2012年8月28日 星期二

水土保持局提供的免費災害前後影像比對網站~~


這是水土保持局提供的免費災害前後影像比對網站~~
正式名稱為「多尺度遙測空間資訊系統」 http://geodac.ncku.edu.tw/swcb/multistage.aspx

或者也可以由水保局的土石流防災資訊網 http://246.swcb.gov.tw/
網頁左下方倒數第二個連結方塊,亦可進入。

可使用「雙視窗」及「同步」功能,以方便比對前後期影像

例如,8月2日蘇拉颱風造成花蓮縣秀林鄉和平村和中部落的土石流,此處也提供了災後福衛二號(左側,8m解析度)及災前google earth原始的影像作去比對


福衛二號的影像優點是取得較快速,只能作初步的研判,故此處也提供高解析的航照,例如99年梅姬颱風造成蘇花公路的大崩塌


此外,使用無人載具(UAV)拍攝的高解晰度影像,經過處理後,也可貼在google earth上作底圖
(下圖左側為100年8月南瑪都颱風造成屏東縣滿洲鄉老佛山的土石流災後UAV影像)

另外,也整合了莫拉克災後一些重點地區的360度全景照片(即類似GOOGLE街景車的效果),讓歷史記錄更加完整。蘇花公路部份,感謝公路總局無私的分享。


當然,國際上重大的土砂災害事件,也是可以利用福衛影像來了解與關心
例如2010年甘肅舟曲縣的土石流災害






2012年8月20日 星期一

台日近年來土砂災害警戒模式成效評估(台日模式PK)~~~

這一篇真的有點長~~  所以,如果沒時間細看,建議可直接拉到最下方的統計表即可~~~
總括來說,這幾年國內在土石流警戒模式的成效評估上,其實並不輸給日本的~~



1.      土砂災害警戒模式成效評估方式    由於土砂災害警戒的成效會直接影響地方政府之疏散避難決策,良好的土砂災害警戒系統不僅要能在災害發生前及時發布預警,也不能因為過於保守,頻繁發布後卻沒發生任何災害,造成執行疏散避難決策的地方政府及當地民眾對警戒機制失去信心。一個完整的土砂災害警戒系統,包含警戒模式及發布機制二部份。其中警戒模式之成效評估方式,本研究參酌日本目前採用的「捕捉率」及「空振率」(日本國土交通省國土技術政策總合研究所,2007),並考量疏散所需時間(Lindell and Prater, 2007)及災害實際發生與預測位置之差異,建議使用命中率(Warning Hit Rate, WHR)、誤報率(False Alert Rate, FAR)、涵蓋率(Warning Cover Rate, WCR)及剩餘疏散時間(Remaining Time for Evacuation, RTE)等四項指標來檢視。

  命中率係評估警戒發布時間是否在災害發生之前,亦即為時間域之成效評估;誤報率則是檢視「假警報」(已發布警戒,但未發生任何災害)是否過於頻繁的依據,亦即地方政府及民眾對於警報信任度的指標;涵蓋率則是評估在同一場颱風豪雨事件中所發出的土砂災害警戒範圍,是否能涵括所有土砂災害所在的空間位置,亦即空間域之成效評估;而剩餘疏散時間則是指自警戒發布後至災害發生,可供民眾進行疏散避難的時間,亦即警戒有效性的指標。    為便於比較日本與台灣在土砂災害警戒模式的成效,本研究對於命中率及誤報率,採用與日本國土交通省國土技術政策總合研究所2007年訂定之「土砂災害警戒情報運用結果檢證手法()」內「捕捉率」及「空振り率」一致之定義方式。其定義及計算方式如下:

(1)   土砂災害警戒命中率(Warning Hit Rate, WHR)  WHR= DEAA/DE 
(2)   土砂災害警戒誤報率(False alert rate, FAR)   FAR= WTND/WT


其中DE為土砂災害總件數;DEAA為土砂災害發生在警戒區內,且發生時間晚於或等於土砂災害警戒發布時間之土砂災害總件數;WT為已發布土砂災害警戒的鄉鎮(市町村)總數;WTND為已發布土砂災害警戒,但在該次颱風豪雨事件中,實際未發生土砂災害的鄉鎮(市町村)總數。

  此外,因部份土砂災害可能發生在土砂災害警戒發布之範圍外,為了解其比例與已發布土砂災害警戒區內之警戒命中率,以及警戒發布後是否有足夠的通報及疏散時間,本研究另定義:

(3)   土砂災害警戒涵蓋率(Warning Covering Rate, WCR)  WCR= DEA/DE
(4)   警戒區內警戒命中率(Warning Hit Rate in Warning Areas, WHRWA) WHRWA= DEAA/DEA


其中DEA為位於土砂害警戒區內的災害件數。圖7為前揭各項指標之定義及計算範例。


土砂災害警戒模式成效評估指標範例
Fig. 7 Example for the indexes of warning model’s effectiveness


(5)   疏散剩餘時間(Remaining time for evacuation, RTE)
    自警戒發布至災害發生前之時間差,本研究定義為疏散剩餘時間(Remaining time for evacuation, RTE),依據前揭警戒命中率之定義,RTE 0者即視為成功之警戒發布。但實務上,由於警戒發布後,自警戒訊息之傳遞至民眾完成疏散,須有一定準備時間,本研究定義為「疏散最短剩餘時間(Shortest remaining time for evacuation, SRTE)」,亦即警戒發布的時間必須比災害發生時間提早至少一個SRTE,才是有效的預警。不同地區依其交通狀況及人口屬性不同,其SRTE值並不一致。

  依據Lindell and Prater(2007)針美國德州及路易斯安那州有關颶風來襲民眾疏散的研究,民眾自決定避難到離開住家平均費時3小時16分。台灣也曾針對土石流潛勢區民眾疏散所需時間作過相關調查。白仁德(2008)針對山區弱勢族群調查,發現實際避難行為準備平均時間為2小時40分,疏散90%至少須3小時,完全疏散至少需7小時;林建元(2007)針對山區商業人口之調查指出,要達到95%以上的撤離率,需時8小時以上;吳杰穎(2009)針對南投縣水里鄉及新竹縣尖石鄉的民眾調查結果,其平均疏散時間分別為2.62小時及3.83小時;綜合以上結果,警戒發布後至災害發生時間,至少應預留38小時,似較為恰當。本研究建議取SRTE3小時。



2.疏散避難率評估方式    依據日本及台灣的災害防救體系,疏散避難的決策及執行層級,在日本為市町村,在台灣則為鄉鎮市區公所,故本研究針對土砂災害警戒發布後之疏散避難率,係以鄉鎮為評估單元,其定義如下:

疏散避難率(Evacuation Rate, ER)  ER=EWT/WT


其中,EWT為已發布土砂災害警戒之鄉鎮中,已執行避難勸告(含強制撤離)的鄉鎮數。



3. 現行土砂災害警戒模式成效評估
(1)   日本土砂災害警戒發布成效評估
依據日本國土技術政策總合研究所之統計,平成20(2008)計發生土砂災害669件,其中未在土砂災害警戒範圍內,卻發生的土砂災害計有192(多為零星崩塌事件)。當年度歷次颱風豪雨事件,已發布土砂災害警戒情報之市村町數目累計有1129(如有某市村町在三個不同颱風豪雨事件中,均曾被發布土砂災害警戒,則其數目應累計為3),其中有發生災害的市村町數有138個。在土砂災害警戒區內發生的477件土砂災害中,其發生時間在土砂災害警戒情報發布之後者計有356件,故:
土砂災害警戒命中率 WHR=DEAA/DE=356/669=53.2%
土砂災害警戒誤報率 FAR= WTND/WT=(1129-138)/1129=87.8%
土砂災害警戒涵蓋率 WCR=DEA/DE=477/669=71.3%
警戒區內警戒命中率 WHRWA=DEAA/DEA=356/477=74.6%

(2)   台灣土砂災害警戒發布成效評估
台灣目前之土砂災害警戒(土石流警戒區預報)之對象雖然只針對土石流災害,但為利於比較,以下統計仍納入所有之土砂災害。依據水土保持局2009年土石流年報之統計資料,2009年水土保持局調查之重大土石災例計127件,扣除單純為淹水災害之事件後,土砂災害共有117(113件發生於莫拉克颱風),其中未在土石流警戒區範圍內,卻發生的土砂災害計有26件,其原因為該村里未曾劃定有土石流潛勢溪流,故並不在警戒機制監控的範圍內。當年度歷次颱風豪雨事件,已發布土石流警戒預報之鄉鎮數目累計有72個,其中有發生土砂災害的鄉鎮數有30個。在土砂災害警戒區內發生的91件土砂災害中,其發生時間在土砂災害警戒發布之後者計有85件,故:
土砂災害警戒命中率 WHR=DEAA/DE=85/117=72.6%
土砂災害警戒誤報率 FAR=WTND/WT=(72-30)/72=58.3%
土砂災害警戒涵蓋率 WCR=DEA/DE=91/117=77.8%
警戒區內警戒命中率 WHRWA=DEAA/DEA=85/91=93.4%
若以近五年(2007~2011)水土保持局土石流年報之資料統計,土砂災害警戒命中率平均為45.4%,土砂災害警戒誤報率平均為75.2%,土砂災害警戒涵蓋率平均為62.6%,警戒區內警戒命中率平均為72.6%,詳如表5
(3)   警戒誤報率對疏散率之影響
依據台日近年來之土砂災害警戒精度之統計結果可知,警戒之命中率約為5成,但誤報率卻高達75以上。以日本2008年為例,其誤報率高達87.8%,亦即發布土砂災害警戒之市町村中,僅有1成左右會真正發生土砂災害。事實上,如此偏高的誤報率確實不利於市町村政府及一般民眾對土砂災害警戒情報之信任度(国土交通省河川局砂防部,2007;天野 篤、高山陶子,2006)。依據調查,2008年日本發布土砂災害警戒的地區,僅有2.2%的市村町政府有發布避難勸告,甚至其中超過8成是在已傳出災情後才發布;同時也僅有2.8%的地區,民眾曾依據土砂災害警戒情報進行自主避難(日本國土技術政策總合研究所,2010)
相較於日本,台灣在土砂災害警戒發布地區之疏散率較高(如表5),其原因在於中央災害應變中心每次颱風豪雨期間,均會強制要求地方政府必須落實於土石流警戒地區執行疏散之故。

5 台灣及日本土砂災害警戒成效
Table 5 The sediment disaster Warning effectiveness in Japan and Taiwan
已發警戒之鄉鎮數(WT)
已發警戒,但未有災害之鄉鎮數(WTND)
土砂災害警戒誤報率(FAR=WTND/WT)
土砂災害總件數
(DE)
警戒區內災害件數
(DEA)
發生時間晚於警戒時間之災害件數(DEAA)
土砂災害警戒命中率
(WHR= DEAA/ DE)
土砂災害警戒涵蓋率
(WCR= DEA/DE)
警戒區內警戒命中率(WHRWA=DEAA/ DEA)
已發警戒且已執行疏散之鄉鎮數(EWT)
避難勸告率(ER=EWT/WT)
JAPAN (2008)
1129
991
87.8%
669
477
356
53.2%
71.3%
74.6%
25
2.2%
Taiwan (2009)
72
42
58.3%
117
91
85
72.6%
77.8%
93.4%
46
63.9%
Taiwan (Ave. in 2007~2011)
310
233
75.2%
262
164
119
45.4%
62.6%
72.6%
160
51.6%


Reference
1. 国土交通省国土技術政策総合研究所危機管理技術研究センター 砂防研究室:土砂災害警戒情報運用結果検証手法(案), 2007.
2. Lindell, M.K., and Prater, C.S. (2007). “A hurricane evacuation management decision support system.” Natural Hazards, 40(3), 627-634.
3. 白仁德(2008)大規模災害下避難決策需求與支援之研究-子計畫:大規模災害下弱勢族群之避難疏散需求與資源運籌決策支援之研究-以颱風土石流災害為例(II),台灣行政院國家科學委員會, 2008.
4. 林建元:大規模災害下避難決策需求與支援之研究-以颱風土石流易發生地區為例--總計畫暨子計畫-大規模災害下商業人口之避難疏散決策需求與支援之研究(I), 台灣行政院國家科學委員會, 2007.
 5. 吳杰穎(2009),「不同土石流潛勢區居民疏散避難決策與行為之比較」,坡地防災學報,8(1),1-14.
6. 国土交通省国土技術政策総合研究所危機管理技術研究センター:土砂災害の警戒避難等における技術的課題について, 23(平成22年度)砂防研究報告會第3分科會, 2010.
7. 水土保持局(2007-2011),「土石流年報」。
8.国土交通省河川局砂防部:土砂災害警戒避難ガイドライン, 2007.
9. 天野 篤.高山陶子(2006),「土砂災害と防災情報~台風0514号災害の避難に学ぶ~」,日本地すべり学会誌,43(6),370-375.

莫拉克災後一年的空拍影像連結~~ 非常珍貴

來自中華民國山難救助協會網友的部落格,當時他們

裡頭有莫拉克災後一年,99年9月甲仙、那瑪夏、六龜、桃源等空拍照片,非常清晰~~~ 只可惜未針對每張照片作地點標註~~~ 我也只能看出約7成的地點~~

http://blog.xuite.net/a062456688/blog/62578524

另外,這一篇則是記錄他們協助搜救於88風災救災時不幸墜毀的直昇機~~~
也值的一看~~
http://blog.xuite.net/a062456688/blog/62566778

2012年8月16日 星期四

蘇拉颱風花蓮縣秀林鄉和中部落土石流災後空拍影像及災因初判



v災區位置:花蓮縣秀林鄉和平村和中部落
v災害發生時間:2012年824
v災害類型:土石流
v有效累積雨量:717.6mm

圖1

圖2

UAV空拍日期:2012/8/8

資料來源:水土保持局土石流防災資訊網FB專頁
更多空拍照片連結如下:



看起來這是一個非常特殊的土石流案例,一般土石流流動時多具有直進性,而本次造成主要災害的和中野溪,原來的流路並不會進入和中部落。(如圖3Google Earth 災前影像)

圖3


但似乎土石流發生後,受到局部地形的影響,河道中巨礫塊石停留在河道形成側堤,反而將較小粒徑的土砂及泥水導入了和中部落造成了災害。

還好,粒徑較小的土石流進社區後,因為地勢變緩,且由於外圍幾戶房子的阻攔,土石流流速變緩(註1),大於30公分粒徑的石塊,大多停留除社區外圍(圖4),社區內被土石侵入的房子,似乎仍是以殺傷力較小的泥水為主(圖5)。

另外在和中部落南側的編號「花縣DF026」土石流潛勢溪流,也發生了土石流,所幸該處住戶較少,災損程度也較輕。

至於為何和中野溪當初未劃入土石流潛勢溪流呢? 這只能說是事後諸葛吧~~~畢竟依照災前的GE影像來看,和中野溪的流路應該不致影響到部落。既然沒有保全對象,自然也就毋需劃設為土石流潛勢溪流。




圖4

圖5

因本人未曾到過現場,以上均為依現有資料推論之結果,如有謬誤,還請諸位先進指証


註1:參考新聞資料(2012-08-08更生日報)



連一龍向傅縣長說,當天深夜,土石流從山區傾瀉而下,許多村民來不及逃離,都躲在屋頂上,所幸的是土石流的速度不是瞬間排山倒海的巨量,沒有立即把房屋吞噬,大家躲到屋頂上避難,最後才慢慢冒險撤離。 



2012年8月15日 星期三

台日土砂災害警戒系統及疏散避難決策機制比較


台灣與日本之土砂災害警戒系統及疏散避難決策機制之比較如表4。其重要差異說明如下:
(1)   警戒模式:日本採用RBFN法定義臨界線CL較為客觀,毋需人工判定,且在無歷史災例地區,亦能直接以歷史雨量資料定出CL。在警戒觀測指標方面,日本使用網格式雷達解析雨量資料,可提高雨量資料的空間解析度,以降低地面雨量站密度不足的問題。台灣目前雖亦有網格式電達解析雨量資料(即中央氣象局之QPESUMS系統),惟限於雷達涵蓋率不足及地形遮蔽等問題,其精度於山區尚無法達到實用階段,故仍以自動雨量站之實測雨量作為警戒觀測指標。

(2)   警戒發布機制:日本係由都道府縣針對其所轄市村町,採不定時方式發布警戒,並提供5km網格大小的土砂危險度等級資訊(奈良縣已提供1km網格,http://www1.nara-saboinfo.jp),可提供市村町了解那個區域土砂災害發生的機率較高。台灣係由中央政府(水土保持局)直接對縣市及鄉鎮發布警戒,發布的單元以村里為單位,並提供以Google MapsGoogle Earth為底圖的警戒發布圖,並採每日定時(511172023)發布,必要時另予加報的方式發布警戒;此種定時發布機制 對各級防災單位、媒體及一般民眾而言,較利於主動掌握最新警戒資訊,並降低新舊警戒資訊可能造成混淆之情形。

(3)   疏散避難決策體制:日本之疏散避難決策及發布係由市町村執行,其避難指示依命令強度等級,由弱至強依序為「避難準備情報、避難勸告、避難指示」三級;台灣則是縣市及鄉鎮均可執行疏散避難決策,惟實務上,縣市仍多會尊重鄉鎮的意見。台灣原於土砂災害避難指示上僅有「避難勸告、強制撤離」二級,但於2009年莫拉克颱風造成中南部山區重大災情後,另針對已劃定為「莫拉克颱風災區特定區域」或「安全堪虞地區」等高災害危險潛勢地區,採取預防性疏散避難,亦即於陸上颱風警報發布後,於尚無風雨之情況下,即先行撤離高災害危險潛勢地區民眾(行政院農業委員會,2010)

4日本與台灣之土砂災害警戒系統及疏散避難決策機制之比較
Table 4 Comparison with the warning system and evacuation decision between Japan and Taiwan
項目
日本
台灣
比較
警戒模式
定義CL方式
RBFN
RTI
RBFN方式較客觀,毋須人工判定;且使用歷史雨量紀錄直接定出CL,無災例地區亦可使用。
警戒指標
60分鐘雨量、土壤雨量指數
有效累積雨量、最近3小時雨量
日本方式為雙指標並重,台灣方式以有效累積雨量為主,最近3小時雨量為輔
使用雨量資料類型
1km網格式雷達解析雨量資料及未來1~6小時短期預報雨量資料
自動雨量站即時雨量資料(10分鐘更新)、颱風未來24小時預估雨量
使用網格雷達解析雨量資料,可提高雨量分布的空間解析度,減少地面雨量站密度不足的問題
CL檢討更新單位
都道府縣
中央政府(水土保持局)
-
警戒發布機制
警戒發布單位
都道府縣
中央政府(水土保持局)
-
警戒發布對象
市町村
縣市政府、鄉鎮公所
-
警戒發布條件
預測未來1~3小時蛇曲線將超過CL
有效累積雨量(mm)已超過土石流警戒基準值,同時最近3小時雨量已大於30mm,且後續仍有持續降雨趨勢
日本發布條件較為標準化,利於自動化;台灣之發布條件尚須較多之人為經驗判斷
警戒發布週期
不定時
每日511172023時定時發布,必要時另予加報
定時發布可使各級防災單位、媒體及民眾較能主動掌握最新訊息
警戒發布等級
土砂災害警戒情報(僅一等級,但5km網格會另以4種顏色表示該網格範圍內之土砂災害風險,如圖3)
黃色警戒、紅色警戒(二等級)
以顏色作為警戒等級,較為直覺
警戒發布單元
市村町
村里
-
警戒傳達方式
電話、傳真、簡訊、網路
電話、傳真、簡訊、網路、土石流防災專員
-
警戒發布格式
文字為主,圖形為輔
表格為主,文字為輔
-
警戒範圍細部資料呈現方式
5km網格危險度等級資料
Google MapsGoogle Earth呈現
5km網格之危險度等級方式呈現,可顯示不同區域之危險等級差異性;以Google Maps方式呈現較直覺
警戒適用範圍
土石流、淺層崩塌
土石流
-
避難決策體制
疏散決策單位
市村町
縣市、鄉鎮
-
疏散指示等級
避難準備情報、避難勸告、避難指示
危險區預防性疏散、避難勸告、強制撤離
-

Reference
1.行政院農業委員會(2010),土石流防災疏散避難作業規定。