河川及水庫區域的監測是台灣水資源管理中一個重要的工作，但河川及水庫區域內的使用行為日趨複雜，以河川局及水資源局之有限人力與資源欲有效監控河川及水庫區域內違法之行為，有實際困難之處，故利用先進而成熟的遙測科學技術對河川流域進行長期的監測更顯為重要。本計畫以遙測衛星高時效與大範圍監測的特性，針對中央管河川(含淡水河及磺溪水系)和水庫蓄水範圍之變遷偵測；並透過網路通報每期變異點資訊至查報單位，而查報單位於現地調查後，再利用網路回報查報之結果。由於本計畫是常態性大範圍之變遷偵測，因此先進行電腦自動化變遷判釋，但考量河川巡防人員之實際工作情況，再配合光譜類別變化、形狀和紋理特徵及輔助圖資，以人工篩選方式進行變異點之過濾，如此可減少巡防人員之工作量。 本計畫執行期間需執行68期變遷監測影像接收與處理，於繳交期末初稿時(10/14/2013)已完成58期，共通報1151個變異點。本計畫之監測影像來源為福衛二號為主，SPOT-5為輔，計畫執行期間平均衛星影像分析率大約56%。在新技術研發方面，除了提升衛星影像變遷判釋之精準度外，同時也建立「線上互動式影像變遷偵測平台」(WIICAD，Web-based Image Interactive Change and Detection)，建置深槽成果及歷年使用之衛星影像資料庫，提供使用者查詢或比對不同時期的地貌，進而運用變遷分析的e化作業；數化多時期河川深槽流路，可調閱各時期河川及深槽的變化，除了可靜態地檢視各深槽的變遷樣貌，更可動態地同步播放不同時期深槽的變遷成果影片以提供各配合單位河道治理之參考。 因應各類應用程式走向微型應用程式（App）的商業模式，規劃及建置河川及水庫監測查報App，提供查報人員更為簡便的現地勘查之輔助工具。 本計畫執行後全力配合處理由各配合單位提出的11件緊急協助需求，提供之衛星影像可做為處理河川管理之緊急事件參考或判斷依據。 由執行成果顯示，本計畫能夠有效的協助巡防人員進行河川及水庫區域變異點查報，並提高河川及水庫巡防取締違法行為之成效。

目錄 二、計畫緣起與目的 1 二、系統架構與工作範圍 3 2.1 系統架構 3 2.2 計畫工作範圍 5 三、計畫工作項目及流程 7 3.1工作方法及步驟 8 四、中央管河川（含淡水河及磺溪水系）及水庫蓄水範圍之 監測、基本資料蒐集 11 4.1基本輔助圖資 11 4.2其它輔助圖資 14 五、中央管河川(含淡水河及磺溪水系)及水庫蓄水範圍監測、影像接收與處理 17 5.1影像預約排程申請協調 19 5.2影像接收與加值處理 29 5.2.1影像接收處理 29 5.2.2影像加值處理(正射處理) 31 六、河川區域及水庫蓄水範圍變異分析技術研發與應用 39 6.1影像監測作業流程研擬及改進 41 6.2衛星影像應用於河川區域變遷判釋原則之探討 46 6.2.1電腦自動化變遷判釋 46 6.2.2人工判釋 48 6.3衛星影像自動化判釋及人工判釋整合技術之研發 55 6.4歷年河川深槽變化 57 6.4.1影像選取、數化範圍及時間、數化原則 57 6.4.2河川深槽展示與應用 57 七、彙整監測區域內新公告之河川區域線及水庫蓄水範圍 63 7.1河川區域線變更對於變遷監測之影響 63 7.2蒐集並更新監測範圍區域線 65 八、河川區域及水庫蓄水範圍變異通報與查核回報彙整 68 8.1維護及擴充河川區域變異通報機制 69 8.2配合河川區域變異點查報提供輔助圖資 71 8.3提升非法變異點後續處理情形填報功能與使用介面調整 72 8.4彙整河川區域變異之通報與查報成果 73 8.5提供通報及回報之操作諮詢及教育訓練 75 8.5.1新配合單位教育訓練 75 8.5.2河川及水庫區域變異查報APP教育訓練暨使用者會議 78 8.6參與「第六屆政府服務品質獎」 80 九、規劃及開發河川區域及水庫蓄水範圍變異的圖資整合服務平台 82 9.1整合線上互動式影像變遷偵測平台：建置深槽成果及歷年使用之衛星影像資料庫查詢服務，並提供變遷分析的個人化服務 85 9.2規劃及開發行動智慧裝置的加值應用：建立微型應用程式(App)的變異點回報服務，以簡化查報的作業程序 88 9.2.1河川監測查報App應用服務機制 57 9.2.2河川監測查報App系統介面 88 9.2.3河川監測查報下載與安裝 88 十、 同步配合水利署「水資源資訊服務平台─河川管理整合性資訊化系統」衛星變遷偵測通報與查報資訊交換整合之維護 94 10.1資料交換機制 96 10.2資料交換機制 96 十一、提供中央管河川（含淡水河及磺溪水系）及水庫蓄水範圍監測流域變異資料 102 11.1中央管河川(含淡水河及磺溪水系)、水庫蓄水範圍監測變異成果資料 102 11.1.1繳交每期監測流域變異成果資料 104 11.2河川區域變異點回報成果 110 11.2.1違規案件分布狀況分析 109 十二、計畫執行期間緊急事件之配合 122 十三、結論及建議 130 13.1 結論 130 13.2 建議 134 十四、甘特圖 131 十五、參考文獻 133 附錄一、期中會議紀錄(審查意見與辦理情形) 附錄二、河川及水庫區域變異查報APP 教育訓練暨使用者會議相關意見彙整 附錄三、各期變遷監測衛星影像與變異點查報回報成果 附錄四、河川區域變遷回報成果彙整 圖目錄 圖 2.1-1 系統架構 4 圖 2.2-1 計畫工作範圍 6 圖 3.1-1 工作計畫流程圖 9 圖 4.1-1 全台數位高程模型 11 圖 4.2-1 水利土地類別土地利用圖 15 圖 4.2-2 河川區域環域1公里內砂石場圖資 16 圖 5-1 97年度至100 非法變異點數統計直方圖 18 圖 5.1-1 本計畫監測中央管河川區域之福衛二號與SPOT-5軌道涵蓋範圍 21 圖 5.2.1-1 衛星影像接收與正射糾正處理流程 30 圖 5.2.2-1 影像加值處理流程 32 圖 5.2.2-2 航帶影像 33 圖 5.2.2-3 正射影像 34 圖 5.2.2-4 不同平差方法所得正射影像之鑲嵌成果比較 35 圖 5.2.2-5 航帶1至4影像 36 圖 5.2.2-6 區域平差正射影像鑲嵌結果 37 圖 5.2.2-7 航帶1及航帶2重疊區域影像鑲嵌結果 37 圖 6.1-1 遙測影像於河川區域及水庫蓄水範圍監測管理應用標準作業流程 41 圖 6.1-2 福衛二號原始影像及融合影像 42 圖 6.1-3 影像接收及影像處理程序 43 圖 6.1-4 影像變異分析流程 44 圖 6.1-5 變異通報與查核回報彙整程序 45 圖 6.2.1-1 前期影像(視為參考影像) 47 圖 6.2.1-2 後期影像(視為輸入影像) 47 圖 6.2.1-3 後期影像HM之結果 47 圖 6.2.1-4 最終變遷結果 47 圖 6.2.2-1 工程變異 52 圖 6.2.2-2 人工判釋流程 53 圖 6.3-1 河川區域變遷偵測管理系統架構圖 55 圖 6.3-2 河川區域變遷偵測系統 56 圖 6.3-3 整合電腦自動化判釋和人工判釋之技術 56 圖 6.4.2-1 大安溪2008年汛期 59 圖 6.4.2-2 大安溪2009年汛期 59 圖 6.4.2-3 大安溪2010年汛期 59 圖 6.4.2-4 大安溪2011年汛期 59 圖 6.4.2-5 大安溪2012年汛期 59 圖 6.4.2-6 大安溪2013年汛期 59 圖 6.4.2-7 蘭陽溪2008年至2013年深槽套疊分析圖 60 圖 7.1-1 變異區域位於更新後河川區域線內 63 圖 7.1-2 變異區域位於更新後河川區域線外 64 圖 7.2-1 區域線蒐集及修正更新流程 66 圖 8-1 系統功能架構圖 67 圖 8.1-1 河川區域變異通報E-mail 69 圖 8.1-2 變遷專案同步至水利署「河川管理整合性資訊化系統」 70 圖 8.2-1 河川區域變異的相關圖資 71 圖 8.3-1 非法後續處理情形管理 71 圖 8.4-1 查證回報歷史記錄之圖文互查介面 72 圖 8.4-2 統計分析管理查證結果與變異類型交叉統計 73 圖 8.5.1-1 教育訓練 76 圖 8.5.2-1 教育訓練暨使用者會議 78 圖 8.5.2-2 教育訓練教材 78 圖 8.6-1 提供「第六屆政府服務品質獎」部份圖資 79 圖 9-1 變異圖資整合服務平台－WIICAD服務模組流程圖 82 圖 9-2 變異圖資整合服務平台－河川監測查報App流程圖 82 圖 9.1-1 WIICAD架構圖 84 圖 9.1-2 WIICAD服務模組之系統操作介面 85 圖 9.2.1-1 系統功能架構圖 86 圖 9.2.1-2 河川監測查報App流程圖 87 圖 9.2.2-1 河川監測查報App分別於Android系統的手機與平板介面 88 圖 9.2.2-2 河川監測查報App分別於iOS系統的手機與平板介面 88 圖 9.2.3-1 河川監測查報App (iOS系統)於Apple Store完成上架 89 圖 9.2.3-2 河川監測查報App (Android系統)於Google Play完成上架 90 圖 10-1 與「河川管理整合性資訊化系統」整合之作業流程圖 91 圖 10.1-1 與「河川管理整合性資訊化系統」資料交換之系統程序 92 圖 11.1-1 各月份平均影像分析率 103 圖 11.2.1-1 中央管河川區域內非法變異點位置分布圖 114 圖 11.2.1-2 中央管河川區域內各河川局及水庫蓄水範圍之非法變異點統計 115 圖 11.2.1-3 中央管河川區域內各河川及水庫蓄水範圍之非法變異點統計 115 圖 11.2.1-4 中央管河川區域內及水庫蓄水範圍之非法變異點類型統計 116 圖 11.2.1-5 中央管河川區域內及水庫蓄水範圍之非法變異點土地利用類型統計 116 圖 12-1 和平溪2004年盜採案位置 119 圖 12-2 中港溪上游違規推置土石 120 圖 12-3 建物時序變化衛星影像 122 圖 12-4 蘭陽溪深槽資料 123 圖 12-5 和平溪深槽資料 123 ? ? 表目錄 表 4.1-1 各項影像監測相關輔助資料 12 表 4.2-1 「建置中央管河川空間資訊系統」之相關圖資 14 表 5-1 97年度至100年度各河川局非法變異類型統計 17 表 5.1-1 福衛二號與SPOT-5衛星特性之說明 20 表 5.1-2 變遷偵測與通報排程計畫表 22 表 5.1-3 每期變遷使用之衛星影像資料與拍攝日期 23 表 5.2.1-1 福衛二號與SPOT-5各等級產品定義 30 表 5.2.2-1 影像資料參數 34 表 5.2.2-2 影像檢核點絕對誤差 34 表 5.2.2-3 航帶1至4原始資料參數 36 表 6-1 歷年發展技術整理 39 表 6.2.1-1 電腦自動化變遷前後期光譜變化 48 表 6.2.2-1 光譜顏色與光譜類別 49 表 6.2.2-2 前、後期光譜顏色變化相對應土地覆蓋類別 50 表 6.2.2-3 變異點之形狀特徵 50 表 6.2.2-4 變異點之紋理特徵 51 表 8.5.1-1 教育訓練課程表 75 表 8.5.1-2 相關意見彙整表 76 表 8.5.2-1 河川及水庫區域變異查報APP教育訓練暨使用者會議課程表 77 表 10.2-1 河川區域變異之通報格式 93 表 10.2-2 河川區域變異通報之資料交換結果格式 94 表 10.2-3 河川區域變異之回報格式 94 表 11.1-1 各期河川區域變遷偵測使用影像之相關資訊 98 表 11.1.1-1 期別命名方式 104 表 11.1.1-2 變異點編號之命名方式 104 表 11.2-1 各配合單位變異通報查證結果與變異類型統計表 106 表 11.2-2 (A) 第二期(1010902)「河川流域變異區位通報」之查證回報結果，變異點編號: 2101010902003 107 表 11.2-2 (B) 第二期(1010902)「河川流域變異區位通報」之查證回報結果，變異點編號: 2101010902003 108 表 11.2.1-1 非法變異點類型及分布統計表 110 表 11.2.1-2 非法變異點相關資訊分析 112 表 12-1 計畫期間內緊急之案件 122