適用對象
  • 研究機構
災害類型
  • 水災
  • 土石流/山崩

坡地土砂災害特徵資訊加值分析與應用

年度 108年度
主管單位 行政院農業委員會水土保持局
執行單位 國立臺灣大學水工試驗所
預算來源 科技經費
執行經費(仟元) NT$1760.00
執行期間(起&迄) 2019/1/1~2019/12/31
計畫主持人 劉格非
計畫重點描述 本研究計畫建立以地聲探測器與攝影機搭配的土石流監測預警系統。攝影畫面以創新的總灰階值變化率的方式,可以準確偵測土石流的到來,甚至在人類眼睛無法判別的暗度下,仍然可以偵測到。再利用修正顆粒光流法可以估算大石頭的移動與旋轉速度,另以畫面分析精度為要求,提供攝影機監測放置位置的條件。地聲探測器的資料以短時間傅立葉分析後,將主頻率(20-60Hz)總能量當作指標,先以能量時間變率與能量時間斜率變化兩者突然改變為依據,成功偵測土石流抵達時間,以土石流影片為標準來判斷,抵達時間誤差都在 10 秒以內,再以主頻率大小與河川流量建立流量經驗公式,相關度達 96%。
本研究計畫也已經建立了即時監測預警的網頁,網頁中包含目前所有監測站中監測儀器的訊號,同時也包含基本頻率分析與影像分析功能。利用影片與地聲訊號預警之功能,也已經整合到網頁中。未來這網頁也可成為一個公開的研究平台。
必要工作項目 本計畫將針對目前較少有應用的土石流觀測影像與地聲監測資料進行研究,並針對可應用的方向分別建立分析方法,應用於土石流觀測站之監測資料。由於國內外皆缺乏土石流影像的分析研究,因此本計畫將重新檢視現有的影像流速計算方法,如:PIV、PTV、光流法等,並重新發展適用於土石流影像的表面流速演算方式。 雖然地聲訊號與流況有極大的關連,但國內卻非常缺乏相關的研究,因此本計畫將先針對歷史事件的資料進行分析,並透過設計的試驗探討地聲與粒徑、地聲與流量的關係。 同時過去鮮少有人透過理論去模擬地聲傳遞的過程,因此對於地聲之安裝位置皆是透過經驗決定,本計畫將透過理論與數值對實驗或現場的地聲傳遞機制進行模擬,建立地聲擺放位置的評估方法。
預期成果產出 1. 以現場監測的地聲資料,分析出土石流或洪水到達時間,並依據此資料提出預警時間
2. 以現場監測的地聲資料,推估土石流或洪水的規模;同時建立地聲資料與攝影資料對比條件,確保資料正確性。
對應方案課題
  • 課題一:整合防災公共資訊服務
  • 課題二:推動防災產業鏈結
  • 課題四:精進防災科研技術
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