第三章、濱線指 標判釋及擷取
濱線指標即為濱線的操作性定義，種類相當多元，根據特性可以分為：以地形、地貌作 為判釋/數化對象的特徵濱線指標(proxy-based shoreline indicator)；以及利用數值地形模型，
以特定高程擷取的高程濱線指標(datum-based shoreline indicator)(Boak, & Turner, 2005)。
進行濱線變遷研究時，直接引用地圖上現成的水涯線相當方便，但當無法確定水涯線所 代表的真正定義（請見第二章說明），或研究者欲自行判釋濱線指標時，則需採用那些可以
「看到」濱線的圖資，或可以利用地表起伏資料，擷取特定高程所在位置。前者如航空照片、
衛星影像、或依據前二者製作的正射影像，這些圖資都保有海濱狀況的影像；後者如地面測 量、光達或航照、衛星影像立體像對所生產的數值地形模型。
以臺灣地區現有圖資進行濱線製圖來看，考慮涵蓋範圍、回復大地座標等條件，在判釋 特徵濱線指標方面，以單色版像片基本圖及彩色正射影像最合適；在高程濱線指標方面，則 以光達資料和海岸像片地形圖（比例尺1:1000，1公尺的等高線間距）可行性最高；除此之 外本文也試圖結合海岸像片地形圖，以及空載光達資料內差所得之數值地形模型進行分析。
本章將展現使用這些圖資，判釋研究區多種特徵濱線指標以及擷取高程濱線指標的結果，並 且說明作業過程中碰到的問題。
第一節：特徵(proxy-based)濱線的判釋
本節根據像片基本圖單色版進行特徵濱線判釋，並根據Pajak and Leatherman (2002)提 出之連續性、判釋度及穩定性三項，來評論採用像片基本圖單色版判釋濱線時，各種濱線指 標的相對優缺點。筆者根據Boak, and Turner, (2005)回顧濱線繪製文獻中，整理的常見濱線 指標作為參考，詳細特徵濱線指標定義請見表3-1。
部份特徵濱線指標如濱堤頂及小崖線具有起伏的形貌，在立體的環境下能夠更清楚的判 釋，因此本文採用LPS(Leica Photogrammetry Suite)系統，於電腦回復航空照片對的立體環境 以進行判釋，此外由於航空照片的影像品質優於像片基本圖（圖3-1），也可以輔助其他特徵 濱線判釋。
Pajak and Leatherman (2002)曾於研究中指出濱線應當具有好的連續性、判釋度以及穩 定性：連續性為濱線是否連續不間斷；判釋度為該濱線指標判釋的難易程度；穩定性則視該 濱線指標變動情形而定，如海水面經常變化，水線的穩定性必然不如植物線。連續性及判釋 度可以經由特徵濱線指標判釋結果及過程了解，但穩定性必須對於海岸地形、動態，甚至當 地的開發、變遷情形有所了解，因此以下先針對特徵濱線判釋的連續性、判釋度成果進行說 明，最後再由筆者對於海岸動態的理解以及現場情形的認識，對各濱線指標的穩定性進行評 論。
表3-1 研究樣區各特徵濱線指標判釋依據（參考Boak, and Turner, 2005訂立）
特徵濱線指標 判釋標準
水線
水與陸地的交界線線，為海水在沙灘上溯升的最高處，常有浪花沖濺的 痕跡，若為平靜的水域，則呈現較深層的顏色；若為非沙灘區域，則以海 水與陸地的交界處為水線
乾溼線 乾沙灘與溼沙灘的交界線，因沙灘遇水而呈現較深的顏色，未遇到水的 部份則呈現較淺的顏色，乾溼線則為兩者的交界線
濱堤頂線 濱堤向海側的界線，與灘面呈現較陡峭的交界 植物線 永久性植物如灌叢、喬木向海岸生長的極限 小崖線 海濱區域因為海洋或陸地作用所導致的陡峭小崖
灘內緣線 沙質海灘區域與內陸的交界線，為海浪作用至陸地的底界，地勢上有明 顯的起伏，於植物線、小崖線或人工結構物等特徵濱線指標重疊
圖3-1 1985年白沙灣像片基本圖（左圖，已正射）及航空照片（右圖，尚未正射）影像比較 圖
各版圖資特徵濱線指標套疊成果圖詳見附錄A，本節僅呈現歷年套疊成果。
一、白沙灣特徵濱線的判釋
（一）水線
白沙灣水線的歷年判釋結果如圖3-2，歷年水線連續性皆高。判釋度方面，以海浪前緣 連續程度高的水線判釋度最高（圖A-1，a處）；若有水下沙洲出露（圖A-11，a處），除水 線形態較為曲折外，也容易跟沙洲靠內陸側的積水（圖A-11，b處）混淆，判釋度為歷年圖 資中最困難的版次。
圖3-2 白沙灣歷年水線判釋結果
（二）乾溼線
白沙灣歷年判釋成果如圖3-3，歷年乾溼線的連續性皆高。判釋度方面，由於乾沙與濕 沙沙灘的顏色差異大（圖A-7，a處），判釋上較為容易，但在陸地影像曝光度高，反差過大 的影像中，必須將影像色差加以調整之後，才略可分辨出乾沙與溼沙的交界處（圖A-12，a 處）。
圖3-3 白沙灣歷年乾溼線判釋結果
（三）濱堤頂線
白沙灣歷年濱堤頂線判釋結果如圖3-4，1979、1986年連續性較低，1994年及彩色正 射影像的連續性較高。判釋度方面，於航照立體相對時，可以看到濱堤與灘面交界處，微微 凸起的濱堤頂。濱堤一般出現在乾濕線之後，灘面後緣的灰色狹長陰影之處（圖A-18，a處），
當乾濕線與濱堤頂線位置相近時，會混淆濱堤頂線的判釋（圖A-13，a處）。
圖3-4白沙灣歷年濱堤頂線判釋結果
（四）植物線
白沙灣歷年植物線判釋結果如圖3-5，歷年植物線的連續性以1994及2002年連續性較 高，相較下1979、1986年連續性較低。草生植物與灌木植物容易混淆，但由於灌木高度較 草生植物高度來得高，且單棵灌木間呈現突起狀，顏色也比較深，因此可以與草生植物進行 區分（圖A-4，a、b處），相較之下彩色影像的草生植物與灌木植物比較容易區別（圖A-19，
a、b處）。由判釋結果也可以發現1979、1986年的植物線與1994、2002年植物線相差甚遠，
白沙灣早期灌叢植物生長在比較靠近內陸的區域，靠海側以草生植物及裸露地為主：近期灌 叢植物則大幅向海蔓延，因此造成植物線大幅向海推進。
圖3-5 白沙灣歷年植物線判釋結果
（五）灘內緣線
白沙灣灘內緣線歷年判釋結果如圖3-6，歷年連續性皆相當高。灘內緣線為海灘區域海 水作用的上限，白沙灣區域獨灘內緣線的劃定是根據較平緩的沙灘區域，以及後灘區域除地 勢陡峭之外，表面因為陸地的作用而呈現緩起伏的形態，（圖A-10，a、b處），在立體環境 下可以更清楚的分辨地勢平緩與陡峭的差異。
圖3-6 白沙灣歷年灘內緣線判釋結果
二、八里海岸特徵濱線的判釋
（一）水線判釋結果
八里海岸歷年水線判釋結果如圖3-7，水線為八里海岸連續性最高的特徵濱線指標。歷 年水線的判釋度方面，浪花的連續程度影響判釋度，如圖A-21 a處，浪裂帶寬廣，浪花前緣 不連續，判釋度較低；相較之下圖A-21 b處浪花前緣連續程度高，判釋度較高。除此之外水 下沙洲的出露也會影響判釋，如圖A-26 a處由於沙洲地形使得濱線大幅向外擴張，甚至已經 超過圖幅之外，再加上風浪小，海面幾乎沒有浪花，因此僅能根據較深的海面與顏色較淺的 水下沙洲濕沙沙灘數化水線，判釋度較低。再者圖資的品質也會影響水線判釋，圖A-26 b處 由於太陽光於海面上反射，因此造成海灘區域過於明亮，導致無法進行水線的判釋。
圖3-7 八里海岸歷年水線判釋結果
（二）乾溼線
八里海岸歷年乾溼線判釋結果如圖3-8，1978、1985年連續性皆高，1994及2002年影 像由於八里海岸泰半部份為人工構造物取代，乾溼線逐年減少，尤其於2003彩色正射影像，
乾溼線分布區域僅剩八里海岸三分之一（圖A-37），連續性相當低，但單就以「沙質」海岸 來看，只要有沙灘的區域幾乎都有乾濕線分布。判釋度方面，沙灘上的濱堤或是堆積物會干 擾乾濕線的判釋（如圖A-22，a處），由於太陽於海面的反射太強，因此無法進行乾濕線的 判釋（圖A-27，a處）。
圖3-8 八里海岸歷年乾溼線判釋結果
（三）濱堤頂線
八里海岸歷年濱堤頂線判釋結果如圖3-9，濱堤頂線僅於1978、1985年出現，分布區域 偏向北側。判釋度方面，濱堤頂位於乾濕線向陸側，呈現狹長的深色陰影帶，在灘面堆積物 多的區域，很難辨識是否為濱堤地形（圖A-23，a處），相較之下倘若灘面平緩無堆積物，
濱堤的判釋度較高（圖A-28，a處）。
圖3-9 八里海岸歷年濱堤頂線判釋結果
（四）小崖線
八里海岸歷年濱線判釋結果如圖3-10，歷年小崖線連續性皆不高。判釋度方面，小崖為 一陡峭坡面，由於崖頂與崖底的高差，而在影像上的展現為一狹長帶狀陰影（圖A-33，a處），
於立體環境下可以輕易的判斷出小崖線，而其與濱堤頂線的不同之處在於，小崖高差較濱堤 高差大，在影像的展現則為濱堤頂較淺，小崖線顏色較深的差異（圖3-11）。
圖3-10 八里海岸歷年小崖線判釋結果
圖3-11 濱堤頂及小崖地形比較圖
（五）植物線判釋成果
八里海岸歷年植物線判釋成結果如圖3-12，至1995、2002年才有植物線分佈，連續性 不佳。判釋度方面，灌叢植物較草生植物顏色來得深，且高度較高，可以經由立體環境判釋 經驗輔助植物線數化（圖3-13）。
圖3-12 八里海岸歷年植物線判釋結果
（六）灘內緣線判釋成果
八里海岸歷年灘內緣線判釋結果如圖3-14，以1970、1980兩個年代的灘內緣線連續性 高，但1990、2000年代海灘區域逐漸被人工突堤、港口工程等代替因而大幅縮小，因此連 續性並不高。判釋度方面，灘內緣線為海灘區域海水作用於陸地的向陸邊界，而八里區域歷 年皆為人為活動頻繁的區域，因此多能利用人工建物如田埂、道路等作為依據進行劃分，因 而判釋度高，但若在影像對比過高的情形下，導致灘面附近的結構物模糊而難以判釋灘內緣 線（圖A-30，a處）。
圖3-14 八里海岸歷年灘內緣線判釋結果
三、特徵濱線指標的評比
歷年白沙灣的連續性、判釋度結果中，連續性以水線、乾溼線、灘內緣線最高，濱堤頂 線、植物線次之；判釋度方面，以水線、乾溼線、植物線、灘內緣線屬於中等的判釋度，濱 堤頂線的判釋度則為低。八里海岸連續性則以水線最高，乾濕線、濱堤頂線、植物線、小崖 線及灘內緣線皆低；判釋度方面，以小崖線及灘內緣線判釋度最高，水線、乾濕線、植物線 次之，濱堤頂線的判釋度則為低。
進一步檢視影響連續性的原因有以下幾點：
1.與該區域的自然特性與人為活動有關：如濱堤頂線，在沒有濱堤地形時，即無法判釋濱堤 頂線；植物線則於人類進行植物栽植有關。
2.與判釋度相關：在地物很難甚至無法判釋的情形下，導致濱線中斷而影響連續性。
而影響影像判釋度的原因歸納如下：
1.海象風浪的影響：在風浪大、浪裂帶寬廣的時候，海面複雜而呈現多道浪裂帶時，影響水 線的判釋工作；反之在風浪過小，海面風平浪靜之時，濕沙沙灘與安靜水域在分辨上較為 困難，因此也影響判釋度；略有風浪且浪花與濕沙沙灘呈現連續交界時，判釋度最高。
2.陸地結構物：人為興建的設施如突堤、道路等等，在影像上展現的特徵與沙質地貌特徵有 所差異而好區隔，因此有很高的判釋度。
3.彩色及黑白影像：黑白影像僅能以灰度值及紋理作為判定的依據，但彩色影像多了顏色資 訊可以輔助特徵濱線的判釋。
4.影像對比、亮度：經由亮度、對比的調整可以增加判釋度，如要分辨乾沙及濕沙邊界，加 強影像對比可以將兩著的區分加強；反之在觀察微起伏地形的陰影時，必須將對比降低。
部份影像由於曝光過高，如圖A-2陸地受到海面反射的太陽光所遮蔽，即使調整對比、亮 度，仍然無法觀察到灘面的任何特徵。
四、各濱線指標穩定性
特徵濱線指標的連續性及判釋度可以經由特徵濱線的判釋過程以及成果得知，但穩定性 僅能根據海岸環境特性與野外經驗推論：
水線為拍攝瞬間海水與陸地的交界線，單日之內除了潮汐的漲、退之外，風及浪的影響 也會造成水線的位置在短時間內有極大的差異，因此穩定性較低；相較之下，乾濕線為乾沙
崖，造成小崖的極端事件並不常見，因此穩定性又比濱堤頂線來得高。植物線以灌叢作為判 定標準，灌叢代表該處環境比較穩定而能生長出長久性的灌叢植物，因此穩定性高。
灘內緣線為綜合數種特徵濱線的成果，由於植物線、小崖線等常常使海向作用所及之處 的邊緣，因此灘內緣線常常與小崖線、植物線等特徵濱線指標重疊，穩定性高。研究區各特 徵濱線指標的穩定性關係如下：
水線 < 乾濕線 < 濱堤頂線 < 小崖線 = 植物線 = 灘內緣線
對於人為活動頻繁的台灣區域來說，較靠近內陸的濱線指標如植物線、灘內緣線等，與 人為活動習習相關，常可以反應人類在海岸區域活動的變遷變化；相較之下水線、乾溼線與 自然作用比較有關係，較能反應海岸的自然變動情形。
綜合八里、白沙灣特徵濱線判釋成果及穩定性的推論，各濱線指標的連續性、判釋度及 穩定性整理如表3-2。
表3-2 研究樣區特徵濱線連續性、穩定性、判釋度結果表
水線 乾溼線 濱堤線 小崖線 植物線 灘內緣線
連續性 高 中 低 低 低 中
判釋度 中 高 低 中 中 高
穩定性 低 低 低 高 高 高
第二節：高程(datum-ba sed)濱線的擷取
高程濱線指標是指以由特定的高程決定濱線所在位置，如Morton, et al., (2004)以平均 高水位作為高程濱線指標進行濱線擷取。高程濱線指標必須要有詳盡的地表起伏資料，如現 場實測資料、高精度數值地形模型等，因此在近代GPS、光達技術發展成熟之後，使得擷取 工作更加順利。也因為高程濱線指標快速、精確的特性，近年有越來越多相關的研究在討論 高程濱線擷取的工作(Harris, et al., 2005 ; Liu, et al., 2007 ; Stockdon, et al., 2002)。
我國能進行高程濱線擷取的資料中，首推近年引進的空載光達（經濟部中央地質調查 所，2005；李忠潘，2005）生產的點雲資料及數值地形模型，但截至目前為止，大多只有 一期的資料。1980年代出版的海岸像片地形圖，為精確度相當高的圖資，最有可能從中擷取 高程濱線，和光達資料進行對比。本文也討論兩者所生產的數值地形模型，是否可以結合運 用。
一、高程濱線擷取
海岸像片地形圖的等高線首曲線間距為1公尺，本文直接數化圖上最接近水線的1公尺等 高線。至於光達資料，理論上可以擷取任何高程，本文採用剖線法(cross-shore profile method) 和等高線法 (contouring method) 兩種方法(Liu, et al., 2007) 擷取高程1公尺的位置，筆者參 考Stockdon, et al., (2002)的方式進行擷取，詳細方法詳見第一章第三節高程濱線擷取方法。
白沙灣、八里海岸兩處高程濱線擷取結果如圖3-15、3-16，紅色十字為各剖線法所取得的1 公尺所在位置；黑色實線為等高線法所擷取的1公尺等高線；黑色細線為海岸像片基本圖1公 尺等高線。剖線法在白沙灣擷取39個點位，八里海岸則為133個點位，擷取誤差根據該點的 95％信賴區間進行評估，白沙灣各點95%信賴區間分佈如圖3-17，平均為0.62公尺，八里海 岸各點95%信賴區間分佈如圖3-18，平均則為0.67公尺。
圖3-16 八里海岸高程濱線擷取結果
圖3-17 白沙灣剖線法各點95%信賴區間分佈圖
圖3-18 八里海岸剖線法各點95%信賴區間分佈圖
為了解影響95%信賴區間較大的原因，筆者進一步檢視縱深剖線資料，尤其是信賴區間 值較大的剖線資料。歸納造成該現象之原因如下：
1.縱深剖線擷取範圍內的點雲資料稀少（圖3-19a）。
2.欲擷取高程濱線附近為人工結構物，地勢陡直，導致高程附近點數稀少（圖3-19b）。
3.光達施測當時水位接近所欲擷取的高程附近，以致於扣除水面資料後點數少（圖3-19c）。
圖3-19 剖線法95％信賴區間較大的剖線資料，a)白沙灣第10號剖線擷取成果，b)八里第66 號剖線擷取成果，c)八里第79號剖線擷取成果。圖-1為該剖線全部點雲展示成果，
圖-2為用於回歸1m高程位置之點雲及回歸線。
進一步推測造成點雲資料稀疏的可能原因為：1. 該區域進行空載光達光束掃描時，即
a-1
a-2
b-1
b-2
c-1
c-2
為了解光達資料之高程濱線是否能與海岸像片地形圖之等高線進行結合分析，本文進一 步計算剖線法與等高線法擷取成果之差距，以及光達資料擷取結果與海岸相片地形圖等高線 兩者之間的距離，整理如表3-3。結果發現無論是剖線法的信賴區間平均值，或兩種方法的差 距皆在1公尺之內，再與海岸像片地形圖進行疊圖，可以發現上述誤差及兩種方法間的差距，
皆小於海岸像片地形圖與光達資料擷取結果之間的差距，因此筆者認為利用光達資料所擷取 的等高線，確實能與1980年代製作的海岸像片地形圖進行高程濱線進行比較。
表3-3 白沙灣、八里海岸高程濱線擷取資料結果（單位：公尺）
白沙灣 八里海岸 剖線法%95信賴區間
平均值 0.62 0.67 剖線法 與等 高 線擷 取 法
成果之相距平均值 0.48 0.49 剖線法 與 海岸 像片 地形
圖高程濱線之距離 9.27 23.96
二、海岸像片地形圖及光達之數值地形模型比較
海岸像片地形圖為大比例尺、高精度製圖，其等高線間距為1公尺，是我國官方出版圖 資中較為精細的圖資，因此除可以比較1m等高線的變動之外，還可以利用海岸像片地形圖等 高線經由數化、內插後，得到的數值地形模型進行比較，結果如圖3-20。
進一步檢視光達以及海岸像片地形圖之數值地形模型比較成果發現，海岸像片地形圖的 數值地形模型是由等高線數化、內插後得到的成果，原始的等高線資料僅能代表1公尺間距之 高程所在之處，相較之下光達資料是由詳細的地面三維資料內插得來，並不侷限於單一公尺 的變化，因此細緻度較高。如圖3-20下圖紅框圈起的區域，由於海岸像片地形圖並沒有詳細 繪製該處等高線變化（該處紅樹林、沙嘴泥灘高度變化低於1公尺），因此在數值地形模型分 析的情況下，可能被認為大範圍的侵蝕。所以，海岸相片地形圖所生產的數值地形模型雖然 可以與光達資料進行計算比對，但必須了解兩者資料細緻的差異，以避免對海岸地形變化作 過度的解讀。
圖3-20 海岸像片地形圖與光達資料數值地形模型比較圖，上圖為白沙灣，下圖為八里海岸
第三節：小結
本章針對像片基本圖單色版、彩色正射影像進行各種特徵濱線指標的判釋與疊圖分析
，並針對各特徵濱線指標的連續性、判釋度及穩定性進行比較與推論。除了特徵濱線指標之 外，本文運用光達資料進行高程濱線擷取，並且結合1980年代海岸像片地形圖進行分析，
評斷兩者可以結合進行高程濱線，除此之外也將兩種圖資所生產的數值地形模型加以比較。
在各種特徵濱線指標中，連續性以水線為佳；判釋度以乾濕線、灘內緣線為佳；穩定性 則以植物線、小崖線以及灘內緣線為佳。由高程濱線擷取成果發現，剖線法及等高線法兩種 擷取方式結果差異不大，結果皆可與海岸像片地形圖結合分析；然而海岸像片地形圖等高線 所製作的數值地形模型，不完全適合與空載光達生產之數值地形模型進行結合分析。各濱線 指標的應用範圍，以及兩種濱線指標是否可以連結進行濱線繪製，還待第四章進行底圖資料 檢視及相關文獻的討論。
