在聲納方程式中，海洋環境噪音(Ocean Ambient Noise)是重要的參數之一，且由許多複雜的機制所組成，如風浪、生物及船舶等聲源，因此需從各種不同角度來分析，才能真正掌握其複雜的特性。對於噪音位準的預估，利用環境噪音和風速，經由線性迴歸所得到的經驗公式是其中一種常見的方法。本研究以2007、2008及2009年於棉花峽谷海域量測的環境噪音資料，和實驗地點附近的彭佳嶼氣象站記錄的風速資料，觀察兩筆資料時間序列的變動，並藉風速資料以海況範圍的角度分類環境噪音，再將各分類範圍的環境噪音平均，觀察到環境噪音位準會隨海況層級提升而增加，比較各年度資料在統計上平均值與標準差，還有預估公式的斜率和截距的差異性，以及使用判定係數（Coefficient of Determination, r2）來檢定是否有相關性。另外，迴歸分析時以多種風速門檻，觀察環境噪音資料和風速資料是否有高相關性，也就是門檻提升，相關性更高；再以K-S檢定結果，決定一個最佳風速門檻值。雖然是同一海域且僅三年的環境噪音資料，但海洋環境噪音會隨著時間以及聲源的變動而有所變化，故噪音位準的特性還是有所差異，因此有其比較與探討的必要性。本論文從統計數據交叉比較，觀察在同季節的頻率、環境噪音位準大小與分佈，再加上風速分佈、水深等，推測造成這些差異的原因，做為往後分析環境噪音的參考資訊，並提供噪音預估公式及噪音位準預估曲線，進一步對聲納效能預估有實質貢獻。

The ocean ambient noise is one of the important parameters in sonar equation. The ocean ambient noise includes diverse and complex sources like waves, marine life, ships, and etc. Using different ways to analyze are needed to understand the complicated properties of ambient noise. Empirical equation obtained from linear regression of wind speed and ambient noise data is a common method to predict noise level. In this article, the ambient noise data were collected from experiments at northeastern sea of Taiwan in 2007, 2008 and 2009. Applying corresponding wind speed data to observed noise level the time series, coefficient of determination is used to estimate how noise fit with wind speed data of regression. The K-S test and Sea States are used to determine the wind speed threshold. Although it is the same sea area in three years, the ocean ambient noise still has variations due to time and variance of sound sources, so it is important to be investigated. This study compares the statistical properties and distribution in ambient noise level and frequencies with corresponding wind speed in same season.

論文審定書 i
謝誌 ii
摘要 iii
Abstract iv
第一章 緒論 1
1.2 研究目的 7
第二章 實驗資料及相關理論 9
2.1 實驗儀器與資料 9
2.1.2 單頻道水下麥克風錄音系統，SHRU 11
2.1.3 風速資料 12
2.2 2007年實驗資料 12
2.3 2008年實驗資料 16
2.4 2009年實驗資料 19
2.5 迴歸分析 21
2.6 迴歸模型之評估 23
2.6.1 判定係數 23
2.7 Kolmogorov Smirnov檢定 25
第三章 資料處理與統計分析 26
3.1 噪音資料處理 26
3.2 風速資料 26
3.3 2007年環境噪音資料統計分析 28
3.4 2008年環境噪音資料統計分析 31
3.5 2009年環境噪音資料統計分析 32
論文審定書 i
謝誌 ii
摘要 iii
Abstract iv
第一章 緒論 1
1.2 研究目的 7
第二章 實驗資料及相關理論 9
2.1 實驗儀器與資料 9
2.1.2 單頻道水下麥克風錄音系統，SHRU 11
2.1.3 風速資料 12
2.2 2007年實驗資料 12
2.3 2008年實驗資料 16
2.4 2009年實驗資料 19
2.5 迴歸分析 21
2.6 迴歸模型之評估 23
2.6.1 判定係數 23
2.7 Kolmogorov Smirnov檢定 25
第三章 資料處理與統計分析 26
3.1 噪音資料處理 26
3.2 風速資料 26
3.3 2007年環境噪音資料統計分析 28
3.4 2008年環境噪音資料統計分析 31
3.5 2009年環境噪音資料統計分析 32
第四章 迴歸分析結果 34
4.1 線性迴歸分析結果 34
4.1.1 2007年夏、秋季 34
4.1.2 2008年秋季 37
4.1.3 2009年夏季線性迴歸結果 39
4.2 判定係數分析結果 40
4.3 預估公式與噪音預估值 43
4.4 風速K-S檢定 47
第五章 結論與建議 48
5.1 結論 48
5.2 建議 49
參考文獻 50

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