內政部報經行政院核定推動「落實智慧國土-國土測繪圖資更新及維運計畫(105-109年)」,自105年度起分年委外以LiDAR(空載光達)技術更新高精度及高解析度之數值地形模型(DTM,包括DEM及DSM)資料,該資料為國家各項重大建設基礎,並廣泛應用於防減災規劃與國土保育、潛在大規模崩塌調查、水資源管理、洪氾地區溢淹模式模擬、工程設計與規劃及飛航安全管理等領域提供重要決策資訊,成效顯著。
由於DTM資料為落實智慧國土相關工作所需重要資料且為國家三維底圖基礎資料之一,並因應目前各單位對國土管理與決策之需求,其中防淹防汛已為重大議題,經濟部水利署水利規劃分署於104-105年度推動「高時空解析度淹水模擬結合三維視覺展示研究」,以臺南三爺溪排水流域為示範區域,集水面積約63平方公里,空間解析度達1 x 1公尺,進行高時間解析度淹水模式的先期研究,以歷史淹水事件資料驗證模式從降雨到地表逕流,再到雨水下水道及抽水站等設施的模擬能力。106年度持續推動「高時空解析度淹水模式之應用研究」,將模擬範圍擴大至整個臺南市及其集水區2,600平方公里,空間解析度達5 x 5公尺,並以7月30、31日的海棠颱風期間,進行即時淹水預報模擬的測試,模擬結果與安南地區即時淹水觀測計比對,亦獲得良好的正確性。
為使淹水模擬成果更加細緻,由區域等級逐漸提升至即時的社區等級決策需求,以純網格形式提供高程值之DTM資料已略顯不足,倘能搭配三維地形圖徵資料,則可兼顧計算效率與細緻表達地形資訊之效果。為提升二維淹水模式中地文資料品質,水利規劃分署自107年起與內政部跨政府部會合作,產製水利數值地形模型(Hydraulic Digital Elevation Model, HyDEM),訂出水利數值地形資料集(Hydrologic Topography Dataset, HTD)的整體概念,並訂定「水利數值地形資料測製及檢核技術指引」,作為後續產製適合淹水模式之地文資料之依據。
水利數值地形資料集包含水利數值地形分類點雲資料、三維水利圖徵向量成果及水利數值地形模型等3種成果。其中水利數值地形分類點雲係將內政部空載光達點雲資料針對溝渠兩側立面堤防及寬度小於1公尺之防洪牆、胸牆或護欄等人工水利構造物重新分類至地面點;並由分類後之點雲資料數化產製三維水利圖徵,三維水利圖徵包含建物區塊(資料表)、溢堤線、水域區塊、海陸線、海堤線及水閘門等6種類別;再利用分類後點雲資料與溢堤線、海陸線、海堤線內插而得1公尺網格水利數值地形模型,相關測製流程如圖1。另自111年度起新增「河川斷面整合水利數值地形模型」工項,針對全臺範圍計20個流域之河道範圍分別提供由光達點雲分類後直接產製之1公尺網格水利數值地形模型;以及再整合下挖河川斷面資料產製1公尺網格之水利數值地形模型等2種不同版本成果;112年度起新增「整合下水道人孔資料」,提供使用者納入淹水模擬計算。

圖1 水利數值地形資料測製流程圖
經濟部水利署及水規分署自107年起與內政部地政司跨政府部會合作,研究整合空載光達點雲及三維水利圖徵等資料產製水利數值地形模型,分別於108年及109年試辦臺南市鹽水溪等集水區之流域周邊範圍。嗣依行政院核定經濟部「水災智慧防災計畫(109-113年,第1期)」,自110年度起由內政部逐年籌編作業經費,交由本中心執行水利數值地形模型資料產製工作,113年度已完成全臺第一版水利數值地形模型,合計完成2,515幅(1/5,000圖幅)水利數值地形模型資料成果,並同步完成445公里之河川斷面及111,835筆下水道與水利數值地形模型之資料整合工作。有關各年度辦理數量及範圍分列如表1及圖2。
行政院業於113年5月28日核定經濟部水利署「水災智慧防災計畫第二期(114-118年)」,為順利達成上開計畫目標,提供高精度、高解析度之水利數值地形模型,大幅提升防災淹水模擬成果之準確度。本中心於112年及113年委外研究完成「水利數值地形資料更新配套機制研擬及可行性評估」工作外;另為精進水利數值地形模型資料產製之作業方法,擴大宣導推廣相關加值應用成效,亦先後召開3場次「水利數值地形模型資料產製與應用綜合座談會」,邀集國內水利專家學者、相關機關及測繪端與水利端等產業界出席與會,介紹推廣現階段水利數值地形模型資料成果內容、使用方式及應用模式,並蒐集水利端之回饋彙整相關意見,提供作為第二期計畫更新水利數值地形模型資料參考。
配合經濟部水利署第二期計畫規劃目標,本中心規劃將以5年為週期,並以河川中下游流域為測製範圍,預計於114年起至118年完成臺灣本島第二輪水利數值地形模型測製工作。其中114年將持續委託測製廠商辦理臺灣南部包含屏東及高雄等地區計505幅水利數值地形資料測製工作,並同步規劃整合91公里之河川斷面及27,129筆下水道資料。
表1 水利數值地形模型歷年辦理數量
年度 | 水利數值地形模型(1/5000圖幅數) | 執行單位 |
108 | 52幅 | 內政部 |
109 | 100幅 | 內政部 |
110 | 650幅 *修訂水利數值地形資料測製及檢核技術指引(草案)
| 國土測繪中心 |
111 | 622幅 *整合291公里河川斷面資料
| 國土測繪中心 |
112 | 559幅 *整合154公里河川斷面資料 *整合104,777筆下水道資料
| 國土測繪中心 |
113 | 532幅 *整合7,058筆下水道資料
| 國土測繪中心 |
總計 | 2,515幅(第一版水利數值地形模型總幅數) *整合445公里河川斷面資料 *整合111,835筆下水道資料
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圖2 108年至113年度測製範圍圖