無人機，永續需要你！

說到無人機，你的腦海會浮現什麼印象呢？大家第一印象或許會想到YouTuber用無人機拍攝美景的畫面。其實，無人機對於聯合國永續發展目標 (SDGs) 的推動也是一大功臣！你認為無人機可能對哪些目標的推動比較有幫助呢？本篇文章將帶你瞭解無人機的測繪功能在永續領域的應用、能幫助到哪些SDGs目標，並介紹南非飛行實驗室 (South Africa Flying Labs) 成員們如何運用無人機，和約翰尼斯堡的社區居民攜手應對雨季的洪水災害。

撰文｜Fin

 

什麼是無人機？

無人機 (Drones)，又稱無人飛行載具 (Unmanned aerial vehicles, UAV)，是透過遠端操控、由不同感測器組成的，能夠取得、記錄視覺和音訊資料，以進行監控和測繪操作。常見種類包括：

一、固定翼 (Fixed-wing)：早期幾代無人機的設計和載人飛機類似，具有兩個固定翼，並有純水平飛行的能力。它的優點是能支援較長距離的飛行，適合大型測繪專案。

二、多旋翼 (Multi-rotor)：它的特點是有螺旋槳或旋翼設計（如：直升機），可實現垂直起降 (VTOL) 能力。較具敏捷性，適合即時性的航空資料蒐集任務。但和固定翼相比，它的能源消耗更多，且支援的飛行距離相對較短。

三、混合式 (Hybrid)：它具有固定翼和旋翼，因此具有垂直起降能力的敏捷性和水平飛行的持久性。

 

什麼是測繪？

前段提到，無人機可進行測繪任務，什麼是測繪呢？根據《國土測繪法》的定義，測繪是指土地之測量及製圖。此處的測量，指以土地為標的，對地表及其上下具空間分布特性之地理資料，進行蒐集、分析、計算、加值、整合、管理等相關之處理。而製圖是指依據測量成果，展現地貌、地物或各類自然或人文資料之處理。

相對於衛星影像或航空攝影，無人機測繪能提供更高的解析度，並可應用在蒐集密集城市群的地理空間資料（包含辨識自然或人造物的地理位置和特徵等），為城市規劃和發展提供資訊。

 

無人機的測繪如何進行？

我們常見YouTuber使用無人機拍攝景物，而專業人員又是如何以無人機進行測繪呢？以飛行實驗室 (Flying Labs) 為例，無人機沿著測繪區域上方預先規劃的飛行路徑拍攝一系列單張影像，這些單張影像從無人機相機下載後，地圖軟體將它們匹配、拼接在一起，接下來，再經過幾何校正，這幅較大的空拍影像就稱為「正射鑲嵌」(ortho-mosaic)。

經過幾何校正過程的正射鑲嵌，它的特點是可消除空拍照片的透視失真，且無需進一步處理，即可將其用作底圖，或可進一步處理成其他地圖和資訊產品。舉例來說：OpenStreetMap——開放街圖，簡稱OSM，是自由而且開源的全球地圖，採用類似Wiki的協作編輯以及開放的授權與格式（引用自中研院數位人文學研究室網站），就運用許多無人機取得的正射影像在世界各地的計畫中。

 

無人機的測繪如何幫助永續？

無人機的測繪除了運用在國家治理方面，也有益於永續的推動。據聯合國政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 指出，全球氣候變遷使得洪水和乾旱等極端天氣事件發生的可能性更大，相關的社會損害預計也會增加。

在全球暖化衝擊下，SDGs目標13「採取緊急措施以因應氣候變遷及其影響」和目標11「促使城市與人類居住具包容、安全、韌性及永續性」，就更顯重要。近年來，無人機已在災害應變方面扮演重要角色。

2022年，南非的飛行實驗室 (South Africa Flying Labs) 得知約翰尼斯堡市一處社區居民，在每年雨季飽受河流潰堤的洪災衝擊，但他們沒有可作為災害應變的地圖，若災害發生，應變小組只能由空中或走路抵達當地，具有風險。因此，飛行實驗室團隊希望建構互動式地圖，利於以下行動，包含：根據即時、可靠的資訊做關鍵決策；確立應變小組於災時的出入路線、易發生水災和火災的地區、可用作集合點的區域；協助市議會進行空間規劃。

團隊經過溝通，邀請社區居民、青年等參與無人機數據蒐集、處理、分析過程，增加了他們對數據的理解和信任，由此順利完成減災計畫，包含：利用無人機測繪取得的高解析度正射鑲嵌、數值高程模型（Digital Elevation Model，DEM，「為描述不含植被及人工建物之地表天然高程起伏面的數值模型」（定義引用自楊善智、曾義星，2008）、洪水風險分析、火災風險分析。團隊也向應變小組建議災時出入路線、向市議會簡報成果。除了減災任務，團隊也和當地青年介紹無人機科技，幫助他們增加就業機會。聯合國兒童基金會 (UNICEF) 南非辦事處也受益於團隊帶領的學生無人機訓練及工作坊。

 

無人機對於永續的其他助益？

除了減災計畫外，無人機對永續還有什麼幫助？以災害情境為例，無人機能提供快速災後評估並準確繪製大面積地圖，省時、提高應變效率，幫助當局加速分配資源。無人機影像產生的即時資訊，能幫助居民識別其房屋、農作物等損失；產出的地圖也能作為溝通媒介，強化居民和救援組織間的合作。

無人機還可搭載不同類型感測器提供資訊，如：近紅外線感測器 (Near-infrared sensor)，用於標準化植被指數地圖 (Normalized Difference Vegetation Index maps)，此地圖根據活體植物反射的紅外光量指示一個區域是否有綠色植被，因此可應用於作物監測。目前聯合國糧食計劃署 (WFP) 正在探索無人機影像和軟體分析的應用，以促進當地生計和糧食安全，也有助於推動SDGs的目標2——終結飢餓。

災後，許多道路和設施坍方，此時無人機的敏捷性及覆蓋大面積區域的特性就更顯重要。在搜救進行時，無人機搭載紅外線感測器 (Infrared sensor) 後，利用現場視訊直播熱影像 (thermal images)，可在不易抵達的區域或夜間進行搜救任務。

近年來，無人機的發展持續搭載各項新科技，擴展了更多應用場域，也令人期待它在永續的創新貢獻。

 

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參考文獻

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