环境资讯系统专论.doc

環境資訊系統專論 作業二 M9701120 環資碩二 楊玉德一、The true application of Hazus model on disaster management for FEMA.Ans：聯邦緊急事務處理總署（FEMA）是美國聯邦政府中對緊急事務處理的專責機構，負責聯邦政府對大型災害應變、救濟、事先準備與演習、事後的復建以及整體減災的規劃等事項。FEMA對地方政府提供整體的救災計畫，包含高科技的資料、指導、訓練及經濟上的援助，此統一管理災難的機構是為了保護國民的生命及減輕財產的損失。FEMA在美國所掌管的災害種類相當多元，包括化學製品災害、水壩災害、地震、火災、洪水、危險物料、熱、颶風、山崩、核電、恐怖主義、雷暴、龍捲風、海嘯、火山爆發、森林大火及雪暴等，針對每種災害，都要先有詳細的了解，才能對每種災害制訂防災措施，及在災害發生時能有完善的應變措施。災害所造成的損失往往是對災區造成傷害的來源，若能在災前預測各種災害的損失及風險程度，有助於政府及相關單位作為防災上的一個參考，FEMA使用HAZUS-MH這套系統來估計災害中潛在的損失及風險，它是在當前最新的工程科學知識上結合最新的地理資訊系统技術，作為災害相關的損傷的估計工具。目前這套系統共有三個模型，分別針對美國三種主要災害進行風險評估，包括HAZUS-MH洪水模型、HAZUS-MH颶風模型及HAZUS-MH地震模型。在HAZUS-MH模型中所分析的潛在的損失估計包括：1、對住宅和商業大廈、學校、公共設施和基礎設施的物理損傷。2、經濟損失，包括失去的工作、企業中斷、修理和重建費用。3、社會衝擊，包括避難所需求的估計，家庭和人口被暴露在洪水、地震和颶風災害的情況。（一）HAZUS-MH洪水模型HAZUS-MH洪水模型可以被用於估計河邊和沿海洪水災害，並且估計對大廈、基礎建設、運輸系統、公共設施、車和農業的可能損害。模型針對建築物直接損失的估計是根據建築物結構、內容和大廈內部的物理損傷。該模型提供使用者執行洪水危險分析，包括：1、洪水災害減緩的具體時間。2、按年計算洪水災害所造成的損失。3、評估洪水深度及潛在的洪水危險。 4、透過模擬情境，預測洪水所造成的災害。美國確實將HAZUS-MH洪水模型應用在當地的洪水災害評估上，將此模型結合當地資料與地理資訊系統技術，透過GIS的空間資料處理能力，將災害資訊整合於平台上表現，讓當地居民及政府相關單位可以很清楚的知道直接和間接經濟損失，包括潛在的傷亡人數及災害的處理情形等。（二）HAZUS-MH颶風模型HAZUS-MH颶風模型可以估計颶風所造成得住宅、商業和工廠的可能损害和損失。它也估計颶風所造成的直接經濟損失，提供國家氣象單位做為決策參考。該模型有以下特點：1、計算颶風對建築物內部的損傷能力。2、估計颶風將樹吹倒和所造成的殘骸數量。3、估計包括直接和間接經濟損失、避難所需求和傷亡人數估計。此模型應用在哈里斯縣，得克薩斯的風險评估，並繪製損失等級分布圖，提供相關單位的決策參考。（三）HAZUS-MH地震模型HAZUS-MH地震模型提供估計對大廈、基礎設施、運輸系統、公共設施、人口的損失。模型也估計因地震所造成的殘骸與火災所形成的損失。而對於建築物的直接經濟損失估計是根據房屋的結構、內容和大廈內部的物理損傷來判定。該模型對於建築物有以下判定內容：1、地面震動情形及傷亡人數的估計。2、收傷害的家庭和避難所需求量3、估計受損房屋的重建費用及殘骸的數量。4、地震造成的直接費用，像是企業收支上的損失。此模型應用在地震發生後醫院方面的評估，經由地震規模分布可以看出有哪些醫院受地震影響較少，可以提供較多醫療資源， HAZUS-MH的其中一項分析產品還可以計算現有醫院的病床數量及病床的可利用性，提供相關決策者在救災規劃上很大的協助。二、RIAs open sources application.Ans：隨著Web 2.0時代的來臨，網路服務開始重視使用者的經驗與感受，豐富而視覺化的介面設計，以及高互動性的網站設計已是一股新趨勢，RIA脫離傳統HTML框架式的設計，利用向量式動畫、多媒體以及資料庫的結合，來開發出新一代的網站體驗。以下針對RIA的內容及應用作一介紹。（一）RIA簡介RIA是豐富網際網路應用程式（Rich Internet Application）的縮寫，源於2002年三月Macromedia公司（已於2005為Adobe併購）的白皮書。RIA雖然一開始只是Macromedia推動的網頁技術指南，但它所倡導的理念：讓網頁具備傳統桌面軟體的行為與功能，卻深深影響了近幾年來的網路應用。也就是說，網頁（應用程式）不但要能夠靈活簡單地與使用者回應互動，還必須符合人類直覺與經驗，並融合了網際網路應用程式易開發與低成本的特性。RIA企圖以可向量化動態圖像的前端工具，結合後台各式應用程式來打造跨平台的網路應用服務。近期微軟也加入了RIA的行列，並發展出另一個RIA -Rich Interactive Application，Adobe的RIA與微軟的RIA差別只在Internet與Interactive字義上，其實兩者都是以向量為基礎的互動式多媒體為出發點的網頁設計技術。RIA有以下幾項優點：1、呈現更多的細節(Visual detail)：可隨畫面放大縮小也不失真的向量特性。2、快速回應：頁面切換不再是空白的等待，可增加淡出但入等特效。3、無接縫：client-server之間的互動使用者看不到，切換效果更順暢。4、完全的控制：具備桌面應用程式的拖拉效果，使用者可自訂介面。5、GUI的功能：利用圖形化使用者介面，讓不會使用命令行的使用者對作業系統進行指令輸入，不僅可以調整對話框尺寸，還能改變樣式與尺寸。（二）RIA應用1、Yahoo Maps beta版：/beta/ 圖為Yahoo製作的beta版地圖，可利用滑鼠以拖拉方式選擇地圖的縮放比例，當你選擇起始點和終點時，圖面立即以動態方式呈現最近的路徑，資料讀取速度相當快速，並且會隨著地圖縮放比例即時變換詳細程度不同之底圖，以配合使用者之需求。圖片一 Yahoo應用RIA於製做電子地圖2、線上鋼琴：/samples/1.0/Grand-Piano/default.html 微軟利用Silverlight技術製作的線上鋼琴，任意點選琴鍵，就會立即發出琴聲，而且琴鍵按下去時，所反射在琴身的影子也會同時表現出來，感覺像置身在一台鋼琴前面，非常真實。圖片二 微軟製作的線上鋼琴（三）RIA未來發展Adobe與全球最大的消費性電子晶片廠商ARM合作，聲稱未來ARM的晶片將內建Flash Player 10。這對RIA的手機應用，是一大契機。未來使用者只要透過3G上網，就可以在手機上做很多事。有學者大膽預言：23年之後，RIA在手機市場的商機很大。因為如果在一套軟體平臺上可以做完所有事，很多公司都願意投入。另一個觀察重點，在於桌面端的應用，相較於嵌入於瀏覽器的RIA，桌面的RIA有更多的好處，例如，可以離線瀏覽、儲存資料於本機、也可以避開瀏覽器相容性問題，導致的版型錯亂問題。再者，單一的桌面應用，也可以避免使用者被其他網站資訊吸引而離開。三、The disadvantages of LiDAR application.Ans：光達（Light Detection And Ranging，簡稱LiDAR）或稱為射掃瞄儀（Laser Scanner），是一種使用射光束進掃瞄式測距之系統，結合射掃瞄儀、全球定位系統（GPS）與慣性測系統（IMU），依型式不同又可分為空載射掃瞄系統和地面式射掃瞄系統兩種。（一）空載射掃瞄系統空載光達技術起源自西元1970 至1980 間，最初由美國太空總署(NASA)研發。而後，1988 至1993 年間經由德國Stuttgart 大學研究，將雷射掃瞄技術與全球定位系統(Global Positioning System, GPS)、慣性導航系統(Inertial Navigation System, INS)結合，形成空載光達，其系統如圖1-1 所示。由於配合GPS 與INS，可即時定出行駛中飛機的位置及姿態參數，同時利用雷射測距及光學掃瞄原理，可快速掃瞄定位，觀測頻率每秒可達數千個點，因此可獲得大量密佈於地表的三維點位，即所謂的點雲(Point Cloud)。圖片三 空載光達示意圖（二）地面式射掃瞄系統地面光達主要構造包括射測距儀加上水平及垂直方向上的組等角速旋轉反射鏡，如下圖所示。用射測距儀測得掃瞄點位與光達之間的空間斜距，配合掃瞄點的水平以及垂直方向角，推求每一個掃瞄點與地面光達間的三維空間相對座標差。圖片四 地面光達主要構造（三）光達應用上之缺點光達算是一種滿新的技術，有著快速測繪高三維坐標點、受天氣影響比一般航測小，可在夜晚及輕濛氣下掃瞄資、作業時需要大的地面控制點、機動性高、高精度、高解析度、高度自動化且高效率等優點，但也存在的一些缺點影響光達的應用發展。1、成本較高光達技術在台灣算是一項滿新的技術，目前台灣地區未普及的情況下，在成本的使用上相當高，早期國內擁有光達技術的單位很少，有壟斷市場的感覺，因此利用光達掃描一個小區域也需上百萬的工作費用，成本與效益很難達到一個平衡點，也因為價格太高，導致使用率很低，限制了光達技術的發展。近幾年國內有其他廠商也注意到光達技術的商機，有意引進光達設備，並且會協定光達工作的收費標準，讓光達技術在費用上能有一個較合理的公開合理價格，期待價格降低後，能吸引更多的使用者，帶動光達技術的應用發展。2、資檔案過於龐大光達資料是建置數值地形模型的一項重要資料來源，但是對大區域進值地形分析時，所獲得的點雲資料相當龐大，會造成處理上的困難。以光達資料建置DEM為例，光達資產生DEM有三個主要程，包括過點雲、航帶平差及重新建地面高程模型，若資料龐大，資料處理上則會相當費時，因此，應考慮使用目的並評估作業成本，規劃光達作業的範圍及時機，以確保其最佳