【文獻導讀】20161213 衛星遙測土壤含水量與降雨量相關文獻導讀(劉維則)(直播錄影)

本影片為水土保持局技術研究發展小組於2016/12/13之seminar文獻導讀報告，報告人為研究助理劉維則。

土壤含水量為導致坡地災害的關鍵因素之一，然而目前土壤含水量的監測方式大多僅有點的監測，對於土壤含水量之空間區域變化較難有整體性的掌握。未來若能利用衛星遙測技術，獲得大範圍且即時的土壤含水量資料，將可提供更多元的坡地警戒模式，並解決觀測站空間監測之侷限性。

當然，這個方式所作出來的結果，並不是真正的土壤含水量，而是一種呈現表土層水份變化趨勢的量化指標。就好像日本目前的土砂災害警戒模式中所用的「土壤雨量指數」，係採用三層虛擬的水桶內的水深來模擬不同深度土層的溼潤程度。亦即「土壤雨量指數」雖非真正土層中的含水量，但它卻可用來作為一個廣域範圍內的土壤飽和度的代表性指標。

參考文獻：
1.陳錕山(2009)，衛星遙測台灣地區土壤含水量與降雨量之研究，交通部中央氣象局委託研究計畫成果報告。
2.曾裕強(2010)，衛星遙測台灣地區土壤含水量與降雨量之作業化研究，交通部中央氣象局委託研究計畫成果報告。
3.袁培堯(2012)，利用MODIS與AMSR-E衛星資料推估地表土壤含水量，國立中央大學土木系碩士論文。
4.何连、秦其明、任华忠、都骏、孟晋杰、杜宸(2016)，利用多时相Sentinel-1 SAR数据反演农田地表土壤水分，农业工程学报。
5.余化龍(2016)，時空巨量資料推估技術於坡地災害風險預警之發展應用，水土保持局創新研究計畫報告。

補充資料：感謝潘國樑教授分享以遙測方式探測土壤含水量的經驗

• 利用遙測方法探測土壤含水量是可行且實用的方法，但是有一個先決條件是土壤必須是裸露的，如果土壤為植被所覆蓋，則遙測將無能為力。
• 下圖是我最喜歡在上課時秀出來的一張近紅外線彩色影像，它清楚的顯示及證明土壤含水量與其近紅外線反射能量的密切關係。理論上，土壤含水量越高，其近紅外線反射能量越低(影像較暗)，相反則反是。
• 影像為IOWA某玉米田，歷經收割、降雨、新種、乾旱等4個過程，土壤含水量的變化情形。

1. 上左為玉米收割後，土壤呈黃灰色；黃色為含水量較少，灰色為含水量較高，而且越高越黑。
2. 上右為下過一陣雨之後，雨水入滲，砂質土壤入滲多，含水量變多，所以較黑。泥質土壤則相反(黃色部分)；故近紅外線彩色影像不但可以顯示土壤含水量的高低，甚至還可顯示不同土壤類別的分布。
3. 中左為降雨後經過幾天的日曬，土壤內的水分蒸發，黑色部分變小，黃色部分變大。
4. 中右為新玉米又種下去了 生長得很好。
5. 下左為遇到天氣乾旱，玉米開始淍枯，砂質土壤保有較多的水分，故可支持得久一點；泥質土壤不易保持水分，玉米容易枯死，影像呈黃色。
6. 下右為枯旱繼續 玉米死得更多, 紅色部分越來越少 黃色部分越來越多；你可以發現 中左的黑色部分與下左的紅色部分非常一致。