中央大学太遥中心善用尖端卫星科技 监测花莲强震

雷达差分干涉分析发现2月4日前震后断层两侧地形变位仅正负7mm(左图),6日主震后扩大至正负150mm(右图)。图中正值(橘红色)表示地表沿卫星观测方向(LOS)擡升量,负值(青蓝色)表示沈降值。 图国立中央大学太空及遥测研究中心提供

七星潭大桥灾前(左)及灾后(右)超高解析Pléiades卫星影像监测,由卫星图上可见桥面有明显错动与断裂。图国立中央大学太空及遥测研究中心提供

以无人机拍摄影片产制之云门翠堤大楼3D点云模型,可进一步后制成3D模型,提供浏览检视以及后续研判及拆除作业等决策与作业参考。图国立中央大学太空及遥测研究中心提供

花莲强震,造成严重灾情。中央大学太空及遥测研究中心第一时间即启动紧急接收机制,接收多种卫星影像,并利用雷达差分干涉技术,分析地震前后米仑断层及岭顶断层两侧的地表变形,发现从原先的正负7mm扩大至150mm,足足相差了21倍。再透过法国高解析SPOT及超高解析Pléiades卫星影像监测,发现七星潭大桥桥面断裂严重,及其他桥梁、道路、房屋破坏与倒塌等灾情,已发布于「重大灾害资讯平台」,供政府单位及学界后续深入分析与研究。

花莲2月6日晚间11时50分发生6级地震,造成17人死亡、285人受伤、大楼急民宅倒塌或倾斜、以及多处桥梁道路损坏,灾情惨重。中央大学太空及遥测研究中心资源卫星接收站,一方面加强高解析力SPOT系列卫星影像的接收,并协调法国Airbus公司以最高优先拍摄灾区超高解析力(Pléiades系列)卫星影像;另一方面联合科技部驻法国代表处科技组联系欧洲太空总署,紧急动员平时不拍摄台湾地区的Sentinel-1B卫星,拍摄灾区的雷达卫星影像。太遥中心将收集到的灾前及灾后卫星影像,结合其他遥测影像及空间资料,进行比对、判释、及分析。

中央大学太空及遥测研究中心主任蔡富安表示,利用雷达差分干涉技术,分析灾前及灾后的雷达卫星影像,可清楚看到因地表变形导致的雷达相位差在米仑断层和岭顶断层附近所形成的干涉环。

蔡富安说,差分干涉成果再经解相(unwrapping)运算后,可解算出沿雷达卫星观测方向(Line of Sight, LOS)的地表擡升或沈降变形。根据分析成果,2月4日前震后,米仑断层两侧的地表变形量只有正负7mm;但是2月6日主震后,地表变形扩大至正负150mm以上。将地表变形分析成果套叠灾害区域,可见米仑断层西侧多处房屋倒塌及地表破裂的花莲市区位于震后地表下沉区,而岭顶断层附近则是地表擡升最大区域。

中央大学指出,这些因强震破坏的大楼、民宅、桥梁、路面等相关灾害,可利用高解析及超高解析光学卫星影像判释监测。而无人机等搜集所得的空拍影像也可利用摄影测量技术建立高精度的3D点云及数值表面模型,供救灾及后续研判或拆除等决策与作业参考。这些监测及分析成果除发布于太遥中心所维护之「重大灾害资讯平台」外,亦提供给科技部及国家灾害防救科技中心等单位,以供政府单位及学界后续深入分析与研究。

这一波花莲强震,中央大学太空及遥测研究中心透过国际合作,充分利用多元卫星遥测的优势,并整合相关空间资料与技术,提供灾害调查、监测、以及判释与分析重要的资讯,也为后续相关研究及灾害防救应用建立良好的基础。