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土石流智慧防災決策網絡

 

產品介紹

       土石流智慧防災決策網絡結合了固定式、行動式及簡易式土石流觀測站土石流防災資訊網土石流防災應變系統土石流防災資訊整合版APP,提供土石流防災決策支援必要的資訊。土石流智慧防災決策網絡運作概念如圖1所示,固定式、行動式及簡易式土石流觀測站為觀測土石流的前端運作系統,透過現地觀測儀器的架設可即時接收觀測資料回傳至後端各個土石流資訊平台。土石流防災資訊網肩負對外提供給一般民眾或政府機關獲取相關土石流防災資訊之供應的單一窗口,將每年完成之土石流潛勢溪流調查成果等提供上網查詢,除了提供即時的土石流警戒資訊與土石流觀測站即時監控資料外,水土保持局亦整合中央氣象局的氣象資料,配合水土保持局選定之土石流警戒參考雨量站,提供民眾全面掌握居家附近的降雨狀況,以利民眾進行自主防災整備工作,降低災害帶來的生命財產損失,並且滿足跨政府機關之間的即時資訊分享,達到平時減災、災前整備、災時應變的防災應用。土石流防災應變系統作為對內土石流相關業務成果的單一平台,包含土石流警戒基準值、土石流警戒模式建構、氣象資訊等,滿足土石流災害緊急應變小組於災害應變期間進行土石流警戒情資研判分析,發布土石流警戒區,並掌握災害狀況,即時通報傳遞災情訊息。民眾亦可透過土石流防災資訊整合版APP獲取最即時的土石流災害警戒資訊,而土石流防災專員可藉由土石流防災資訊整合版APP回報當地的雨量資訊,以公民參與形式扮演土石流決策支援分析之行動感測網的節點,成為防災體系的一環。同時透過災防告警細胞廣播訊息系統(Public Warning System,PWS)」利用行動通信系統的細胞廣播服務技術,即時傳送災防示警至民眾手機,讓民眾能及早獲得離災、避災的告知訊息服務。

圖1土石流智慧防災決策網絡運作概念

 

一、固定式、行動式及簡易式土石流觀測站

土石流智慧防災決策網絡的最前線便是固定式、行動式及簡易式土石流觀測站,固定式土石流觀測站建置於全台灣各地好發土石流的區域,為一種固定式的土石流觀測系統,利用傾斗式雨量計、水位計、鋼索檢知器、地聲檢知器、土壤含水量計及攝影機等監測儀器(圖 2),進行土石流等土砂災害的資料蒐集,目前全台灣共有21處固定式土石流觀測站24小時不間斷正在執行觀測任務。

水土保持局為加強土石流防災預警的能量,進一步發展具彈性部署的土石流觀測技術,研發建置具有機動性的行動式土石流觀測站及簡易式土石流觀測站,可因應颱風路徑及豪大雨降雨地區,機動派遣至可能發生土石流災害地區進行觀測任務,目前水土保持局共有3部行動式土石流觀測站及17部簡易式土石流觀測站可供派遣部署(圖 3),土石流觀測系統根據各儀器回傳訊號判斷觀測資訊是否達警戒值,即時告知防災應變相關人員,提供土石流防災決策參考。

圖2固定式土石流觀測站

3行動式及簡易式土石流觀測站

 

隨著研發技術成熟,行動式土石流觀測站為將固定式的觀測儀器設備(雨量計、地聲檢知器、土壤含水量計及攝影機等)採以機動方式,設置於載具之上,隨載具移動至可能發生土石流之潛勢溪流進行觀測。為能精進行動式觀測的能量,再研發出較為輕巧的簡易式土石流觀測站,使行動式及簡易式土石流觀測站可配合颱風路徑或豪雨地區進行機動式的派遣作業,並且能達到將監測範圍再往更上游地區擴展,以全流域觀測之構想將土石流監測層面再擴大,由點延伸至線,再由線擴展至面的全流域土石流監測網(圖 4),提升土石流資訊的捕捉。

4全流域土石流觀測網

 

二、土石流防災資訊網

土石流防災資訊網提供最完整的功能,提供民眾透過網路瀏覽土石流防災資訊網內容,網站的功能架構如圖 5所示。

5土石流防災資訊網功能架構圖

 

首頁(圖 6)綜整土石流潛勢溪流分布、土石流警戒基準值、即時雨量、防災教育、防災任務等土石流相關資訊,提供民眾可以快速掌握全台地區的土石流相關情資,此外,前端的固定式、行動式及簡易式土石流觀測站觀測的土石流各項資訊亦可以從土石流防災資訊網上查詢。

6土石流防災資訊網首頁

 

為了呈現所有與土石流防災資訊相關的空間資訊,防災地圖展示時整合了基於位置服務 (Location-Based Service,以下簡稱LBS)技術,於使用者登入防災地圖頁面時(圖 7)會自動抓取目前所在位置,並且顯示目前該地區的土石流警戒狀態,使用者可以透過LBS功能快速找到所在地區的疏散避難圖、土石流潛勢溪流、緊急連絡人、即時雨量等資料。如使用者需要套疊其他災害相關的圖層,例如:颱風路徑、衛星雲圖或預測降雨資料產品,可以透過右側的圖層套疊功能套用相關的圖層。災害應變期間更會將即時土石流警戒資訊與下載最新的預報單資訊顯示於畫面上方。

7土石流防災資訊網防災地圖畫面

 

三、土石流防災應變系統

土石流防災應變系統為水土保持局目前土石流災害緊急應變小組作業平台,亦是國內防救災單位於災害期間之重要參考網站,土石流防災應變系統功能架構如圖 8所示,包含土石流警戒發布模組、土石流情資研判模組、土石流災情查報模組、土石流防災整備模組、自動化訊息通知模組、輪值管理模組、系統管理模組等等模組,如圖 9所示。其中土石流情資研判模組主要是應用中央氣象局的預測雨量產品,配合土石流警戒基準值與實際雨量觀測資料,在颱風豪雨期間,估算出未來6~24小時可能達到土石流警戒的區域,提供研判人員參考,以強化土石流警戒分析研判的品質,如圖 10。

8土石流防災應變系統功能架構圖

9土石流防災應變系統功能模組

10土石流防災應變系統情資研判分析成果範例

 

四、土石流防災資訊整合版APP

配合行動裝置發展趨勢,水土保持局發展出土石流防災資訊整合版APP,提供使用者透過手機取得即時的土石流資訊,功能架構如圖 11所示,系統功能說明如下,系統畫面如圖 12所示。

11土石流防災資訊整合版APP功能架構圖

 

  • 地圖功能

整合手機定位功能,將地圖直接定位到使用者所處位置,同時可允許套疊土石流潛勢溪流分布、雨量站及避難處所。其中雨量站亦可進一步查詢各雨量站之即時降雨資料。

  • 雨量報報功能

一般民眾或防災專員於颱風警報發布時,可於APP收到推播訊息,進行雨量筒架設並回傳第一次雨量值;一般民眾則可回報相關訊息。二類使用者均可透過智慧型手機拍照模組拍攝現地(災情)影像,並自動寫入地理標記(Geotag)至該影像,可回傳之資訊包含雨量值、現地照片(含坐標)及描述文字。

  • 雨量功能

提供查詢各雨量站之10分鐘雨量、時雨量、3小時雨量、6小時雨量、24小時雨量、本日累積雨量、QPESUMS預估雨量等資訊,同時可依據全台灣或各縣市之降雨資訊進行排序。

  • 氣象雲圖

提供查詢各行政區之土石流紅色及黃色警戒資訊,以及各行政區所轄範圍之土石流潛勢溪流,同時能進一步查詢各土石流潛勢溪流所參考之雨量站及其降雨組體圖、土石流警戒值等資訊。

  • 警戒功能

提供查詢各行政區之土石流紅色及黃色警戒資訊,以及各行政區所轄範圍之土石流潛勢溪流,同時能進一步查詢各土石流潛勢溪流所參考之雨量站及其降雨組體圖、土石流警戒值等資訊。

  • 觀測站功能

提供查詢水土保持局建立之土石流觀測站CCD影像、雨量。

12土石流防災資訊整合版APP系統畫面

 

五、整合災防告警細胞廣播訊息服務

國家通訊傳播委員會於民國105年完成災防告警細胞廣播訊息系統(Public Warning System,PWS)」整合建置,可利用行動通信系統的細胞廣播服務技術,即時傳送災防示警至民眾手機,讓民眾能及早獲得離災、避災的告知訊息服務。水土保持局將土石流警戒訊息與災防告警細胞廣播訊息系統接軌,能在短時間內大量傳送災防示警訊息,配合土石流警戒發布流程,自動產製細胞廣播任務檔,可與國家災發害防救科技中心之災防示警平台介面整合(https://alerts.ncdr.nat.gov.tw),記錄發送歷程與追踨細胞廣播發送狀況。

災防告警細胞廣播訊息系統由4個模組所組成,分別是示警訊息發送單位、災害訊息廣播平台(Cell Broadcast Entity, CBE)、細胞廣播控制中心(Cell Broadcast Center, CBC)、應用終端。其傳遞流程如圖 13所示。一旦民眾身處在土石流警戒發布地區且為基地臺訊息推播範圍,手機接收到災防告警訊息時(如圖 14),會發出特殊的告警聲響並振動,即時通知離災、避災的告知訊息,民眾應當提高警覺、及早應變。

13災防告警系統傳遞流程示意圖

14土石流災防告警訊息截圖

 

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產品影片

行政院農業委員會為土石流災害防救之中央業務主管機關,水土保持局則為實際業務之執行單位,負責指揮、督導、協調各級災害防救相關行政機關及公共事業執行各項土石流災害預防、緊急應變措施及災後復原重建等工作。為了強化土石流相關業務推動以及提供民眾即時土石流相關資訊,水土保持局建立完整的土石流智慧防災決策網絡,結合了固定式、行動式及簡易式土石流觀測站、土石流防災資訊網、土石流防災應變系統及土石流防災資訊整合版APP,提供土石流防災決策支援必要的資訊。

土石流防災資訊網(http://246.swcb.gov.tw)榮獲第十二屆台灣地理資訊學會金圖獎-應用系統獎
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