衛星遙測影像應用於地表變遷偵測之研究

Land-Cover Change Detection Using Satellite Remote Sensing Imagery

張世駿(Shih-Chun Chang) ； 江介倫(Jie-Lun Chiang) ； 吳進龍(Chin-Lung Wu) ； 鄭克聲(Ke-Sheng Cheng) ； 陳增壽(Tzen-Show Chen)

《農業工程學報》 52卷3期 (2006/09) Pp. 21-31

https://doi.org/10.29974/JTAE.200609.0003

摘要

經歷921大地震後，位於中台灣的台大實驗林，地表已呈現出大面積的明顯改變，爾後再經桃芝風災侵襲，原本崩坍地區的土石，更化作土石流沖刷而下，使得路毀橋斷，災情慘重。本研究擬利用衛星影像廣景覽要之特性，偵測台大實驗林中受桃芝風災重創所產生之變遷地區，以桃芝風災前後兩期SPOT多光譜影像為基本資料(1999/10/1、2001/9/2l)，像元解析度20公尺×20公尺，根據不同地表覆蓋物對入射太陽光具有不同反射之特性，作為地表覆蓋物判釋之依據。研究影像經一般克利金法定位後，桃芝風災前期影像東西向平均絕對誤差3.721公尺、南北向平均絕對誤差0.06公尺，桃芝風災後期影像東西向平均絕對誤差0.985公尺、南北向平均絕對誤差0.259公尺，均未達1像元。
為提高變遷偵測之精確率，透過分散度指標取得影像特徵，結果顯示光譜波段灰階比值較能突顯各類別間之差異，亦較適合變遷偵測。影像上，兩時期同一位置像元灰階差異變化大著可視為變遷，爰此，研究中將前後期之特徵灰階組體圖疊合後，設計算變遷百分比，產生變遷發生地點影像，另加入數值地形模型資料，依水土保持技術規範分為七個坡級並建立坡度影像，以桃芝風災前後航照圖比對，相同位置之特徵，擁有一致的形式，結果顯示經過一般克利金法準確定位後，可精確篩選出發生變遷之地點。

關鍵字

921大地震 ； 桃芝風災 ； 衛星遙測 ； 一般克利金法 ； 分散度指標 ； 光譜波段灰階比值 ； 特徵灰階組體圖疊合 ； 變遷偵測

並列摘要

After the Chi-Chi earthquake, drastic land-cover changes have occurred in mountainous area of Center Taiwan. As a result, these areas arc prone to damages and casualties by typhoons. Landslides frequently occurred after the major earthquake and have drawn attentions of juridical agencies. Identifying landslide sites is crucial for sound watershed management in these areas, Therefore, this study aims to identify landslide sites in the Experimental Forest of National Taiwan University using satellite remote sensing imagery. Multi-temporal SPOT images were collected and corrected for geometric distortion using an Ordinary Kriging algorithm. Separation index was adopted to determine the best spectral feature for change detection. For this study, the band-ratio (IR/R) was chosen for change detection. We also developed a peak-aligned-histogram algorithm to estimate percentage of land-cover changes and the threshold value of band-ratio value for land-cover change detection. We also show the landslide sites with respect to terrain slopes.

並列關鍵字

Chi-Chi Earthquake ； Change detection ； Remote sensing ； Ordinary Kriging ； Peak-aligned-histogram