第一章 緒論
海岸的地形變化具有高度的動態性，了解海岸地帶的侵淤變化是海岸 管理最基礎的一環。評估海岸地形變動的方法有很多種，若欲了解數十或 數百年的變化，比對歷年圖像資料(pictorial materials，簡稱為圖資)上的海 岸線(coastline)或濱線(shoreline)可謂最常用的方法。國外關於濱線繪製的 研究近三十年來發展十分迅速(Byrnes et al., 2003)，對照國內外濱線繪製的 流程，仍有不足的地方，本文細究歷年大比例尺地圖濱線擷取過程及其涉 及的誤差，提供國內探討濱線變遷的參考。
第一節 研究動機及目的
濱線繪製(shoreline mapping)包含濱線調查、圖像資料測繪以及濱線的 疊圖比對，其目的則在於決定濱線位置及定量濱線的變化。近年來圖像資 料種類增多，取得越來越容易，隨著 GIS 技術的發展，圖資的套疊分析更 容易進行。但因使用不同時期製作的地圖，其製作的精度、材質、投影基 準、保存良劣以及海岸線判定的方式皆不盡相同，所以必須詳加考慮個別 圖資的情況及濱線繪製過程中包含的誤差。簡而言之，從圖上所得的海岸 地形變化量必須遠大於濱線繪製過程中所涉及的誤差量，所得出的地形變 化量才有意義。
國外關於濱線繪製的研究自 1950 年代起即有探討(Marmer, 1951)，以
美國濱線繪製的發展為例，1970 年代相關研究不斷增加，在濱線製圖誤差
量探討(U.S. Bureau of Budget, 1947; Anders and Byrnes, 1991; Daniels and
Huxford , 2001)、地圖投影基準的轉換、濱線變化量分析及預測方法(Dolan
et al., 1978; Crowell et al., 1993; Galgano and Douglas, 2000) 、濱線指標的
選擇 (Shalowitz, 1964; Pajak and Leatherman, 2002) 皆有相當豐碩的研
究。配合航遙測技術的進展，以及潮位整合攝影術 (Hess, 2003; Graham et
al., 2003) ，濱線繪製的方法越來越多元，不同圖資如 T-sheets、航照、衛
星影像也整合應用在濱線繪製的研究上。就筆者所知，在濱線繪製的研究
中，美國國家海洋服務局(National Ocean Service, NOS)整合相關單位發展 的濱線繪製流程應該是目前最完整的。
國內有關於濱線繪製的進展，先進學者也常藉由不同圖資的套疊來獲 得海岸變化量。除利用中比例尺等高線地形圖外(石再添，1980；張瑞津等，
1998；郭金棟，1990)，也利用航照資料的比對(劉平妹等，1990；許民陽 等，1995；Shen，2000)及衛星影像的套疊(例：吳哲榮、吳啟南，2003)。
圖像套疊過程中已考慮不同時期地圖所用的投影基準差異所造成比對的 問題，此部分已有投影轉換方法拉至同一基準或以數學方式估算誤差量，
濱線繪製各步驟中，國內最缺乏的部分為濱線製圖過程中誤差量的估算以 及不同濱線指標選取的探討，且國內製圖單位拍攝海岸的圖資時，並未將 海象的狀況考慮在內，這也是造成誤差的來源。本文以台東海岸數十年濱 線變遷為例，透過濱線指標的選取以及濱線繪製過程的探討，細究濱線繪 製過程中可能包含的誤差。期望達到的目的如下：
1. 檢視圖像資料可辨識的海岸地形資訊 2. 評估濱線擷取的誤差量
3. 探討基線及量測線間距的最適取法
4. 檢討國內濱線製圖的過程
第二節 文獻回顧
濱線繪製的目的，在於掌握海岸變化量，建立沈積物傳輸量及方向、
監控工程後的海灘變化以及建立海灘侵蝕後退線，以作為海岸管理的基礎 資料。濱線繪製包含前端濱線資料蒐集及後端的濱線位置變遷分析。在資 料蒐集方面，說明國內外濱線擷取技術的演進及製圖過程中所涉及的誤 差；濱線位置變遷分析則探討不同分析方法取得濱線變化量的差異。
一、國外濱線繪製進程
關於濱線繪製的研究，以美國相關研究最多、成果最為卓著，以下即 以美國濱線繪製的發展來看濱線繪製的進程。早期濱線繪製多採平面測量 技術，美國海岸及大地測量局(C&CS)的地圖為野外實察中由筆或墨水所繪 製，直至 1983 年濱線的蒐集仍依賴此技術(Graham et al., 2003)。1927 年為 平面測量過渡至航照測量的一年，航空攝影術的出現，使得濱線擷取工作 產生顯著的變化，由野外進入室內。海岸及大地測量局為美國第一個運用 航空三角測量的製圖機構，航照測量優於平面測量之處，在於前者量測的 面積更廣、測量的地物更詳細且可維持同樣的精度，但仍需平面測量輔助 以取得控制點(Smith, 1981; 引自 Graham et al., 2003)。
此時期濱線繪製的圖資以地圖、海圖以及航照為主，濱線繪製過程所 包含的誤差如表 1-1 所示。地圖及海圖涉及航測及出圖兩方面的誤差；航 照誤差除來自航測外，圖像資料的辨識也是誤差的來源。
表 1-1 濱線製圖的潛在錯誤
正確性(accuracy) 準確性(precision)
地圖和海圖 航空照片
˙比例尺 ˙對高水位線的解釋 ˙對高水位線的解釋
˙基準點改變 ˙控制點的區位 ˙數化設備
˙地圖的收縮、折損 ˙控制點的品質 ˙時間資料的一致性
˙測繪標準 ˙飛機拍攝時的位態 ˙圖像資料的一致性
˙出版標準 ˙高程的變化（比例尺）
˙航測標準 ˙地勢起伏
˙投影 ˙正片或負片
引用自 Anders and Byrnes, 1991
在地圖精度的要求上，美國聯邦預算局(U.S. Bureau of Budget, 1947) 以比例尺 1:20000 的地圖為基準，訂定國家地圖精度標準 (NMAS) ，規定 比例尺大於 1:20000 的地圖，不可有 10%的點位誤差超過 0.846 mm；比例 尺小於 1:20000 的地圖，容忍值為 0.508 mm。美國地質調查所出版的 1:24000 地形圖為海岸研究最常使用的圖資，90 %的固定點(stable point)所 允許之誤差上限為 12.2 m。美國學者為了解百年尺度濱線的變遷，可回溯 至最早的地圖為國家海洋服務局 T-Sheets (Topographic sheets)，其圖像資料 的精度也做過相關的研究，比例尺為 1:10000 的 T-Sheets 固定點允許的誤 差上限為 8.5 m，比例尺為 1:20000 允許的誤差上限為 10.2 m (Anders and Byrnes, 1991；Daniels and Huxford , 2001)，T-sheets 除精度高、製作年代早 之外，更重要的是在圖資上描繪有高水位線，可做為不同時期圖資比對的 基準。
以航照做為來源資料，如何從航照上辨識特定的濱線，此誤差的來源 之一。Morton (1979)(引自 McBride, 1991) 探討濱線繪製過程中的誤差，自 航照上辨識高水位線的誤差較大(和野外實察相比)，約有 10 m 之多。
濱線本身的變動性也是誤差的來源，平均高水位線在單一潮汐循環內 的誤差為 1-2 m，季節內的誤差為 27 m，全年誤差值為 20 m，風暴期間的 變化量高達 100 m。正因濱線本身的變動性，如何在過去及現在的圖像資 料取得一致的濱線指標，此為疊圖比對須克服的一環。
至 1982 年美國海洋服務局(NOS)使用潮位整合攝影術(tide-coordinate photogrammetry)，以力求歷次航拍時的濱線是在很近似的潮位狀態，以下 即以 Hess(2003) 在下乞沙比克灣(Lower Chesapeake Bay)的研究為例，說 明該流程與方法：
1. 潮位預測：利用潮位分析模式及該地歷史潮位資料，劃分潮汐帶(tide zone)，預測該地的潮位變化。
2. 評估潮位窗：目的在於航拍時有標準一致的的濱線。以該地歷史潮位
資料求得平均高水位線及平均較低低水位線，潮位高度符合兩種濱線
指標 ± 0.3 英呎(0.09 m)的範圍內稱之為「潮位窗」(tide window)，即
為圖 1-1 灰色部分，在此時間內進行航拍所取的濱線，等同為平均高
水位線或平均較低低水位線。
圖 1-1 潮位窗的位置 (改繪自 Hess, 2003)
3. 航照拍攝：於潮位窗所在時間進行航拍，現地配合移動式 GPS 量測 高水位線。
美國國家大地測量調查局(National Geodetic Survey, NGS)整合美國國 家海洋服務局發展的航拍模式，建立了海岸航拍原則(Graham et al., 2003) 為：
1. 不能有雲或雲影出現在航照上。
2. 當時曝光的能見度必需在 8 英哩以上。
3. 太陽高度角不得低於 30 度，最好介於 30-45 度。
4. 拍攝時太陽必須越過水面，使得物體的陰影落在陸地部分且不會遮 掩濱線。
5. 在拍攝航照時，相機/飛機的偏斜角度不可超過 ±3 度。
6. 航線方位和相機校準(camera alignment)不可超過 ±5 度。
7. 除了海水佔大多數的航照外，每張航照的重疊部分需超過 60%；
當航照上有 80%都是需要的部分，此時製圖者選取沒有陽光反光 的問題的像片對。
8. 潮位窗的推估需潮位整合攝影術的配合。潮位窗採取平均高水位線
以及平均較低低水位線(相對於 19 年的國際潮位基準週期)，而非
一日的高水位線以及較低低水位線。
除地圖及航照外，美國國家大地測量調查局也探究 LIDAR(LIght Detection And Ranging)影像運用在濱線疊圖的可能性。NGS 的研究結果指 出 LIDAR 影像是一個蒐集濱線資料經濟且精確的方法，並發展 Vdatum 軟 體做為橢球體的基準(GPS)和正射基準(NAVD88)之間的轉換，最後將正射 基準轉為潮位基準(MWL、MLLW)，即可和歷史地圖比對濱線變化量。使 用 LIDAR 蒐集資料，若當時潮位為平均較低低水位時，即可依數學的方 法獲得特定潮位基準時的濱線(MLLW、MSL、NAVD88、MHW 等)。此方 法所擷取出來的濱線即為特定潮位基準，不需再作任何的判釋。
LIDAR 為最新的濱線擷取技術，美國國家海洋服務局在加州海岸選一 樣區評估傳統方法擷取的濱線和 LIDAR 資料擷取濱線之間的差異。以 LIDAR 擷取相當於平均高水位的位置(0 公尺線)和 1:40000 的海圖上的高 水 位 線 做 比 較 ， 在 鄰 近 美 國 海 洋 及 大 氣 管 理 局 (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)潮位站的區域，1.5 km 的海岸誤差值為 9.4 m。傳統濱線和 LIDAR 取得的濱線比較的方法正在發展中(Graham et al., 2003)。
二、國內濱線繪製進程
台灣地區應用現代測圖技術、符合現代水準的地圖，始於十九世紀末 日據時期的地形圖(施添福，1993)；其次為航空照片，較全面的拍攝始於 二次大戰末期(1940 年代)；衛星影像時間較短，始於 1972 年 LANSAT。
三種圖像資料的涵蓋時間，以地圖最長、航照次之、衛星影像最短。
以圖像資料來看海岸變遷，國內相關研究主要集中在濱線疊圖方面。
國內應用歷史圖像估算海岸變化量，多以不同時期的地形圖做比對，研究 者以地圖上的海岸線做為比對的依據。石再添(1980)套疊 1904、1926、
1954、1975 四個年代出版的地圖，評估台灣西部海岸有整體西進的趨勢。
郭金棟(1990)數化 1904、1919、1958、1987 四個年代出版的地圖，計算各
時期全島海岸變遷率。張瑞津等(1998)比對 1904、1926、1956、1965、1990
等五個年代出版的地圖指出嘉南海岸潟湖往西淤積，濱外沙洲則往東移動
( 沈淑敏 ，1997) 。
除地圖之外，劉平妹等(1990)採用 1956、1957 及近期航空相片和大比 例尺地圖，並配合野外實察，指出花東海岸明顯變化的海岸段並估計各段 的後退長度。並指出大部分的顯著後退段發生在隆起沖積扇兩側或凹入的 海灣；除了發生在沖積層扇兩側的後退，大部分的後退段都出現在大港口 層露頭區(沈淑敏，1997)。許民陽等(1995)透過 1949 及 1990 兩年度航空像 片的比對以及現地觀察測量，指出海岸有顯著變化的數處地點。Shen (2000) 則採用 1951-1990 年間花東海岸的數版地形圖及航照圖，測得成功一帶單 點最大的海崖後退率每年可高達 3m。
除地圖及航照外，鄭文哲等(1990)及吳哲榮、吳啟南(2003)利用潮位接 近的多時遙測衛星影像，以水線做為濱線指標，分析台灣西部海岸的變化 量，因使用的衛星影像解析度為 20 m 及 30 m，可用於變化量較大的沙洲，
對變化較小的海岸仍有些不足。
沈淑敏(1997)評估地圖在花東海岸地形變遷的應用及限制，針對台灣 堡圖、地籍圖、實測詳細地形圖、台灣地形圖、像片基本圖第一版以及海 岸像片地形圖進行評比(表 1-2)，指出台灣堡圖、地籍圖、實測詳細地形圖 以及台灣地形圖濱線已標示，其中台灣堡圖因東部的製圖準確度較差，不 宜定量海岸後退量，其他三者則可討論長時期的海岸變化。像片基本圖第 一版及海岸像片地形圖，比例尺較大，又是影像資料，保留航拍當時的狀 況，可自行擷取濱線指標，研究者保留辨識上的主動性。
表 1-2 台東海岸地圖資料
台灣堡圖 地籍圖
實測詳細地形
圖 台灣地形圖 像片基本 圖第一版
海岸像片 地形圖
年代 1904 1919 1929 1951 1976 1986 比例尺 1:20000 1:1200 1:50000 1:25000 1:5000 1:1000
等高線間距
50
日尺/ 20m 10m 5m 1m
濱線 已標示 已標示 已標示 已標示 自行辨識 自行辨識
海岸後退量 海岸線略失真 可 討論長時期可 討論長時期可 可
可
引用自沈淑敏，1997
國內先進學者的研究已考慮不同時期圖像資料套疊比對可能衍生的 問題，並考慮圖資誤差對濱線變化量的影響，若海岸的變化量大於誤差 量，即可忽略誤差的部分，如地圖比對海岸線變化在西部海岸變化量大的 區域，可忽略早期地圖製圖精不佳以及座標轉換之間的誤差，但在東部海 岸變化較小處，則必須慎選圖資。許民陽等(1995)也已提出某些歷史地圖 (尤其台灣堡圖)製圖的誤差及約化已至超過東部海岸的實際變化量，不宜 用做量化的比較。
本島大比例尺像片基本圖的測繪主要由農林航空測量所負責，航拍時 對於拍攝時間、太陽高度角、雲量、能見度以及飛機飛行的傾角皆有明確 的規定(林務局農林航空測量所，1983)。對比例尺 1:5000 之像片基本圖所 訂定的精度標準及檢核方法，是平面誤差應小於 2.5 m，高度誤差應小於 1.7 m(林務局農林航空測量所，1983；引用自沈淑敏等，1997)，地圖精度 頗佳。但由於當年航拍以製作陸圖為主，即使拍攝海岸地帶的航照時，也 未進一步考慮潮位高度及天候狀況，鄰近航照拍攝可能有潮位高度不一致 的狀況，造成濱線不連續的情形。
三、濱線分析方法
本文所謂之濱線分析是以不同時期圖資上數化好的濱線為基礎資 料，取得兩濱線變化量及預估未來變化趨勢的運算式。關於濱線變化量分 析的方法大致可分為二大類，一為端點率(End-point rate, EPR)，二為線性 回歸分析(linear regression analyses，LR)。
端點率法為計算不同時期濱線變化量常被使用的方法，(如 Dolan et al., 1991; Morton and Speed, 1998; Galgano and Douglas, 2000; Li, 2001; Langley, 2003)。雖然端點率在預測長期濱線變遷有其缺點，但因操作簡易，美國聯 邦 緊 急 應 變 總 署 (Federal Emergency Management Administration- FEMA)，仍用端點率做為劃設後退帶的分析方法(Galgano and Douglas, 2000)。
若以預測未來濱線位置為目的，Douglas and Crowell (2000)指出使用端
點率分析法易受到風暴影響，計算長期濱線後退率需較長時距資料且需風
暴資料輔助，才可預測濱線未來的變化。在預測未來濱線位置上，簡單回 歸分析在計算侵蝕率時優於端點率分析以及其他複雜的統計方法，Fenster et al.(1993)、Crowell et al.(1997)也持同樣的看法。
濱線分析的方法應依研究目的來選擇，分析時原始濱線資料皆須排除 受風暴影響的部分，才能得到較準確的濱線變化率。
比較國內外濱線擷取技術的研究發展，技術演進上主要的測繪工作皆 由野外轉為室內，國外濱線繪製使用的圖資由傳統的地圖、航照，並應用 遙測技術如 IFSAR、SAR、LIDAR，同時結合 GPS，使得未來繪製濱線更 為便利(Leatherman, 2003) 。國內濱線繪製起步較晚，符合現代製圖規範且 可定量海岸變化量的圖資開始於 1904 年，1960 年代開始應用航照進行地 形測繪，1970 年代進行全台像片基本圖的繪製，濱線繪製的新技術如 LIDAR、GPS 等，目前並未應用在濱線繪製研究上(圖 1-2)。
綜合上述關於濱線繪製的相關研究，國內濱線繪製相對於國外進程缺 乏缺乏統一的濱線指標，且航拍時未考慮天候及海象條件。所以本文研究 的重點放在歷史地圖濱線指標的判別，並評估海象狀況所造成的影響。
改繪自 Leatherman, 2003
圖 1-2 國內外濱線繪製及技術演進的比較
第三節 研究流程及方法
本研究以台東海岸為例，藉由南北段不同性質的海岸做為濱線擷取的 示範區，根據大比例尺的圖像資料，本文的大比例尺地圖指影像為底，可 自行判別和海岸地形有關資訊的地圖，並探究濱線取得過程中所涉及的誤 差量，比例尺包含 1:1000 及 1:5000 兩種，最終希望能提供從圖像資料擷 取濱線的流程，做為日後濱線繪製的參考。研究架構及方法分述如下。
一、研究架構
蒐集大比例尺圖像資料，進行地圖上濱線指標的判別以及濱線操作型 定義的界定，依濱線擷取的標準取得不同年代的濱線，除濱線外，其他海 岸地形資訊的辨識有助於濱線指標的判別。透過不同基準線以及量測線間 距的選擇對濱線變化量的影響，選擇最合適的濱線分析方法。在上述過程 中，圖資的使用及濱線數化兩部分產生的誤差為本文討論的範圍，另一方 面，國內大比例尺地圖在航拍時並未考慮潮位及天候狀況，此部分所含的 誤差也會影響到最後的濱線變化量，於本研究中一併探討。
彩色正射 影像圖
基線選取 量測間距
濱線變遷率
資料來源誤差
像片基 本圖
潮位影響 數化誤差 海岸地形資訊
●
侵 蝕 特 徵 濱 線 指 標
濱 線 操 作 型 定 義
●
濱 線 擷 取
●
等 高 線
●海 灘 剖 面
●海 象 狀 況
圖 1-3 研究架構圖
二、研究方法
（一）濱線指標辨識
1. 彙整國內外文獻採用之濱線指標的操作型定義，以及濱線指標於圖 上辨識的標準。
2. 野外觀察海岸地形形態，包含不同時距下海灘的變化
(1) 潮汐循環下沙灘和礫灘形態上的變化：沙灘選擇的觀測地點為 台東縣隆昌，礫灘為興昌，觀察時間為 2005 年 1 月。
(2) 觀察突發事件後海灘的變化：於杜鵑颱風後 2003 年 11 月進行 觀測
(3) 觀察不同季節海灘剖面的變化，冬夏季各實測一次，地點為台 東海岸 25 處海灘，實察地點見圖 3-8。
3. 判別台東海岸大比例尺地圖可擷取的濱線指標，並提出在圖像資料 判釋的操作型定義。
4. 檢視台東海岸圖像資料海灘剖面形態及航拍時風浪狀況。
（二）濱線擷取
訂定濱線辨識標準後，即進行濱線數化的工作。包含圖像資料的定位 及數化。
1. 蒐集台東地區圖幅資料，分別為像片基本圖第一版、海岸像片地形 圖以及彩色正射影像圖。為行文方便，像片基本圖第一版簡稱為「基 本圖一版」 ，海岸像片地形圖簡稱為「海岸地形圖」 ，彩色正射影像 圖簡稱為「彩色影像圖」。三版圖像資料特性詳見第二章第二節。
2. 擷取三版圖像資料的濱線(圖 1-4)，主要分為掃描、定位、數化、
檢核等四步驟。
(1)掃描：使用 Atlas40 Vidar systems corporation 大圖掃描器，影像解 析度 300dpi，掃描基本圖一版及海岸地形圖兩套圖像資料。
(2)定位：掃描後的影像檔做用 PCI Geomatica V8.2.1 軟體 GCPs Works 模組進行定位。控制點的選擇以正射影像上網格交叉點為 主，控制點數量 6-9 點；可接受的誤差值(RMS 值)為 1m，若誤 差值大於 1 則重新定位，直到誤差值可接受為止。
(3)數化：以 ArcGIS 8.3 數化三套圖像資料的水線及乾濕線，數化人
員為地理系大學部學生，對海岸地形有一定程度的了解。為求不 同人數化之標準一致，數化前特別選擇一區由所有工作人員進行 數化，針對有出入的部分進行討論，力求統一標準，減少人為判 別誤差。
(4)檢核：數化期間大學部同學判別水線或乾濕線有疑義時，由筆者
進行判別。數化完成後，由筆者依圖幅範圍隨機抽樣，不符合標
者重新數化。
圖像資料
是否為影像檔
是 掃描 否
影像是否含 地理座標
是 定位
RMS值大小
RMS<1
濱線數化 是否符合 判識標準
完成 無 誤 否
有誤
重新數化 數化
數化人員 訓練
圖 1-4 濱線數化流程
(三) 探討台東海岸濱線擷取的誤差量
1. 選取三版圖像資料上皆有之地物控制點，以估算圖像資料誤差。
2. 在同一樣區，以海岸地形分析系統—海岸變遷模組為工具(台東海岸 地形資料庫建置計畫，2003)，估算不同分析者、不同螢幕放大倍率 以及不同濱線指標所取得的濱線變化量的差異。
(1) 比較辨識經驗不同的分析者數化同一濱線的誤差：實驗組為兩位 辨識經驗較深的同學(A、B)，對照組其中一人為 B，另一人 C 僅 告知濱線擷取原則，比較 AB、BC 濱線的差異。
(2)探討擷取濱線時地圖的最適放大倍率，以 A、B 分析者數化同一 樣區的濱線，在地圖比例尺相同、放大一倍及放大二倍進行數 化，依地圖比例尺的差異放大倍率略做調整。
(3) 數化不同濱線指標的誤差量：以 A、B 分析者數化同一樣區水 線、乾濕線及灘內緣線。
3. 估算潮位高度造成平均海水面的位移量
(1)查詢製作地圖之航照的拍攝時間，再查詢最近鄰之富岡潮位站的 潮位高程
(2) 推估海灘坡度
a. 結合實測剖面以及辨識大比例尺地圖，將海岸分為岩石海岸、
沙灘及礫灘三類。
b. 在台東海岸自北往南選取樣區實測海灘坡度，剖線方向垂直海 岸，以經緯儀量測海灘剖面，並以羅盤傾斜計量測海灘前灘的 坡度，冬夏季在原地點各量測一次，夏季剖面量測時間於 2004 年 8 月 5 日至 9 日進行；冬季剖面量測時間為 2005 年 1 月 28 日至 2 月 1 日。統計樣區沙灘及礫灘坡度的範圍，將坡度應用 在沙灘及礫灘上。
c. 以海灘坡度實測資料配合潮位高度，潮位高度造成平均海水面 的位移量。其他地點則以分類後的海灘類型推估海灘坡度，配 合潮位高度推估平均海水面位置。
4. 加總圖像資料誤差、數化誤差、潮位誤差量，以誤差傳播定律 (引自
林譽方，1982) 求得海岸線濱線變遷分析最大可能誤差量。
(四)探討基準線及量測線間距的最適取法
1. 透過海岸地形分析系統，以海岸變遷分析模組估算台東海岸濱線變化 量(沈淑敏等，2003)。此系統為經濟部水利署第八河川局委託辦理「台 東海岸地形資料庫建置計畫」所開發出來的模組，架構在 ArcGIS 8.3 的軟體之上，主要的功能在於提供使用者一個分析海岸線變遷的工 具，計算不同年度間的灘線進退變化情形(圖 1-5、圖 1-6)。在系統內，
首先要決定量測灘線變化量的基準線
1(baseline)，其次決定沿基準線 大的間距量測一點，進而選取一個年度以上的灘線，計算其灘線變化 量(沈淑敏等，2004)。
2. 基線選取：以直線、折線、曲線或某年度濱線做為基線，探討同一樣 區不同基線對於濱線變化率的影響
3. 量測線間距：比較不同抽樣間距對濱線變化率的影響，找出濱線變化 率估算的最適間距
4. 應用上述方法定量台東海岸濱線變化，以端點率法( Li et al., 2001 )估算 基本圖一版及彩色影像圖濱線變化量。端點率模式為估算海岸變化率 的方法之一，是以一對端點(p1,q1)、(pn,qn)所構成的線來決定，p 表 示日期，q 表示濱線位置。變化率的算法為兩時期濱線的變化量除以 兩者間隔的時間：
mEPR=(qn - q1)/( pn - p1)
m= 濱線變化率 qn - q1=不同年度濱線位置差異 pn - p1=間隔時間
1 基準線為分析系統中產生的線段，做為不同年度濱線變化量的比較基準
圖 1-5 海岸地形分析系統—海岸變遷模組
圖 1-6 分析系統濱線變化量估算
第四節 研究區概況
台東海岸具有沙灘、礫灘及岩石海岸三種不同性質的海岸，海岸線因 受斷層構造控制，大至呈現直線狀，在海岸形態上則有南平直、北曲折的 特點，因此本文擬以台東海岸為例，做為濱線擷取的示範區，以下說明此 區陸象與海象的特性。
圖 1-7 研究區域圖
一、陸象
依地質地形特性劃分，可分為北段的海岸山脈段，中段的台東平原段
以及南段的中央山脈段，沿海岸的地層主要由都巒山層、大港口層、利吉 層以及廬山層所組成。
台東海岸線因受斷層構造所控制，故大致呈直線狀，整體呈現東北西 南走向，海岸雖平直，局部地區海岸曲折 程度仍大，以海岸曲率來評估 海岸曲折程度，曲率 = 海岸線實際長度 / 海岸起訖點直線距離，曲率越 接近 1，海岸越平直。
以海岸曲率將台東海岸進行分類，所得結果如表 1-3 所示，海岸山脈 岸較曲折，台東平原段以及中央山脈段海岸平直少灣澳，海岸曲率皆低。
表 1-3 台東濱線曲率
海岸 海岸山脈段 台東平原段 中央山脈段
範圍 大峰峰-卑南溪 卑南溪—太麻里 太麻里以南
曲率 1.39 1.16 1.12
二、海象 1. 波浪
台東海岸唯一常設的波浪測站位於成功，隸屬中央氣象局。成功測站 的年平均示性波高小於 2 m，波浪有季節性的差異，冬季波高及週期普遍 大於夏季，但最大示性波高出現在夏季，主要是受到颱風事件的影響。東 部海岸颱風或季節風波高可達 8-9 m，週期 13-14 秒，波向 NE；而冬季季 節風時即有波高 3-4 m，週期 9~14 秒，波向 NE~ENE。(資料來源：水利 署，1990)
2. 潮汐
依水利署富岡潮位站資料(表 1-4)，平均潮差為 0.9 m，最高潮位：1.3 m；最低潮位：-1.21 m，潮位的高程相對於基隆港所得。
表 1-4 富岡潮位站潮位資料
測站 最高潮位 平均高潮位 平均潮位 平均低潮位 最低潮位 大潮潮差 平均潮差 小潮潮差 富岡
