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研究生: 區雪儀
Au, Suet-Yee
論文名稱: 整合空載光達與合成孔徑雷達干涉技術探究紅葉崩塌之地形變遷
Integrating LiDAR and InSAR techniques to explore the geomorphological evolution of the Hongye landslide
指導教授: 林冠瑋
Lin, Guan-Wei
共同指導教授: 陳柔妃
Chen, Rou-Fei
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 地球科學系
Department of Earth Sciences
論文出版年: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 103
中文關鍵詞: 多時序合成孔徑雷達干涉技術高精度空載光達大規模崩塌潛勢區位地形計測學微地形
外文關鍵詞: MT-InSAR, High-precision Airborne LiDAR, Large-scale Landslide, Geomorphometry, Microtopography
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  • 臺東縣紅葉部落西側之潛在大規模崩塌邊坡於2016年9月莫蘭蒂颱風侵襲期間,因連日降雨導致邊坡岩屑崩落破壞部落內道路與民宅,造成紅葉部落土石流掩埋事件並成為該地區近半世紀以來最嚴重的坡地土砂災害。本研究利用高精度空載光達進行崩塌特徵判釋、線性構造比對以及土方量體計算,並以多時序合成孔徑雷達干涉技術配合2015-2020年ALOS-2雷達衛星產製地表變形資訊。以瞭解該崩塌邊坡之地形變遷,最後進一步建立崩塌地的地質模型與主要破壞模式。
    研究成果說明了空載光達影像解析度對圈繪判釋崩塌地形特徵的重要性,數值地形模型加值分析有效提升地形立體呈現,有助客觀地進行地形判釋,從而瞭解崩塌區域內的微地形特徵發育與地形演變。MT-InSAR成功獲得崩塌前後期的地表變形資訊,分析結果顯示早在崩塌前8個月已有監測向下位移活動趨勢。此外,潛在大規模崩塌邊坡左側存在一處較活躍的區塊,在崩塌事件後仍然有持續向下位移的趨勢。最後,透過前人測量的地電阻、鑽孔岩芯以及弱面位態,成功建立二維與三維地質模型,並確認紅葉崩塌應屬順向坡破壞類型。

    In September 2016, a landslide occurred on the western slope of Hongye Village in Taitung County, causing rock debris to fall and damage the roads and houses there. The study used high-precision airborne LiDAR to interpret collapse features, compare linear structures, and calculate earth volume, while MT-InSAR provided surface deformation information from 2015 to 2020 using ALOS-2 radar images. Finally, in order to understand the changes in topography caused by the collapsed slope, a geological model of the collapsed area was established, along with the main failure mechanism.
    It is evident from the study that airborne LiDAR resolution is essential for tracing and interpreting the topographic features of the collapse, and that DEM additive analysis can enhance the three-dimensional representation of the terrain, which helps to objectively interpret the terrain and thus to understand the development of microtopographic features and terrain evolution in the collapsed area. As early as eight months before the collapse, a downward movement of the displacement was observed. Also, there is an active block on the left side of the potential large-scale landslide slope, which continues to move downward after the collapse. The previous survey measurements helped to establish two- and three-dimensional geological models, and the Hongye landslide was confirmed to be a dip slope failure.

    摘 要 I 誌 謝 VIII 表目錄 XII 圖目錄 XIII 第一章、緒論 1 1.1 前言 1 1.2 動機與目的 2 1.3 論文架構 3 第二章、研究區域與崩塌事件概述 4 2.1 紅葉崩塌邊坡地理位置 4 2.2 紅葉崩塌邊坡區域地質概況 5 2.2.1 區域地質構造 5 2.2.2 地質材料與地層組成 6 2.2.3 土石流潛勢溪流 7 2.3 主要颱風事件簡介及災情概述 8 2.3.1 近年影響研究區域之颱風豪大雨事件 8 2.3.2 莫蘭蒂強烈颱風災害記錄 9 2.3.3 莫蘭蒂強烈颱風對研究區域之災情 10 第三章、文獻回顧與評析 12 3.1 .SAR衛星簡介與發展 12 3.1.1 合成孔徑雷達干涉技術 16 3.1.2 合成孔徑雷達差分干涉技術 19 3.1.3 多時序合成孔徑雷達干涉技術 21 3.1.4. 時域相關點雷達干涉技術 23 3.2//LiDAR簡介與發展 29 3.2.1 空載雷射測距技術 29 3.2.2 高精度數值地形模型 30 3.3 崩塌區現況調查與地質模型 31 第四章、研究方法 32 4.1 運用高精度數值地形模型進行崩塌地形分析 34 4.2 利用多時序合成孔徑雷達技術(MT-InSAR)進行地表變形分析 35 4.2.1 ALOS-2/PALSAR-2寬幅雷達衛星 35 4.2.2 時域相關點雷達干涉技術(TCP-InSAR) 39 第五章、研究成果與討論 41 5.1 研究區域圈繪判釋結果與討論 41 5.1.1 紅葉崩塌邊坡之地形圈繪 41 5.1.2 數值地形模型解析度的重要性探討 43 5.2 數值地形模型加值分析結果與討論 48 5.2.1 地形起伏特徵 48 5.2.2 侵蝕溝發育追蹤 49 5.2.3 土方變化量計算 50 5.2.4 地形變化與材料分佈 51 5.3 多時序合成孔徑雷達干涉技術分析結果與討論 54 5.3.1 長期平均速率與多時序形變量解算成果 54 5.3.2 活動區塊分析 58 5.3.3 崩塌控制因數分析 59 5.4 野外現勘調查結果與討論 60 5.5 綜合討論 62 5.5.1 圈繪判釋要素與準則 62 5.5.2 重新劃定的範圍與活動區塊 63 5.5.3 分段解算地表變形 64 5.5.4 地質模型 65 5.5.5 紅葉崩塌的破壞模式 67 第六章、結論與建議 68 參考文獻 70 附錄 86

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