濁水溪水系中上游河段數值高程模型建置計畫

簡介

濁水溪水系大斷面測量計畫約每3年辦理一次，經濟部水利署第四河川局曾於民國93及96年辦理完成全面性之「濁水溪水系大斷面測量計畫」，並與以往斷面資料套繪分析主支流河道之沖淤變化情形；另經濟部水利署亦曾於97年完成「開發建置中央管河川空間資訊系統計畫」，該計畫亦包含濁水溪水系主支流各河段之數值地形資料建置。
由於濁水溪水系近年遭受卡玫基、莫拉克等颱風豪雨侵襲，各主支流河道內之地形變化甚鉅，為迅速取得及加強了解歷年河道地形之沖淤情形，貴局成立本計畫，除利用空載光達(LiDAR)技術產製正射影像、數值高程模型、數值地表模型及內插產製河川大斷面等資料外，並蒐集濁水溪水系歷年各項數值圖資與斷面資料，進行歷年河道地形與斷面變化之沖淤分析，以提供未來河川相關規劃、研究、治理及管理業務之推行與應用。
本計畫工作期程由99年6月30日起至100年3月20日止，共完成14條河川5000圖幅成果(正射影像、數值高程模型、數值地表模型)102幅，並根據數值高程模型資料內插產製河川大斷面840條。
本計畫利用空載光達所產製之數值高程模型，經地面測量檢核其精度，以濁水溪水系所例，共檢核了245點，其中，裸露地檢核50點，均方根差為0.239公尺；矮植被區檢核24點，均方根差0.242公尺；植生地檢核23點，均方根差0.253公尺；林地檢核28點，均方根差0.512公尺；密林地檢核20點，均方根差0.133公尺；都會區檢核21點，均方根差0.125公尺；堤防檢核12點，均方根差0.268公尺；河床裸露地檢核22點，均方根差0.136點；正高點檢核45點，均方根差為0.185公尺。上述成果皆符合內政部「LiDAR測製數值高程模型及數值表面模型標準作業程序(草案)高程精度標準基本精度」Level2-B及地形類別與地表植被覆蓋Level2調整參數所計算之精度標準。
本計畫為 貴局第一次應用LiDAR 技術於河川斷面之測量，由本次經驗可知，相較於傳統採用地測方式施測河川地形及大斷面，採用LiDAR方式製作之河川大斷面取樣密度高，較能真實表達河川斷面形狀，而且可任意進行斷面內插產製並同步獲得正射影像。對於部份人員不易施測之地形(如崩塌地、密林等)，其精度更優於地測方式。
建議 貴局及水利署各單位未來辦理類似案件，可改採LiDAR 方式，長期而言，應可改良傳統斷面測量方式資料量過少且速度較慢之缺點。

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目次

壹、計畫說明
一、前言 1-1
二、工作範圍 1-2
三、主要工作項目 1-5
四、本計畫繳交成果表 1-7
五、使用儀器設備 1-8
貳、以往測量成果資料蒐集成果
一、計畫範圍相關案件歷年辦理情形說明 2-1
二、蒐集資料項目 2-3
三、本計畫蒐集之資料成果清單 2-4
參、外業測量與資料製作成果
一、作業流程 3-1
二、飛航計畫 3-2
三、空載光達系統率定 3-5
四、地面控制測量 3-14
五、飛航成果 3-17
六、航帶平差及誤差分析 3-37
七、光達資料處理、分類及成果產製 3-46
八、DSM及DEM精度評估 3-61
九、河道縱橫斷面製作 3-72
肆、河道土砂沖淤分析成果
一、作業說明 4-1
二、歷年河道變遷比對成果 4-1
三、歷年河道斷面沖淤變化比較圖成果 4-8
四、河道沖淤變化頻繁區域分析說明 4-11
伍、河床質採樣分析成果
ㄧ、調查目的 5-1
二、河床質採樣 5-1
三、粒徑分佈累積曲線之繪製 5-6
四、平均粒徑及代表粒徑 5-7
五、不同年度河床質比較分析 5-11
陸、地理資訊系統建置與整合成果
柒、結論與建議
捌、附錄
附錄一、各期工作會議委員意見辦理表
附錄二、參考文獻
附錄三、河床質採樣分析相關附件
附錄四、歷年河道變遷比對圖(重要變遷時間點)
附錄五、歷年縱斷面比對圖
附錄六、重要橋樑橫斷面比對圖