簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 洪佩鈺
Pei-Yu Hung
論文名稱: 大比例尺地圖濱線變化量的擷取─以台東海岸為例
Using large-scale maps detect shoreline changes─A case study in Taitung coast
指導教授: 沈淑敏
Shen, Su-Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 地理學系
Department of Geography
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 117
中文關鍵詞: 濱線繪製濱線變遷濱線指標台東
英文關鍵詞: shoreline mapping, shoreline changes, shoreline indicator, Taitung
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:263下載:23
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 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,濱線繪製的目的在於決定濱線位置及定量濱線變化。國外濱線繪製成為研究議題已三十多年,國內濱線繪製相對於國外缺乏統一的繪製標準及流程,且航拍時未考慮天候及海象條件。所以本文研究重點放在大比例尺影像地圖(比例尺≧1:5000)濱線指標的選定判別,並評估海象狀況對濱線所造成的影響。
    本研究以台東海岸近二十年的濱變遷為例,採用像片基本圖第一版、海岸像片地形圖及彩色正射影像圖三版大比例尺影像地圖,詳細探討應用歷年大比例尺地圖量化濱變遷,所應注意的事項與涉及的誤差。討論重點分為濱線數化及濱線變化量分析兩部分:前者探討濱線數化過程中底圖放大倍率、濱線指標選取的操作型定義;後者則提供濱線分析時基準線的選擇以及量測線間距定訂的方法。所獲主要結果如下:
    本研究提供國內應用大比例尺地圖濱線繪製的流程,在濱線指標的選取上,國外研究認為平均高水位線及高水位線為最佳的濱線指標,但因已出版的地圖並非針對海岸變遷而製作,缺乏野外實測資料配合,高水位線在地圖上的辨識度低,並非國內大比例尺影像地圖最佳的濱線指標。考慮濱線指標的連續性、穩定性及辨識度,乾濕線為較佳的濱線指標。濱線分析上:宜以濱線為基準線,因濱線最能符合海岸變化趨勢;濱線曲率越大,量測線垂直基準線產生間距應越小,此數值在台東海岸北段為50 m,南段為100 m。
    以台東海岸為例,評估濱線擷取過程中的誤差,圖資誤差為 ±6 m,人為數化誤差 ±2 m,潮位影響在沙灘為 ±6 m、礫灘為 ±2 m,整體誤差近 ±9 m,相較卑南溪整體平均變化量為-76 m,太麻里三角洲海岸為-71 m,誤差量遠小於台東數十年間的實際變化量。濱線擷取流程雖以台東海岸為例,方法上可做為日後全台數十年濱線變遷的參考。
    此外,應用大比例尺地圖量測本島其他海岸濱線變遷時,應注意海岸特性的差異,在東部因潮差較小,地形坡度較陡,所以潮位造成的影響有限,相對而言風浪影響較顯著,選用圖像資料時要特別注意風浪的狀況,西部海岸要特別注意潮位所造成的影響。

    第一章 緒論 第一節 研究動機及目的 1 第二節 文獻回顧 3 第三節 研究流程及方法 10 第四節 研究區概況.17 第二章 台東海岸圖資分析與海濱地形特徵的辨別 第一節 海岸地形形態.19 第二節 台東海岸現有圖像資料.22 第三節 圖像資料可擷取的海岸地形資訊.26 第四節 小結 41 第三章 應用像片基本圖擷取濱線誤差之探討 第一節 製圖過程誤差.43 第二節 數化誤差.51 第三節 潮位誤差 59 第四節 天氣影響 65 第五節 小結 71 第四章 濱線變化量的分析方法與應用 第一節 基準線的訂定.72 第二節 量測線間距 79 第三節 濱線擷取在台東海岸的應用.88 第四節 小結.91 第五章 結論與建議 93 參考文獻.97 附錄一.101 附錄二.103 附錄三.104 附錄四.112 附錄五.113 圖次 圖1-1 潮位窗的位置.5 圖1-2 國內外濱線繪製及技術演進 9 圖1-3 研究架構圖.10 圖1-4 濱線數化流程.13 圖1-5 海岸地形分析系統—海岸變遷模組.16 圖1-6 分析系統濱線變化量估算.16 圖1-7 研究區域圖.18 圖2-1 近岸地帶分區圖.19 圖2-2 沙灘地形及沈積形態示意圖.21 圖2-3 礫灘地形及沈積形態示意圖.21 圖2-4 濱線指標物:(a)沙岸(b)岩岸 27 圖2-5 台灣堡圖(海岸線已標示).28 圖2-6 經建版地形圖(海岸線已標示).28 圖2-7 單色版像片基本圖(可自行判斷濱線) 29 圖2-8 套色版像片基本圖(海岸線已標示 29 圖2-9 波浪越過濱堤頂形成不連續的水痕(現場實測) 30 圖2-10 彩色影像圖濱堤辨識—沙灘(濱堤後方蓄水的情況).30 圖2-11 海岸地形圖濱堤辨識—礫灘 30 圖2-12 海岸地形圖植物線辨識 31 圖2-13 海岸地形圖植物線辨識—植物分布稀疏 32 圖2-14 彩色影像圖崖頂辨識(虛線:崖頂 33 圖2-15 彩色影像圖沙丘辨識(虛線:沙丘範圍) 33 圖2-16 彩色影像圖灘內緣線(虛線位置:海堤).33 圖2-17 海岸地形圖水線辨識(一般情形 34 圖2-18 彩色影像圖水線辨識(消波塊前緣 34 圖2-19 彩色影像圖水線辨識(波浪回濺情形).34 圖2-20 海岸地形圖乾濕線辨識(一般情形).34 圖2-21 彩色影像圖乾濕線辨識(乾濕線位於濱堤前方) 35 圖2-22 高水位線(現地) 36 圖2-23 海岸地形圖高水位線辨識(礫灘環境下).36 圖2-24 漂木形成的碎屑線(現地).38 圖2-25 彩色影像圖碎屑線辨識.38 圖2-26 航拍時風浪情形.39 圖3-1 網格點誤差檢核.47 圖3-2a 已知地物誤差檢核(北段). 48 圖3-2b 已知地物誤差檢核(中段) 49 圖3-2c 已知地物誤差檢核(南段) 50 圖3-3 不同經驗辨識者數化誤差.52 圖3-4a 放大倍率誤差(北段) 54 圖3-4b 放大倍率誤差(南段) 55 圖3-5 不同濱線指標擷取誤差.58 圖3-6 潮位影響水平變化量示意圖.59 圖3-7 基本圖一版航拍年代及時間 60 圖3-8 海灘實測剖面及前灘組成物質 63 圖3-9 白桑安圖資風浪狀況 (A)海岸地形圖 (B)彩色影像圖.66 圖3-10 白桑安海灘剖面圖.67 圖3-11 白桑安不同濱線指標擷取之海岸變化量.67 圖3-12 興昌海灘剖面圖.68 圖3-13 興昌不同濱線指標擷取之海岸變化量.69 圖3-14 興昌圖資風浪狀況 (A)海岸地形圖 (B)彩色影像圖.69 圖4-1 海岸地形分析系統基準線及量測線.72 圖4-2 平直海岸不同基準線擷取之海岸變化量比較 77 圖4-3 彎曲海岸不同基準線擷取之海岸變化量比較.78 圖4-4 台東海岸南段量測線間距乘冪曲線圖.81 圖4-5 南段海岸不同量測線間距所得之海岸變化量比較 82 圖4-6 台東海岸北段量測線間距乘冪曲線圖.84 圖4-7 北段海岸不同量測線間距所得之海岸變化量比較.85 圖4-8 台東海岸濱線變化量(1976-2000).90 圖4-9 國內大比例尺地圖濱線繪製流程.92 表次 表1-1 濱線製圖的潛在錯誤 3 表1-2 台東海岸地圖資料 7 表1-3 台東濱線曲率.18 表1-4 富岡潮位站潮位資料.18 表2-1 圖像資料應用在海岸地形變動的比較.23 表2-2 台東海岸大比例尺地圖資料.24 表2-3 濱線數化三版圖的基本資料 25 表2-4 台東海岸大比例尺地圖濱線指標評估.42 表3-1 不同岩性年後退率表.43 表3-2a 彩色影像圖—海岸地形圖網格點誤差.44 表3-2b 彩色影像圖—像片基本圖網格點誤差.44 表3-3a 彩色影像圖—海岸地形圖檢核誤差.45 表3-3b 彩色影像圖—基本圖一版檢核點誤差.45 表3-4 人員辨識誤差.53 表3-5 放大倍率誤差.56 表3-6 不同濱線指標擷取誤差.57 表3-7 地圖拍攝時間及潮位資料.61 表3-8a 「彩色影像圖—基本圖一版」沙灘水平位移量 62 表3-8b 「彩色影像圖—基本圖一版」礫灘水平位移量 64 表3-9a 「彩色影像圖—海岸地形圖」沙灘水平位移量 64 表3-9b 「彩色影像圖—海岸地形圖」礫灘水平位移量 64 表3-10 白桑安航拍時間對應之潮位高度資料(富岡測站).67 表3-11 興昌航拍時間對應之潮位高度資料(富岡測站) 68 表4-1 台東海岸基準線曲率比較表.74 表4-2 南段海岸基準線比較.75 表4-3 橋—三仙台海岸基準線比較.75 表4-4 台東海岸南段量測線間距平均差.81 表4-6 台東海岸北段量測線間距平均差.84 表4-7 台東海岸變化量.88 表5-1 國內外濱線繪製的差異.93

    1.石再添 (1980) 臺灣西部海岸線的演變及海埔地的開發,師大地理研究報告,6,1-36。
    2.經濟部水利署第八河川局 (1999) 台東海岸航測數值影像圖資製作。
    3.經濟部水利署第八河川局 (2002) 台東海岸地形觀測報告(4/4)。
    4.經濟部水利署第八河川局 (2003) 台東海岸地形資料庫建置計畫。
    5.吳哲榮、吳啟南 (2003) 遙測技術應用於臺灣西海岸五十年來變遷分析,航測及遙測學刊,8(3),95-110。
    6.沈淑敏 (1997) 圖像資料在討論花東地區海岸地形變遷上的應用,地圖,8,219-232。
    7.沈淑敏、張瑞津 (2003) 圖像資料在臺灣地區地形變遷研究上的應用與限制,師大地理研究報告,38,67-86。
    8.沈淑敏、張國楨、洪佩鈺、陳俊愷、林蕉美 (2004) 應用GIS建置台東岸地形資料庫與分析系統,92年度河川海岸委託研究計畫成果發表研討會論文集,431-447。
    9.林譽方 (1982) 製圖精度之研究,成功大學航空測量所碩士論文,124。
    10.林務局農林航空測量所 (1983) 台灣地區大比例尺像片基本圖之測製及遙感探測技術之發展,1-5。
    11.郭金棟 (1990) 台灣海岸地變化及其未來之開發利用,成功大學水利及海洋工程研究所,行政院科技顧問組委託計劃。
    12.郭基賢 (1998) 地圖精度評估之研究,中正理工學院軍事工程研究所碩士論文,105。
    13.許民陽、沈淑敏 (1995) 花東海岸海崖後退機制—成崖物質與風暴激浪特性的初步探討,國立臺灣大學地理系地理學報,19,71-90。
    14.許民陽、高慶珍、高鵬飛、鄭紹龍 (1999) 花東海岸後退的研究—長濱以南至台東段,國立台灣大地理學系地理學報,25,83-110。
    15.張瑞津、石再添、陳翰霖 (1998) 臺灣西南部嘉南平原的海岸變遷研究,師大地理研究報告,28,83-106。
    16.劉平妹、王鑫、許民陽 (1990) 台灣海岸地區之地形演變,台灣大學地質系,行政院科技顧問組委託計劃,104。
    17.鄭文哲、吳啟南、彭淼祥、蕭國鑫、李元炎 (1990) 遙測資料應用於嘉南地區海岸變遷研究(二),行政院農業委員會委託,工業技研究院能源與資料研究所第06-3-81-0039報告。
    18.Allan, J. C., Komar, P. D., and Priest, G. R. (2003) Shoreline variability on the high-energy Oregon coast and its usefulness in erosion –hazard assessments, Journal of Coastal Research, SI 38, 83-105.
    19.Anders, F.J. and Byrnes, M.R. (1991) Accuracy of shoreline change rates as determined from maps and aerial photographs, Shore and Beach, 59(1), 17-26
    20.Bird, E. (2000) Coastal Geomorphology an Introduction, New York, Wiley, 123-124.
    21.Byrnes, M.R., Crowell, M. and Fowler, C. (2003) Preface, Journal of Coastal Research, SI 38, 1-4.
    22.Crowell, M., Leatherman, S.P., and Buckley, M.K. (1993) Shoreline change rate analysis: long term versus short term data, Shore and Beach, 61(2), 13-20
    23.Crowell, M., Douglas, B.C. and Leatherman, S.P. (1997) On forecasting future shoreline positions: a test of algorithms, Journal of Coastal Research, 13(4), 1245-1255.
    24.Daniels, R.C. and Huxford, R.H. (2001) An error assessment of vector data derived from scanned National Ocean Service topographic sheets, Journal of Coastal Research, 17(3), 611-619.
    25.Dolan, R., Fenster, M.S., and Holme, S.J. (1991) Temporal analysis of shoreline recession and accretion, Journal of Coastal Research, 7(3), 723-744.
    26.Dolan, R., Hayden, B. and Heywood, J. (1978) A analysis of coastal erosion and storm surge hazards, Coastal Engineering, 2, 21-39.
    27.Douglas, B. C. and Crowell, M. (2000) Long-term Shoreline Position Prediction and Error Propagation, Journal of Coastal Research, 16(1), 145-152.
    28.Fenster, M.S., Dolan, R.,and Elder, J.F. (1993) A new method for predicting shoreline positions from historical data, Journal of Coastal Research, 9(1), 147-171.
    29.Fletcher, C., Rooney J., Barbee, M., Lin, S. C. and Richmond, B. (2003) Mapping shoreline change using digital orthophotogrammetry on Maui, Hawaii, Journal of Coastal Research, SI 38, 106-124
    30.Gill, S.K. and Schultz, J.R. (2001) Tidal datums and their applications. U.S. Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administation. NOAA special publication MOS CO-OPS 1.111p.
    31.Galgano, F.A. and Douglas, B.C. (2000) Shoreline position prediction: methods and errors, Environmental Geosciences, 7(1), 23-31.
    32.Graham, D., Sault, M. and Bailey, C.J. (2003) National Ocean Serive shoreline—past, present , and future, Journal of Coastal Research, SI38,14-32.
    33.Haslett, S.K. (2000) Coastal System, Routledge, New York, 51-59.
    34.Hess, K.W. (2003) Tidal datums and tide coordination, Journal of Coastal Research, SI 38, 33-43.
    35.Langley, S.K., Alexander C.R., Bush D.M., and Jachson, C.W. (2003) Modernizing Shoreline Change Analysis in Georgia Using Topographic Survey Sheets in a GIS Environment, Journal of Coastal Research, SI 38, 168-177.
    36.Leatherman, S.P. (1983) Shoreline mapping: a comparision to techniques, Shore and Beach, 7, 28-33.
    37.Leatherman, S.P. (2003) Shoreline change mapping and management along the U.S. east coast, Journal of Coastal Research, SI 38, 5-13.
    38.Li, R., Liu, J.K., and Felus, Y. (2001) Spatial modeling and analysis for shoreline change detection and coastal erosion monitoring, Marine Geodesy, 24, 1-12.
    39.McBride, R.A., Hiland, M.W., Penland, S., Williams, S.J., Byrnes, M.R., Westphal, K.A., Jaffe, B.E. and Sallenger, A.H. Jr. (1991) Mapping barrier island changes in Louisiana: techniques, accuracy, and results, Coastal Sediments `91, Proceedings of a Specialty Conference on Quantitative Approaches to Coastal Sediment Processes, New York: American Society of Civial Engineers, 1011-1026.
    40.McCurdy, P.G. (1947) Manual of coastal delineation from aerial photographs. Washington, D.C., U.S. Navy Hydrographic Office.
    41.Marmer, H.A. (1951) Tidal datum planes, U.S. department of Commerce, U.S. Coast and Geodetic Survey, SI 135, 142p.
    42.Moore, L.J. (2000) Shoreline mapping techniques, Journal of Coastal Research, 16(1), 111-124.
    43.Morton, R.A. (1979) Temporal and spatial variations in shoreline changes and their implications , examples from the Texas Gulf coast, Journal of Sedimentary Petrology., 49,1101-1102.
    44.Morton, R.A.(1991) Accurate shoreline mapping: past, present, and future, Coastal Sediments `91, Proceedings of a Specialty Conference on Quantitative Approaches to Coastal Sediment Processes, New York: American Society of Civil Engineers, 997-1010.
    45.Morton, R.A. and Speed, F.M., (1998) Evaluation of shorelines and legal boundaries controlled by water levels on sandy beaches, Journal of Coastal Research, 18(1), 1373-1384.
    46.Pajak, M.J. (1997) The high water line as shoreline indicator, Masters Thesis, University of Maryland, College Park, Maryland, 71p.
    47.Pajak, M.J and Leatherman, S.P. (2002) The high water line as shoreline indicator, Journal of Coastal Research, 18(2), 329-337.
    48.Parker, B.B. (2003) The difficulties in measuring a consistently defined shoreline—the problem of vertical referencing, Journal of Coastal Research, SI 38, 44-56.
    49.Ruggiero, P., Kaminsky, G.M., and Gelfenbaum G. (2003) Linking proxy-base and datum-base shoreline on a high-energy coastline: implications for shoreline, Journal of Coastal Research, SI 38, 57-82.
    50.Shalowitz, A.L. (1964) Shore and Sea Boundaries, Publication 10-1, U.S. Department of Commerce, Washington, DC, 749.
    51.Shen, S.M. (2000) Geomorphological and Tectonic Controls on Coastal Erosion Huatung, Eastern Taiwan, PhD thesis, University of London, 284.
    52.Smith, G.L. and Zarillo, G. L. (1990) Calculating long term shoreline recession rates using aerial photographic and beach profiling techniques, Journal of Coastal Research, 6(1), 111-120.
    53.Smith, J.T. (1981) A history of flying and photography in the photogrammetry division of the National Ocean Survey, 1919-79, U.S. Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, National Ocean Survey, 486p.
    54.Stockdon, H.F., Sallenger, A.H., List, J.H. Jr. and Holman, R.A. (2002) Estimation of shoreline position and change using airborne topographic lidar data, Journal of Coastal Research, 18(3), 502-513.
    55.Sunamura, T. (1992) The Geomorphology of Rocky Coasts, Chichester: John Wiley & Sons, 302p.
    56.Woodroffe, C.D. (2002) Coasts: Forms, Process and Evolution, London: Cambridge Press, 279.
    57.Zuzek, P. J., Nairn, R. B., and Thieme, S. J. (2003) Spatial and temporal considerations for calculating shoreline change rates in the Great Lake basin, Journal of Coastal Research, SI 38, 125-146.

    QR CODE