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過去內政部營建署、行政院農業委員會水土保持局及經濟部水利署各自執行轄管範圍的國土利用監測工作,監測頻率、通報方式、所使用衛星影像及通報查報系統都不盡相同,導致資源不易共享,因此,內政部交由本中心自103年至106年辦理跨部會國土利用監測整合工作,將全國性監測工作辦理頻率提高為每2個月1次,並針對經常違規地區提高監測頻率,同時用於監測的衛星影像品質提升為1.5至2.5公尺,並整合各機關監測通報查報系統,減少政府資源重複投入,擴大使用效益。107年起,因應國土計畫法(104年12月完成立法)明定國土利用監測工作係屬國土計畫主管機關主管事項,國土利用監測工作自107年起改由內政部營建署統籌規劃及辦理。
有關本中心103年至106年執行國土利用監測整合工作相關辦理情形,說明如下:

一、國土利用監測介紹

國土利用監測,係以衛星遙測為偵測工具,配合地理資訊系統(GIS)技術,進行全國性土地利用變遷偵測作業,並將變異點資訊透過網路通報各相關單位,促其派員至現地查核及回報稽查結果,並追蹤後續處理情形,以確實掌握土地變化(如圖1)。運用高科技數位方式長期監測土地使用情形,除了能改善傳統土地利用違規查報取締方法,並能有效遏阻不法之行為、有效運用與管理土地資源。

國土監測作業流程圖

(圖1)國土監測作業流程

 

【一】以高解析度衛星影像辦理土地利用變遷偵測作業之方式

衛星影像變遷偵測是經由觀測不同時期的影像,辨識兩者不同之處的一種過程。國土利用監測所使用之影像以福爾摩沙衛星二號(以下簡稱福衛二號)為主,SPOT系列為輔,影像變異分析及圖資輸出流程如圖2,將衛星影像進行幾何校正後,利用電腦進行前後期衛星影像比對,自動判釋變異區域,配合彩色航照圖、像片基本圖、土地利用圖、電子地圖及坡度陰影等地圖資訊,由人工觀察變異點之紋理、形狀及光譜變化,進而篩選出疑似違規變異點(如圖3)。

 

影像變異分析與圖資輸出作業流程
 (圖2)影像變異分析與圖資輸出作業流程

 

影像變異分析成果
(圖3)影像變異分析成果 (左)前期衛星影像套疊違規變異點 (右)後期衛星影像套疊違規變異點

 

【二】以高解析度衛星影像辦理土地利用變遷偵測作業之方式

透過比對前後期衛星影像變異點、分析、判釋及資料建檔作業,並篩選及彙整疑似違規變異點相關資訊,包含疑似變異點範圍SHP檔、前期衛星影像、後期衛星影像、航空照片、電子地圖及地籍圖等通報圖資(如圖4),並透過網路通報方式通報各土地主管單位、直轄市及縣(市)政府,辦理現地查報核及回報稽查結果並追蹤後續處理情形,確實掌握土地變化,如圖5。

疑似違規變異點通報圖資範例
(圖4)疑似違規變異點通報圖資範例

 

回報疑似違法案件範例
(圖5)回報疑似違法案件範例

(左1)前期衛星影像 (左2)後期衛星影像套疊違規變異點 (右)經現地查報後屬違建行為

 

二、國土利用監測整合作業

【一】緣由

由於國內各目的事業主管機關如內政部營建署(以下簡稱營建署)與行政院農業委員會水土保持局(以下簡稱水保局)及經濟部水利署(以下簡稱水利署)近年來皆持續運用衛星影像及遙測技術協助辦理業務職掌範圍內土地利用監測工作,為利政府資源整合,行政院經濟建設委員會(現改制為國家發展委員會)於101年4月19日召開「國土資訊系統整體建置計畫-102年先期作業計畫初審會議」,會議決議請內政部應基於國土利用主管機關之立場,協調整合相關單位之監測計畫,避免國家資源重複投入,內政部爰於101年9月25日召開「監測計畫協調整併研商會議」,決議由內政部國土測繪中心(以下簡稱本中心)自103年度起運用衛星影像及遙測技術辦理全面衛星影像變遷偵測工作,並依短期及中、長期實施方案期程,漸進方式逐年完成通報系統整併工作,透過整合各機關監測計畫,減少政府資源重複投入,擴大使用效益,以快速掌握土地資源利用現況及變遷資訊,達到國土永續經營目標。考量國土計畫法(104年12月完成立法)明定國土利用監測工作係屬國土計畫主管機關主管事項,內政部爰於106年8月11日召開協調會議,該項工作自107年度起改由營建署統籌規劃及辦理。

【二】整合業務推動情形

國土利用監測整合業務自103年度開始推動,由營建署與水保局及水利署共同支應執行所需經費,原由營建署執行之監測計畫經費於103年度起業調整編列於本中心,水保局及水利署則以委託代辦方式執行。其中短期實施方案(103~104年)係由本中心統一辦理整併後監測計畫發包作業,再將監測變異點資料匯入原各機關監測計畫通報查報系統,並由原主辦單位通知執行單位與配合單位辦理變異點查報作業及追蹤後續處理情形;另因各機關查報系統不一致,配合現有各機關監測通報查報系統功能,規劃建立「國土利用監測整合通報查報系統」及未來整體運作機制,便利各機關網路通報作業。104年度由內政部地政司協助本中心協調各直轄市、縣(市)政府統一設置監測計畫整併後通報窗口,以利105年度上線供各配合單位使用。至中、長期實施方案(105年之後),則由本中心辦理監測計畫發包作業,透過「國土利用監測整合通報查報系統」辦理全面變異點通報作業,並通知各中央目的事業主管機關及各直轄市、縣(市)政府辦理變異點查報作業及追蹤後續處理情形。「國土利用監測整合通報查報系統」已於104年12月3日上線,另105年度重新以響應式網頁方式設計及建置整合系統暨監測計畫入口網(含中、英文版本),並更名為國土利用監測整合資訊網,期透過多元、豐富及活潑的設計方式提供計畫內容及執行成果介紹、歷年衛星影像暨變異點展示平臺及監測通報回報統計成果等,供各界瀏覽查詢、了解國土利用監測整合作業執行成果。至106年12月底變異點通報及查報作業流程圖如圖6。

變異點通報及查報作業流程圖
(圖6)變異點通報及查報作業流程圖

 

【三】國土監測加值應用

除了常態性土地利用變遷偵測外,國土利用監測亦能針對相關業務需求及緊急災害,以高解析度衛星影像或雷達影像辦理特定地區影像拍攝、處理、變遷偵測成果分析,如非都市土地核准開發許可案範圍資料更新及分析、既有工業區及園區土地開闢利用分析、海岸線變遷偵測作業、海域區變遷偵測作業、建置深槽成果與河川裸露地判釋成果等應用分析,可滿足各行政機關於國土管理業務需求,並提供各項決策參考。

1、既有工業區及園區土地開闢利用分析
利用最新的衛星影像,透過物件式分類法及輔以國土利用調查資料分成道路、建物及非建物等3類,以判釋工業區建物分布,並進行開闢率分析與統計,用以瞭解工業區實質開闢現況或閒置未開發情形,中華工業區開闢分析成果如圖7。

中華工業區開闢率分析成果
(圖7)相關業務需求加值應用案例--中華工業區開闢率分析
(左圖)福衛二號套疊工業區範圍圖 (右圖)工業區內建物判釋成果

 

2、海岸線變遷偵測作業
為落實行政院國家永續發展委員會「天然海岸比例不再減少」之政策目標,自94年度起,參考交通部中央氣象局之年度潮汐表,以各潮位站量測之水位資料,蒐集並彙整當日相對高潮位之高解析融合衛星影像,辦理海岸線變遷偵測及數化作業,並統計掌握自然海岸線與人工海岸線的變化情形,自然海岸線與人工海岸線套疊衛星影像如圖8。

  • 自然海岸線套疊衛星影像
  • 人工海岸線套疊衛星影像

(圖8)自然海岸線與人工海岸線套疊衛星影像
(左圖)自然海岸線(右圖)人工海岸線

3、建置深槽成果與河川裸露地判釋成果
河道內除降雨可能造成水流改變,建造橋梁、水庫、引水工程皆會影響流路改變,對於堤防與護岸及橋梁等設備具有破壞力,若在攻擊坡之處破壞力甚鉅,危及岸邊居民;河川區域內有高灘地存在,高灘地利用多元,常有人為活動,例如農業種植、濕地公園或是親水公園等,但汛期時,雨量增加淹沒高灘地,常造成重大損失;因此,持續建置各河川深槽成果,將可提供至水利署各河川局,可做農田規劃、堤防整修等參考及應用,高屏溪歷年深槽成果如圖9。

高屏溪歷年深槽成果
(圖9)高屏溪歷年深槽成果

 

4、緊急災害應變成果
當有緊急災害發生時,如崩塌、堰塞湖變異判釋、河川管理之緊急事件,配合相關機關提出緊急災害應變及相關業務需求,以衛星影像為基礎辦理加值應用,如蘇迪勒颱風過後,便進行颱風前後時期的衛星影像比對及崩塌地判釋成果(如圖10),提供經濟部水利署及行政院農業委員會水土保持局參考,透過國土利用監測行政資源三合一,讓行政資源最大化。

蘇迪勒颱風災後分析-南勢溪區域(近翡翠水庫河段)

(圖10)蘇迪勒颱風災後分析--南勢溪區域(近翡翠水庫河段)

 

三、計畫推動成效

本中心自103年度接辦內政部交下整合營建署、水保局及水利署等機關監測計畫,於原有監測資源內,提高各機關監測頻率至每2個月1次,及提升監測使用衛星影像解析度為1.5公尺至2.5公尺,全面辦理全國範圍(臺灣本島、澎湖縣、金門縣、連江縣、蘭嶼、綠島及小琉球)國土利用監測及通報作業,並滿足水利署提高部分地區監測頻率需求,整合前後監測作業內容比較如下表。

整合前後監測作業內容比較表

本中心103至106年度執行期間,除原有營建署、水保局及水利署監測範圍外,並陸續新增臺灣鐵路管理局、經濟部礦務局、國軍退除役官兵輔導委員會及所屬武陵農場、臺東農場、福壽山農場、清境農場、彰化農場及教育部等9個單位所需監測範圍,加入執行疑似違規變異點查報回報作業單位已達476個,累計完成18期全國範圍、8期海岸線及海域區監測作業,並依水利署提高部分地區監測頻率需求,截至106年底,累計完成60期中央管河川區域及水庫蓄水範圍之高頻率監測作業,透過整合跨部會監測資源,於原有監測資源下提高監測頻率至每2個月1次,並提升判釋影像品質,經比較監測整合前後年度現場查報違規率,整合前102年為15.4%,整合後103年提高為18.5%、104年度為18.2%、105年度為19.9%、106年度為22.5%,顯現確已藉此行政資源整合,擴大土地違規查報成效,整體執行成果深獲各界肯定,並榮獲地理空間媒體與通信公司(Geospatial Media & Communications Pvt. Ltd)2017「亞洲地理空間應用卓越獎(Asia Geospatial Excellence Awards 2017)」,耀眼國際。國土利用監測整合業務自107年度起移由營建署城鄉發展分署辦理,本中心將持續協助並提供實務經驗,俾利國土利用監測整合業務順利移交接續辦理。

 

四、國土利用監測相關網站連結

●國土利用監測整合資訊網http://landchg.org.tw/
●行政院農業委員會水土保持局山坡地管理資訊系統 https://smis.swcb.gov.tw/
●內政部營建署 http://www.cpami.gov.tw/
●行政院農業委員會水土保持局 http://www.swcb.gov.tw/
●經濟部水利署 http://www.wra.gov.tw/