行政院農業委員會林業試驗所新聞稿
調查崩塌地向源侵蝕 林試所啟動無人空拍機
農業委員會林業試驗所使用目前最為流行的無人機(unmanned aerial vehicle, UAV)，透過空拍影像蒐集森林的三維資訊，結合空照製圖技術與現有地理資訊系統圖層，能快速製作3D森林模型，應用在所屬高雄市六龜試驗林崩塌地向源侵蝕的調查上。
定翼無人空拍機在六龜試驗林的扇平天空翱翔
本次空拍任務所使用的無人機
上個月林試所研究人員使用不同時期福衛二號衛星影像，分析崩塌地的變化時發現，在六龜試驗林的扇平地區，有些因莫拉克颱風造成的崩塌地有持續沿嶺線方向擴大的跡象，可能會危及扇平工作站的安全。因而迅速啟動一個無人機對崩塌地空拍調查的任務，於9月23日派遣兩位無人機操作員到達扇平工作站，在現場架設地面控制站，自動操控一架臺灣研發製造的定翼無人機，在扇平自然生態科學園區上空，以不到兩個小時的航程，共拍攝了546張空拍影像，涵蓋1,200公頃地形崎嶇的林地。
無人機空拍的高解析度影像顯示六龜試驗林扇平工作站附近的崩塌地現況
隨後研究人員將全部空拍影像輸入空照立體測繪系統，於兩天內完成全區的3D林地影像模型製作，再將六龜試驗林行政界線、林道及土地利用型等地理資訊準確地與模型套合，快速提供最新崩塌地的現況，供試驗林管理決策的參考。
9月23日UAV空拍六龜試驗林扇平地區共1,200公頃，上圖顯示空拍影像3D模型套疊六龜試驗林的林班界(黑色線)及主要林道(紅色線)地理資訊圖層；圖中顯示許多無綠色植被覆蓋的崩塌地空間分佈情形。
林試所六龜研究中心陳永修主任說，中心崩塌地監測人員，從這次空拍製作的3D影像模型，能明顯看出在地面觀察時被地形遮蔽的崩塌地。現在可以從電腦螢幕以不同角度貼近觀看坐落在空拍範圍內所有的崩塌地，並能明確指出個別崩塌地所屬的集水區，因而化解崩塌地因向源侵蝕而擴大部分，可能立即危害到扇平工作站的風險。
林試所謝漢欽研究員說，這次空拍區域的海拔高度從160公尺到1,600公尺，在地形險峻的山區，採用定翼UAV，才能在兩小時內拍攝超過1,000公頃的大範圍。由於UAV容易受到山區地形與風向變化不定影響，本次是一個難度頗高的UAV空拍任務，目前在臺灣仍屬少見，這次行動是一項創舉。
謝漢欽進一步說明，透過UAV空拍影像的3D製圖技術，能將所有空拍影像接合成一張具有地圖座標，在平面幾何上不會變形的正射影像。同時由於每張影像與前後左右影像有部分重疊，利用物理學的視差原理，足以產生立體效果。在製圖過程中能針對每一個影像畫素自動產生的地表高度，形成數位高程模型(digital terrain surface model，DSM)，因此可依據DSM在電腦螢幕上繪出3D 空拍影像模型。
陳永修主任又說，使用傳統方法調查1,200公頃森林，估計需要動用15個人力，從爬山、測量、記錄到室內製圖，至少要一個月才能完工，所需時間與經費相當高。然而，這次調查使用無人機空拍，只需要兩位經過訓練的操作員，藉由空拍機搭配商用單眼數位相機、導航配備及由筆記型電腦、導航天線架設的地面控制站，組成一個無人飛機系統(unmanned aircraft system, UAS)就可以進行任務。當無人機起飛後，可完全依照事先規劃的航線自動進行空拍。在前後不到三個小時內，即可完成全區的拍攝作業，此舉讓試驗林的現場工作人員大開眼界。
林試所黃裕星所長指出，相較於過去飛行員駕駛飛機獲取航照圖，使用無人機在設備、人力與訓練投入成本低了很多。無人機能在有雲的天氣下，以低於雲層的航高拍攝，研究人員可自主操縱，易於掌控空拍時間，機動性高。無人機能在短時間內再次造訪同一地點，使用簡易的正射影像自動化製圖流程，就可獲取具公分級的高解析度空拍影像和DSM，可即時提供森林管理空間決策資訊，是森林管理與環境監測的創新工具，相關技術值得進一步研究、開發，應用在林業領域上。
新聞聯絡人：森林經營組 謝漢欽研究員
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