高空的眼睛

高空的眼睛
國立臺灣大學土木工程研究所蔡孟儒

人類的感官能力原本就極其有限，嗅覺不如狗、視覺不如鷹、聽覺不如大多數的動物等等。而感官能力不如其他生物的人類，依憑著智慧才得以彌補不足而能夠傲視世界。當我們看不到太小的物體，便發明了放大鏡及顯微鏡；當我們看不到太遠的物體，便發明了望遠鏡，也就是人工千里眼。而隨著飛行載具快速的發展，遙感探測技術突破以往受到高度的影響，且能以更多元的感測器獲取並記錄更豐富的資訊，因此現在的遙感探測技術即成為「高空的眼睛」。

廣義來說，遙測泛指「不需要與目標物接觸」即可獲取與量測該目標之測量方法，與平常使用儀器量度物體的方式不同。其實我們天天都在使用遙測，例如人類的眼睛就好比是遙測的感測器，可透過眼睛看到東西而不需與目標物接觸；照相機是另一個常見的例子，在獲取資料的同時，目標物和照相機絕對會保持一段距離。上述是遙測廣泛定義的例子。而從應用的角度而言，遙測是專指利用特定感測器來獲取有關地球環境、自然資源資料，以利於有效的監測、探勘與管理。圖一為NASA(美國太空總署)與NOAA(美國國家海洋和大氣管理局)合作將衛星在夜間對地球所拍攝的照片放在Google Earth上，從此遙感探測影像中可清楚了解台灣在夜間時有較多人類活動的區域多為西半部。

圖一、衛星於夜間對台灣所拍攝之遙感探測影像(擷取自Google Earth)

另一方面，由於臺灣位居在板塊間相互運動、碰撞、擠壓十分活躍的交界上，因此全島不僅高山峻嶺多，大小地震更是頻繁。在這樣的地質結構下，復又面臨多雨、多颱的氣候環境，導致崩塌與土石流災情成為臺灣山坡地最常見的天然災害。傳統的勘查方式透過現場調查，儘管直接投入人力深入災區所得資訊較為準確，然而災害發生之初，通往災區之交通路線往往殘破不堪，沿線土石崩塌嚴重，勘查人員不易深入，加上受地形地物的影響，局部區域的災情調查難有效執行，導致調查作業難免曠日廢時。不過隨著空間資訊技術的蓬勃發展，相較於現場實勘，藉由航遙測空間資料之蒐集、分析，足可於災害應變的不同階段提供必要之空間圖資，發揮災害管理與環境監測的功能(如圖二)。此外遙測技術也廣泛應用於生態環境當中。利用遙測技術，可以了解整片樹林的碳吸存淨量，並計算出這片樹林一年可以吸收多少碳。

圖二、小林村於莫拉克風災前後所拍攝之影像、2009年8月7-10日
(取自國立中央大學太遙中心)

大範圍的環境汙染監測與防治同樣也是遙測的應用範疇之一，在此又以海洋汙染為例。台北縣金山鄉璜港漁港外於2008年5月27日之定期環境監測所拍攝的SPOT 2衛星影像(如圖四)判釋程序中發現有疑似不明排放物在海上蔓延，而透過衛星影像通報之定期污染監控評估圖發現為本國籍輪船排放汙水所導致。由此可知，運用和整合衛星遙測科技可以協助掌握污染在空間上的變化情況，作為應變中心決策之參考。而資料的蒐集絕對不是等緊急應變中心成立後才開始蒐集，應該是在污染事件發生的初期即要啟動資料蒐集的機制。

圖三、2008年5月27日SPOT 2多光譜衛星影像(假色)
(取自NGIS國土資訊系統成果網)

現今遙測技術提供一種快速獲取大範圍資料的方式，使我們對於長期環境監測、維護，抑或自然資源的勘查等有了便捷的方式，當然地面調查也同樣可以蒐集到地面資料。但若要考慮調查之時效、經費、人力等因素，在目前台灣的客觀條件下，實在不易得到具時效且正確之環境資料。若能善用這「高空的眼睛」結合地面調查，以互補之角色來執行環境調查，將可以事半功倍。