測線誤 差< ±1 m

- - -

三.不同濱線指標擷取誤差

濱線指標的操作型定義可以採用不同海岸地形特徵，但不同海岸地形 特徵的辨識難易有別，使得數化不同類型的濱線指標誤差有所差異。選取

連續性及穩定度較佳的濱線指標(參見第二章第四節)，比較水線、乾濕線 及植物線三種濱線擷取時的誤差，樣區選擇海岸地形圖南沙灣橋圖幅的範 圍，海岸線約 600 m，以辨識經驗較深的 A 同學及 B 同學數化三種濱線指 標，分析時以濱線為基準線，量測線間距為 50 m(圖 3-5)。

分析結果顯示，水線數化時平均誤差為 0.25 m，九成量測線誤差值介 在 ±2 m 內；數化乾濕線誤差略高於水線，增加至 0.43 m，所有量測線誤 差值皆在 ±2 m 之間；植物線的平均誤差值最大，誤差為 0.67 m，八成量 測線誤差介於 ±2 m。

水線數化以浪花做為辨識依據，不管在彩色或是黑白的影像上，水線 都是反差最大的地方，較不容易誤判；乾濕線的位置在海灘上乾沙與濕沙 的交界，此線在漲潮時不易判斷，此外，海浪越過濱堤在後方形成的局部 濕地也是造成誤判的原因。植物線依定義是數化灌叢前緣，因灌叢密度不 一或零星生長，之間的間隙是造成數化誤差的原因。整體而言，水線辨識 度高於乾濕線，植物線誤差值大於前兩者，三種濱線指標皆有八成以上的 量測線誤差值界於 ±2 m(表 3-6)。

表 3-6 不同濱線指標擷取誤差

濱線指標 水線 乾濕線 植物線

A 數化者 vs. B 數化者

0.25 m

90 %量測線誤差< ±2 m

0.43 m

量測線誤差< ±2 m

0.67 m

80 % 量測線< ±2 m

以圖像資料辨識濱線指標來看海岸變化量，濱線指標的辨識及擷取方 式為數化誤差的主要來源之一，前者可由事前的訓練縮小誤差，有經驗的 辨識者濱線擷取誤差較小；後者藉由實驗所得的最適方式如下，三套圖像 資料所得最適的影像放大倍率，底圖大於 1:1000 時，以放大一倍為佳；底 圖比例尺為 1:1000 甚至更大比例尺時，以等比例數化較佳。

不同濱線指標因辨識度的差異，誤差值略有不同。比較水線、乾濕線 及植物線三種濱線指標的辨識誤差，以水線的誤差值最小，乾濕線次之，

植物線的辨識誤差最大。整體而言，擷取濱線時數化誤差為 ±2 m。 在相 同影像放大倍率下，平直海岸濱線擷誤差小於曲率較大的海岸。

第三節 潮位誤差

濱線位置並非固定不變，會隨近岸海面的狀況而移動，圖像資料所記 錄的都是航拍當時或之前受風浪、潮汐影響下的濱線。由於本研究所使用 之三套地圖都以陸地為製圖目標，未考慮航拍時天候及海象狀況而且航拍 當時之前的確切坡降無法查知，但仍需評估航拍時潮位對濱線位置的影 響。本研究首先查詢三套圖資拍攝時該地潮位高程，再估算沙、礫灘灘面 的坡度，進而推估潮位影響的水平範圍。

欲了解潮位影響程度，要先知道航拍時潮位高程的海灘坡度。潮位推 估的目的在於將不同地圖上濱線的位置調整到 0 m 的位置，使在同一個潮 位基準(0 m)下進行濱線變化量的比較。如圖 3-6 所示，若不考慮潮位影響，

則濱線變化量為圖中 AB 標示的範圍，考慮潮位的影響，以 0 公尺水位做 比較時，變化量為圖中 A’B’。由於本文計算變化量時先以 1999 年濱線位 置減 1976 年濱線位置，所以若不考慮潮位影響，當 1999 年的潮位高於 1976 年時，濱線變化量會被高估(左二圖)；反之，1999 年的潮位低於 1976 年時，

變化量會低估(右二圖)，AA’及 BB’即為潮位影響的部分，因此要針對圖像 資料上不同的潮位狀況做調整。岩石海岸因變化量小於濱線擷取的誤差 量，不在探討範圍內。潮位影響濱線水位範圍可以下例公式表示：

潮位影響水平範圍 = 潮位高度 / tanθ (θ=海灘坡度)

圖 3-6 潮位影響水平變化量示意圖

一、潮位高

首先查詢製作像片基本圖、海岸地形圖及彩色影像圖製圖的航照，依 航照拍攝時間對照富岡潮位站逐時潮位資料，即可得知航拍即刻的潮位高 度。因潮位為逐時資料，若航拍時間為 0-30 分，則以該時的潮位為代表，

在 30 分之後，以下一個小時的潮位為代表。例如航照為 10 點 20 分拍攝，

以 10 點的潮位為代表，在 10 點 30 分之後拍攝的，則以 11 點的潮位為代 表。

（一）基本圖一版

製作基本圖第一版之航空照片的航片的航帶編號收錄於農林航空測 量所編印之「台灣地區像片基

本圖出版通報」，藉由圖號和底 圖代號(航帶編號)的查詢，找 出此版圖的航拍時間。根據航 照上

0.79 m 至 -0.54m，航照 拍攝以基本圖測量為目的，拍 攝的

幅上所紀錄濱線位置並非同一年的情況(圖

照的中心點) 度查詢

圖 3-7 基本圖一版航拍年代及時間(台東海 岸地形資料庫建置計畫，2003) 拍攝的時間，即可查詢潮

位高度，潮位高度查詢結果詳 見附錄一。

台東部分基本圖一版的潮 位資料如表 3-7，拍攝時的潮位 高度從

季節以夏季為主(7-8 月)，由於採用來製圖之航照的拍攝年代自 1976 年到 1981 年皆有，造成相鄰圖

3-7)。本文第四章計算年變化率

（二）海岸地形圖

台東地區的海岸地形圖集中 能調閱到此套圖各圖幅分別由那 及海岸像片基本圖上的拍攝日期 照像主點(航

時，將會將此狀況納入考慮。

在 1986 及 1987 兩個年度拍攝。本研究未 些航照製作，只能比對航拍的任務編號以

，推得知航照年度，進而以該年度各張航 的位置來推斷各幅海岸地形圖由那些張航照製

作，

航點，此幅圖專為海岸地測量目的拍攝，

幅內不同航點間隔時間為數十秒至數分鐘 不會有太大的改變，最後再依挑出的航點

海岸地形拍攝的一套地圖。

圖 航點位置圖參見附錄二。由於同一個圖幅範圍可能的航點不只一個，

挑選的原則為最接近圖幅中心的 航拍的時間十分密集，同一個圖 不等，在這樣的時間尺度下潮位

對照航照拍攝的時間，查詢當時的潮位，潮位高度詳見附錄三。

海岸地形圖潮位高度介於 0.36 m~ -0.29 m，潮位高度較接近，航拍時 間在冬季，是專為

（三）彩色影像圖

彩色數值正射影像圖查詢潮位時和像片基本圖有同樣的問題，製圖時 並未記載採用之航空照片的詳細資料，無法得知每張正射影像圖的拍攝時 間(經濟部水利署第八河局，2003)。經農林航空測量所協助取得該套圖的 航帶編號，並以這些航帶上各張航照像主點的位置來推斷各幅正射影像是 使用那些張航照製作，再對照航照拍攝的時間，航點位置圖參見附錄四。

彩色影像圖潮位資料如表 3-7，潮位高度界於 0.3 m~ -0.03 m，航拍時 考慮當天的海象狀況，潮位接近，於冬季進行拍攝。

表 3-7 地圖拍攝時間及潮位資料

圖像資料 基本圖一版 海岸地形圖 彩色影像

拍攝年代 1976-1981 1986-1987 年 1999-2000 任務形式 基本圖測量、水稻 海岸土地測量 台東海岸航測

潮位 0.79 ~ -0.54 m 0.36 ~-0.29m 0.30 ~ -0.03 m 時間 9:30 ~ 14:30 8:00 ~ 15:30 10:00 ~ 13:00

季節

航拍工作於多為夏季

日 行

(7-8 月)進行，拍攝 期分散

拍攝工作於 11-12 月進

航拍工作於冬季進行

二、

灘的坡度越緩，潮

位影響範圍大；海灘坡 。由於過去的海灘

坡度推估

一般狀況下，潮位影響的範圍以海灘前灘為主，海 度越陡，則潮位造成的影響較小

坡度無法查知， 是根據 察樣區(沙 灘

1 夏季的 ，歸納出 灘坡度在 界於

5 灘 慮前 沙粒徑 現

在灘 降數值 灘應屬 海岸地 圖

一版 識海灘 灘或礫

的坡度，推 的水平範圍

三、潮位影響水平範圍

在說明各年度地圖上濱線的潮位實際高程前，本文先以平均潮差來說 明可能影響。若臺東海岸的平均潮差為 0.92 m，在坡度 5 度的沙灘上造成 水平範圍的影響為 ± ，在坡度 度的礫灘，潮位影響的水平範圍 為 ± 。三套地圖所紀錄之濱線的潮位，差異皆小於平均潮差，潮位 影響的水平範圍更小。為估算潮位影 的水平範圍，海 坡 取較緩 沙灘以坡度 度估算，礫灘以 度估算，取得潮位影響的範圍的最

。

（一）彩色影像圖 基本圖一版

表 為彩色影像圖和基本圖一版潮位影響的水平位移量統計表。兩 版圖像資料潮位影響在沙灘的水平範圍皆在 m 之內，82%的海灘量測線 影響的範圍在 6 m，位移量在 2-4 m 者最多，約佔半數。礫灘因坡度較陡，

海灘量測線潮位影響的範圍在 2 m 之內，位移量 小於

本文處理辦法 25 個野外實 灘 12 處、礫 3 處)之冬 海灘剖面 台東海岸的前 沙灘灘面 -10 度，礫 則為 20-25 度。考 攤坡度和其灘 密切相關，將

面坡 應用到過去海 合理。本文依 形圖以及基本 來辨 灘面物質為沙 灘(圖 3-8)，再根據潮位高度以及海灘

估各段海岸潮位影響 。

10.52 m 20 2.51 m

響 灘 度皆

者， 5 20

大值

— 3-8

10

位移量相對較小，85%的 1 m 者佔一半之多。

表 3-8a 「彩色影像圖—基本圖一版」沙灘水平位移量

水平位移 < 2 m 2 – 4 m 4 – 6 m 6 – 8 m 8 – 10 m

量測線數量(%) 15.7 46.8 19.6 13.3 4.6

= = ==

=

=

= =

= =

=

= = == = =

=

=

=

=

=

=

=

1

3 4 5 7 8

26

22 20

23

24

25

10

12

13 14

15

16 17 18 19

±

0 4 8 16

km

圖3-8 海灘實測剖面及前灘組成物質

8 7 5

9 3

4

16 14 13 12 11 10

18 17 15

21

22

26 25 24

長濱

烏石鼻

小港

成功

東河

太麻里

台東

都蘭

富岡

金崙

大武

剖面圖

m 20 10

5 m 10

0 30

40 0

前灘物質

沙灘

岩岸 礫灘

=

=

=

2 1

2 20

19

23

9

11 6

表 3-8b 「彩色影像圖—基本圖一版」礫灘水平位移量 水平位移 < 1 m 1 – 2 m 2 – 3 m

剖面數量(%) 48.3 36.6 15.1

2.彩色影像圖—海岸地形圖

海岸地形圖航拍時潮位較接近，潮位高度介於0.36 ~ -0.29m，比起基 本圖一版 (0.79 ~ -0.54 m)，彩色影像圖和海岸地形圖兩套圖潮位相近，濱 線的變動程度較小。海灘坡度仍採取坡度較緩者，表 3-9 為兩版圖像潮位 影響的水平位移量，分析結果顯示 93%的沙灘量測線水平位移量在 5 m 以 內，整體沙灘的位移量在 7 m 之下；礫灘則有 85%的量測線位移量不到 1 m，礫灘位移的全距在 2 m 以下。

表 3-9a 「彩色影像圖—海岸地形圖」沙灘水平位移量 水平位移 < 1 m 1 – 3 m 3 – 5 m 5 – 7 m

量測線數量(%) 42.12 17.15 33.70 7.04

表 3-9b 「彩色影像圖—海岸地形圖」礫灘水平位移量 水平位移 < 1 m 1 – 2 m

量測線數量(%) 84.6 15.4

就三套圖潮位的影響，像片基本圖拍攝時未考慮潮位的狀況，加以年 代相隔較遠，因此潮位影響的水位範圍全距較大。海岸地形圖及彩色影像 圖，拍攝時間均較集中，潮位差異較小，兩版圖因不同潮位造成的水位平 移量也低。整體而言，因潮位造成不同年度的濱線水平位移量，最大在 10 m，(以灘面 5 度和平均潮差 0.92 m 計算)，其影響程度似乎有限。潮位影 響的水平位移量和整體侵淤量相比，並不會對整體海岸變化趨勢造成影 響。

第四節 天氣

錄的濱線位 受潮位影 也受航拍時 況所 影 ，使得波浪沖濺至海岸的範圍擴大，會使乾濕線和水線比 潮位狀態下更往內陸移動。本研究比對基本圖一版、海岸地形圖以及彩 影像圖第一 浪裂線離岸 離和波浪碎浪後影響海灘前灘的高程，評估 航拍當時天氣的狀況。

彩色影像圖為近期專為台東海岸拍攝的影像，航拍時除了注意潮位高 度外，並留意拍攝時的天氣狀況，航拍季節雖以冬季為主，但拍攝日期「選 擇無雲無矇氣，大雨過後第二天」進行航拍(台東海岸數值影像圖資製作，

2001)。彩色影像圖上第一道浪裂線的位置離岸較近，絕大部分在離岸 50 m 之內。波浪沖濺至灘面的範圍較小，可減少風大造成波浪溯升的影響。

基本圖一版雖拍攝時未考慮海象狀況，製圖用的航照又間隔 1-5 年，

因選用的航照多為夏季進行拍攝，風浪較小，第一道浪裂線多在離岸 50 m 之內，風浪造成濱線向陸移動的情況不大。

海岸地形圖，顧名思義乃為海岸地量測目的下所拍攝，航照拍攝日期 集 度相距 ，原為濱 極佳的資 源，但此套圖拍攝 時以冬季為主，沖濺帶範圍廣，乾濕線在沙灘位置可至海灘內緣。若以第

一道浪裂線 甚至在離

岸更遠處即碎 浪後沖濺 前灘，海岸地形圖上乾濕線所在 位置高程可達 2-3m，高於同為冬季拍攝的彩色影像圖 影像圖乾濕線 所在高程皆小於 2 m。

為定量了解海岸地形圖風浪影響程度，圖像資料選取海岸地形圖和彩 色影像圖，擷取乾濕線及濱堤兩種濱線指標做比較。乾濕線為圖像資料上 辨識度最佳的濱線指標，雖較水線穩定，但仍受風浪的影響；濱堤為濱線 指 標 中 穩 定 性 較 高 ， 近 乎 高 水 位 線 ， 受 風 浪 的 影 響 較 小

。分析樣區選取白桑安及興昌海岸段為例。分析系統 上 以濱線為基準線，量測 為 ，分析結果如下：

影響

影像所記 置除了 響，同時 天氣狀

響，風力增強 同

色 道 距

中，潮位高 不大 線擷取 料來

的位置評估風浪大小，浪裂線位置多離岸 50-100 m，

浪。波浪碎 至海灘

，彩色

(Pajak and

Leatherman, 2000) 設

定 ， 線間距 50 m

（一）白桑安

白桑安於長濱及烏石鼻之間，近烏石鼻，為一沙灘的環境，夏季海灘 坡度約 8 度，冬季約 6 度，樣區海岸長度約 2.5 km。 比較冬夏季海灘剖 面的情形，白桑安冬夏季均有一明顯的濱堤，有利於圖像上濱堤頂的辨 識。整體海灘剖面夏季較陡、冬季較緩。海灘剖面如圖 3-10。表 3-10 為兩 版圖資的航拍時的潮位資料，圖幅拍攝的季節均為冬季，潮位高度相似，

潮位

圖 3-9 白桑安圖資風浪狀況 (A)海岸地形圖 (B)彩色影像圖 造成的影響較小，在此忽略此變數。

比較兩版圖像資料風浪的大小(圖 3-9)，海岸地形圖浪裂線位置離岸較 遠，波浪沖濺範圍較彩色影像圖廣，乾濕線(乾濕沙交界處)位置位於較內 陸側，圖 3-9 所標示的線段為濱堤頂。

A B

表 3-10 白桑安航拍時間對應之潮位高度資料(富岡測站)

圖名 航拍時間 潮位高度(m)

海岸地形圖 1986/12/11 0.14

8

彩色影像圖 2000/01/29 0.19

-2 0 2 6

20 40 60 80

冬季剖面 4

夏季剖面

0 100

圖 3-10 白桑安海灘剖面圖

圖 3-11 白桑安不同濱線指標擷取之海岸變化量

若以兩版地圖的乾濕線來看白桑安 1986 年到 2000 年的海岸變化，整 而言海岸年平均前進 12.4 m；但若以濱堤頂做為濱線指標，則平均後退 2.4 m(圖 3-11)。在此例中，受風浪影響較大的乾濕線和位置較穩定的濱堤 所得的海岸變化量相差約 15 m。

-10 0 10 20 30 40

096 3101 3106 3111 3116 3121 3126 3131 3136 3141 3146 3151

乾濕線 濱堤

3

體

（二）興昌

興昌位於東河及都蘭之間， 環境，興昌樣 km。

興昌冬夏季均有濱堤存在，前灘 夏季約 28 度，冬季約 25 度(圖 3-12)。 及彩色影像圖 冬季拍攝，潮位高度相距不大 (表 3-11)。

比較兩版圖像資料風浪的大小，海岸地形圖浪裂線位置離岸較遠，航 拍當下風浪明顯較大(圖 3-14)。同樣擷取濱堤頂及乾濕線兩種濱線指標做 比較，整體而言 2000 年海岸比起 1986 年平均前進 6.7m；若以濱堤頂做為 濱線指標，平均前進 4.2 m，兩者相差 2.5 m，樣區量測線數據如圖 3-13 所示。

表 3-11 興昌航拍時間對應之潮位高度資料(富岡測站)

圖名 潮位高度(m)

為一礫灘的 區海岸長 3 坡度均陡，

海岸地形圖 ，兩者皆為

航拍時間

海岸地形圖 1986/11/30 0.24

彩色影像圖 2000/01/29 0.19

圖 3-12 興昌海灘剖面圖

0 2 4 6 8 10

0 10 20 30 40 5

冬季剖面 夏季剖面

0

0 10 40

95 95 956 95 95 95 95 95 95 96 96 96 9619

20 30

乾濕線 濱堤

-10

59 64 9 74 79 84 89 94 99 04 09 14

圖 3-13

A

興昌不同濱線指標擷取之海岸變化量

B

圖 3-14 興昌圖資風浪狀況 (A)海岸地形圖 (B)彩色影像圖

由沙、礫灘的例子得知風浪大時，在坡度緩的沙灘以乾濕線和濱堤頂 做為濱線指標，差異為 15 m；坡度陡的沙灘，兩者的差異為 2.5 m。兩版 圖資潮位所造成的影響，沙灘潮位影響皆在 7 m 以下，礫灘小於 2 m。比 較風浪及潮位的影響，在海岸地形圖風浪造影響明顯大於潮位，沙灘和礫 灘相比，沙灘受影響的程度大於礫灘。

第五

尺至 1：1000 時，則不需放大，

以原比例數化即可，海岸地形特徵以水線辨識度最佳、乾濕線次之，80%

人為數化誤差在 ±2 m 之內。圖像資料在航拍時受潮位影響的水平位移 量，沙灘有 80%的位移量界於 ±6 m 內、礫灘則為 ±2 m。整體誤差值而言，

以誤差傳播定律評估濱線擷取的誤差：

(濱線擷取誤差)²=(誤差 1)² + (誤差 2)²+ (誤差 3)² + (誤差 4)² + …

以基本圖一版而言，沙灘整體誤差的平方為圖像資料誤差(±6 m)，加 上數化誤差(±2 m)，再加上潮位誤差(±6 m)，誤差值在沙灘為 ±8.7 m，礫 灘的整體誤差為 ±6.6 m。彩色影像圖的誤差值，在沙灘為 ±6.4 m，礫灘 則為±3 m。海岸地形圖為大比例尺且專為海岸拍攝的圖像，但因濱線受風 浪影響過大，所造成的偏移大於圖資誤差、數化誤差及潮位誤差的總和，

加以並未包含整個台東海岸，因此濱線變化率的分析僅針對基本圖一版及 彩色影像圖。此套圖在濱線的應用上有所疑慮，但在海灘剖面、海岸沈積 物及土地利用上，仍為很好的資料來源。

節 小結

濱線擷取誤差包含圖像資料誤差、人為數化及潮位影響所造成的誤 差。在圖像資料的誤差方面，基本圖一版因整體向東南方偏移約 6 m，海 岸地形圖及彩色影像圖則為 ±1 m。人為數化方面，辨識經驗深者誤差較 低，放大倍率放大一倍為佳，當底圖比例