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博碩士論文 etd-0713115-121007 詳細資訊
Title page for etd-0713115-121007
論文名稱
Title
臺北港附近海岸水深資料品管及地形變遷特性之研究—應用斷面迴歸與經驗正交函數分析
Bathymetric data quality recheck and morphological changes in coastal area around Taipei Port - Application of profile regression and Empirical Orthogonal Function
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
149
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2015-07-20
繳交日期
Date of Submission
2015-08-27
關鍵字
Keywords
斷面迴歸分析、地形變遷、水深資料品管、經驗正交函數分析
Bathymetric data quality recheck, Empirical Orthogonal Function, Profile Regression Analysis, Morphological changes
統計
Statistics
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中文摘要
臺北港受建港施工之影響,許多文獻顯示淡水河、臺北港至林口海岸的海岸地形已產生變化,其中也發現有些水深測量資料有疑義。
為探討海岸地形及近岸水深之變化,現在已有許多視覺化地形繪製的方式,亦由2D轉向3D形式,更加上了時間序列的變化,而侵淤圖、土方變化圖及斷面變化圖等視覺化方式常被用來分析地形變化。因臺北港部分年份之水深資料有疑義,故本研究利用斷面迴歸式及經驗正交函數分析探討水深資料品管,藉由迴歸品管範圍及經驗正交函數之時間EOF模態一皆可有效的進行水深資料品管。另外本研究也應用侵淤圖、平均水深變化圖、土方變化圖、斷面變化圖及經驗正交函數探討臺北港附近海域之水深地形變遷,得知各分區區域主要的地形變異量位置與變異時間。
本研究結果顯示:1. 90年至92年及95年的原始水深資料可能有疑義,2. 臺北港西堤西側受西堤興建影響,產生波浪反射掏刷影響,使地形產生變化,3. 臺北港附近海域於93年至100年主要地形變化位置為河口、臺北港周圍及林口外海,98年6月臺北港外廓防波堤外側產生隆起,應為受臺北港外廓防波堤興建之影響,之後便長期存在,4. 礫石區2在與林口自然海岸區之交界,水深約22公尺處,地形變化較大,造成此區變化甚大之原因應更進一步探討。本文以更多面向的方式來得到地形變遷更多的資訊,由平均水深變化及土方量變化可以了解地形隨著時間的變化趨勢,由斷面套疊可得知詳細地理位置之地形變化,由侵淤圖及經驗正交函數分析則可以針對地形變異的時間及位置進行探討,藉由分區的方式也得到比整體分析更多的資訊,綜合以上方式則可以更完整的瞭解臺北港海岸變遷情形。
Abstract
Many literatures revealed coastal morphology at Tanshui River, Taipei Port and coast of Linkou has changed, because of construction of Taipei Port. And literatures also can find that some doubt bathymetry data.
To study the changes of coastal morphology, there are many morphological visualization methods. It transfers from 2D to 3D, and plus time series in changes. In recent years, visualization maps like invade and silt picture, and changes of profile picture was often used. Cause of some doubt bathymetric data, data are rechecked by recheck range of profile regression and Empirical Orthogonal Function (EOF) time mode 1. Invade and silt picture, average change of depth, volume change, overlay of profile and EOF are used to analyze coastal morphology.
Integrate the results of this study. First, bathymetry data in the year 2001 to 2003 and 2006 are abnormal. Second, morphology changed at west of Taipei Port cause of waves. Third, morphology of gravel area 2 at the depth of about 22 meters changed significantly. It is consistent with the morphological uplift at northwest of Linkou Power Plant. What cause that is worthy to further investigate. Finally, affected by construction of breakwater, area at north of breakwater was uplift in June 2009. And that uplift was stay for a long time. This paper get more morphological information with more ways. By changes of average depth chart and volume change analysis can roughly see the trends of morphological changes. By overlay of profile can see the changes detailedly on location. And by invade and silt picture and EOF can get more detailed information on time and space. Using separate zone to study also get more information. Based on the above approach, morphological changes can be more complete understand.
目次 Table of Contents
論文審定書 i
論文公開授權書 ii
誌謝 iii
中文摘要 iv
Abstract v
目錄 vi
圖目錄 x
表目錄 xiv
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究方法 2
1-3-1 文獻、資料蒐集 2
1-3-2 臺北港地形資料視覺化分析 3
1-3-3 斷面迴歸分析探討臺北港地形及水深資料品管應用之研究 3
1-3-4 經驗正交函數分析探討水深資料品管及地形變化研究 3
1-4 研究架構與流程 3
第二章 文獻回顧 5
2-1 臺北港附近海岸變遷之相關文獻回顧 5
2-2 地形視覺化相關文獻回顧 6
2-3 地形變遷方法相關文獻回顧 8
2-4 經驗正交函數分析相關文獻回顧 11
第三章 相關背景資料蒐集與分析 14
3-1 歷年測深相關儀器規格 14
3-2 臺北港歷年施工記錄 14
3-3 海象 16
3-3-1 海流 16
3-3-1 波浪 17
3-4 氣象 17
3-4-1 風力 17
3-4-2 颱風 18
3-5 水文 19
3-6 海域底床質 20
3-7 海岸沈積物特性 22
第四章 臺北港地形資料視覺化分析研究 23
4-1水深資料初步處理與模式建立 23
4-1-1 ArcGIS水深原始資料除錯 23
4-1-2 ArcGIS資料處理模式建立 26
4-2 臺北港附近海岸分區 29
4-3 侵淤圖分析與探討 31
4-4 平均水深變化與土方量變化分析與探討 36
4-4-1 平均水深處理應注意之問題 36
4-4-2 平均水深變化分析 37
4-4-3 土方量變化分析 40
4-4-4 平均水深變化與土方量變化比較 43
第五章 斷面分析探討海域地形變化及水深資料品管應用之研究 45
5-1 歷年斷面圖分析 46
5-2 非平衡斷面分析與探討 50
5-3 平衡斷面迴歸分析與探討 55
5-4 平衡迴歸斷面探討臺北港附近海域水深資料品管 63
第六章 經驗正交函數分析探討水深資料品管及地形變化研究 67
6-1 經驗正交函數分析理論 67
6-2 經驗正交函數分析探討臺北港附近海域水深資料品管 70
6-3 經驗正交函數分析探討臺北港附近全區海岸地形時空變化 74
6-4 經驗正交函數分析分區探討臺北港附近海岸地形時空變化 79
6-4-1 淡水河河口北岸經驗正交函數分析 80
6-4-2 淡水河河口沉積區經驗正交函數分析 83
6-4-3 臺北港北端淤積區經驗正交函數分析 86
6-4-4 林口自然海岸區經驗正交函數分析 89
6-4-5 礫石區1經驗正交函數分析 92
6-4-6 礫石區2經驗正交函數分析 95
第七章 結論與建議 99
7-1 結論 99
7-2 建議 103
參考文獻 104
附錄一、歷年使用測深相關儀器 109
附錄二、臺北港港區及海域之挖土疏浚海拋等工程統計表 114
附錄三、海流玫瑰圖 115
附錄四、風力玫瑰圖 119
附錄五、90~100年臺北港周圍之颱風資訊 122
附錄六、民國90年至民國100年分區平均水深值(m) 124
附錄七、民國90年至民國100年土方量變化值(m3) 125
附錄八、土方量變化所佔之百分比(%) 127
附錄九、斷面X01至X24夏冬季之歷年斷面套疊 128
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