自 2008 年起至 2012 年期間，在行政院文建會（現改制為文化部）支持下，中研院史語所與國立中山大學海下科技研究所組成水下考古團隊，在澎湖附近海域進行一系列水下文化遺址探測。研究團隊藉由水下探測儀器，包括側掃聲納、底層剖面儀、水下磁力儀、潛水攝影、ROV 等，進行有系統的水下搜尋與探測，並在過程當中累積相當豐富的海床影像資料。這些資料除了用來分析海床或海床下的物體（尤其是沈船）之外，也同時反應出海床及淺層底床之地質性質。本研究的目的乃在利用所獲得的資料，進行海床地質特性之分析，包括地貌與淺層底質。本文藉由考古探測所劃分出澎湖海域的 10 個熱點區 (hot spot)，探討影像與底質性質的關連性，建立底質性質分析與判斷的方法。初步研究結果顯示，藉由側掃聲納與底層剖面影像拼圖以及聲訊回音的特性，大致可以分辨出海床的細微地形以及概略的底質結構。俟十個熱區皆完成分析之後，本研究對於澎湖附近的海底性質將會進一步的瞭解。

Between 2008 and 2012, under the support of Ministry of Culture, the Institute of History and Language of Academic Sinica and the Institute of Undersea Technology of National Sun Yat-sen University have formed a team to conduct marine archaeological studies in the sea adjacent to Penhu. The survey has employed various marine instrument, including sidescan, subbottom profiler, marine magnetometer, underwater camera, and ROV. The obtained images not only serve the purpose for marine archaeological analysis, but may also be used to analyze the geological properties of the seabed. Following the approach developed by the survey strategy for marine archaeology in 10 “hot spot” areas, the purpose of this paper is to report the results of the preliminary analysis. The study has shown that the data have reflected the details of the small scale topolgy, and crude estimate of the seabed geological structure may be made. Further analysis on the all “hot spot” areas shall be followed, enabling delineation and understanding of the seabed properties in the sea ares adjacent to Penhu.

第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 文獻回顧 3
1.3.1 桃園觀音外海地層與地物探測計畫 4
1.3.2 西子灣海洋實驗場環境調查分析之研究 5
1.4 論文範疇 7
第二章 使用儀器與基本原理 9
2.1 側掃聲納系統：KLEIN SYSTEM 3000 SONAR 9
2.1.1 側掃聲納系統原理 11
2.1.2 側掃聲納系統影像顯示軟體：SonarPro 11.2 12
2.1.3 側掃聲納系統作業流程 13
2.2 底層剖面儀：EdgeTech SB-216S 13
2.2.1 底層剖面儀原理15
2.2.2 底層剖面儀影像顯示軟體：EdgeTech Discover Sub-Bottom 3.30 16
2.2.3 底層剖面儀作業流程 17
2.3 其他相關輔助儀器 18
2.3.1 海洋磁力儀：Marine Magnetics SeaSPY 18
2.3.2 多音束測深系統：Reson SeaBat 8125 19
2.3.3 水下遙控載具：VideoRay 20
2.3.4 差分式全球衛星定位系統：SOKKIA Axis3 21
第三章 底質判別方法 22
3.1 地貌資訊 22
3.2 淺層底質 23
3.3 海床聲納判讀及底質分類 24
3.4 紋理特徵分析 25
3.4.1 灰階共生矩陣 26
3.5 影像特徵分析 27
3.5.1 各底質影像特徵分析 30
第四章 研究區域概述 33
4.1 地理位置 33
4.2 地形地貌概況 34
4.3 澎湖群島與周邊海域底質概述 34
第五章 研究區域資料分析 36
5.1 水下考古探測熱區 36
5.2 第 9 區、第 10 區 39
5.2.1 位置與探測路線 39
5.2.2 水深與地形 39
5.2.3 淺層底質影像分析 40
5.2.4 淺層底質影像拼圖 51
5.2.5 側掃聲納影像拼圖 53
5.2.6 影像特徵分析 54
5.2.7 底質特性 61
5.2.8 底質分佈圖 62
5.3 第 8 區 64
5.3.1 位置與探測路線 64
5.3.2 水深與地形 64
5.3.3 淺層底質影像分析 65
5.3.4 淺層底質影像拼圖 71
5.3.5 側掃聲納影像拼圖 72
5.3.6 底質分佈圖 73
5.4 第 3 區 75
5.4.1 位置與探測路線 75
5.4.2 水深與地形 75
5.4.3 淺層底質影像分析 76
5.4.4 淺層底質影像拼圖 85
5.4.5 側掃聲納影像拼圖 88
5.4.6 底質分佈圖 89
5.5 第 2 區、第 4 區 91
5.5.1 位置與探測路線 91
5.5.2 水深與地形 91
5.5.3 側掃聲納影像拼圖 92
5.5.4 底質分佈圖 94
第六章 結論與建議 96
6.1 結論 96
6.2 建議 97
附錄A 101

[1] Conners, R. M. and Harlow, C. A., “Toward a structural Textureal Analyzer Based on Statistical Method,” Computer Graphies and Image Processing, Vol.12, pp.224-256, 1980.
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[3] Fishers, J. W., Side Scan Sonar Operation and Maintenance, rev 499.
[4] Garcia-Gil, S., Duran, S. and Vilas, F., “Side scan sonar image and geologic interpretation of the Ria de Pontevedra seafloor,” Scientia Marina, 64(4), pp.393-402, 2000.
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[16] 葉帝廷，《水下搜尋與辨識技術於水下建構物監測及淺層地質影像分析之應用》，國立中山大學海下科技研究所碩士論文，民94。
[17] 蕭博元，《水下沉埋管線搜尋與定位之研究》，國立中山大學海洋環境及工程研究所碩士論文，民94。
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[19] 臧振華，「台灣海峽水下考古的重要課題」，《石璋如院士百歲祝壽論文集》，2002。
[20] 臧振華、劉金源，《澎湖馬公港沈船調查、發掘及水下文化資產研究、保存人才培育計畫》，行政院文化建設委員會文化資產總管理處籌備處，2012。
[21] 劉金源，《水中聲學－水聲系統之基本操作原理》，國立編譯館，民90。
[22] 劉金源、田文敏，《桃園觀音外海地層與地物探測計畫書》，台康技術工程有限公司，2002。
[23] 澎湖縣政府，《澎湖縣沿岸海域漁業利用規劃報告》，財團法人台灣漁業技術顧問社，1992。
[24] 澎湖縣政府網站：http://www.penghu.gov.tw/ch/。