近年受惠於各種感測器微型化發展，搭配無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)的普及，相關成果已被廣泛應用於各領域，並具有突破性的發展。由於無人機具有低成本、體積小、高機動性、風險低、且可克服地形、人力限制等優勢，可運用於地形測繪、區域巡查、植生撒播與防災勘查等任務，在水土保持及防災業務中，已成為調查工作不可或缺的工具。

自109年3月31日起民航法正式將UAV納入管理後，雖面臨軟硬體使用限制、現地作業及空域管制申請等瓶頸，且於水土保持領域仍有許多問題與挑戰，但於國際應用趨勢而言，後續應用與發展方向仍有很大的成長空間。本期電子報將介紹幾個實務案例，供後續應用參考。

傳統工程監測，常安排人力直接到現場進行檢測，如邊坡護坡工程，受限於地形陡峭、工作環境危險及人力不易抵達而無法進行全面的工程設施巡檢；以河床上防砂構造物而言，由於調查人員常受限於交通可及性及環境條件不佳，難以接近防砂構造物，進行全盤檢視工程構造物的健全度，以利後續維護管理工作規劃。因此，近年來開始應用UAV輔助工程構造物巡檢，除可解決調查人員安全問題，亦可確認工程構造物之健全度、周圍環境狀態等問題，更是節省人力成本與減少調查時間。

若UAV搭載多光譜感測器，便能獲取比傳統航照或遙測衛星更高解析度之多光譜影像，進行地物辨識或環境變化的評估。例如，利用監督式或非監督式分類方式將影像中不同的地物進行快速分類，此法最常被利用於地物變遷、地物分類或農業植生監測等。以水保設施影像分類為例，由於多光譜影像中含有波譜資訊，且各種地物有不同的波譜頻段，因此可利用此方法，將影像中如水體、工程構造物及植被等地物進行分類，還可近一步與舊期影像進行比對，快速找出變異的區域。

台灣的地質相對年輕，集水區上游邊坡常因強降雨、地震等天然災害造成崩塌，且由於較偏遠地區人力不易抵達，致無法以工程手段加速復育。近年來，因UAV技術及應用領域快速發展，水保局持續研究藉由UAV搭載不同灑播或噴植設備，同時嘗試改良植生團粒、採用冰球粒徑及不同投擲撒播方式等，期取代傳統人力作業，維護人員安全，並提升作業效率與植生復育率。

隨著科技進步，測繪方式也日漸多元，從傳統地面測量到各式載具測量陸續發展。例如由太空的衛星進行定位與遙感探測、利用無人機於中低空進行攝影測量，甚至由測繪車於路邊蒐集資料及快速完成測量與定位。其中UAV成本低、機動性高及容易取得，僅搭載相機即可快速進行測量、拍攝，未來最具有發展潛力。目前UAV可事先依據測繪需求，預先規劃飛行航線、航高等資訊，後續即可按此規劃進行自動航拍任務，並使用航拍影像產製正射影像(Orthoimage)、數值地表模型(Digital Surface Model, DSM)、三維點雲(3D Point Cloud)等成果，供後續資料分析。

傳統的河床質粒徑調查係透過人工直接於現地挖掘試坑，並於樣坑挖掘過程進行野外粗顆粒篩分析及攜回樣品於實驗室分析，十分耗時費人力，且調查資料之數量及次數有限。然應用UAV進行拍攝，可快速提供河床表面影像及三維模型，透過GIS分析，可進行河床表面砂礫石材料粒徑分析及岩盤位態量測等，有助於延伸河床材料調查成果，並評估不同時期河床材料變化特性(曾志民、張國楨，2019)。應用空拍影像於河床表面粒徑組成分析，可將高解析河床正射影像匯入Hydraulic Toolbox之Rock-Sediment Gradation Analysis進行影像辨識及粒徑組成分析(吳國維等，2020)。

災害發生往往無法預期，尤以坡地災害調查常面臨看不到、走不到的問題。透過UAV的機動性已能克服地形限制，除可取代人力之外，且能擴大資料蒐集能力，透過空拍即時測繪，產製豐富的地形資料，以利後續快速分析坡地災害的崩塌面積、土方量與崩塌活動性、變異性。

整體而言，目前國內外 UAV 應用之軟硬體解決方案日趨完備，各領域應用 UAV 進行空中作業、空中感測及空中運輸的比例日益增 加。例如日本發展 i-Construction 結合 ICT 與土木工程，搭配 UAV 即時測繪成果，可大幅解決日本勞動力不足的問題；此外，UAV 應用於災後勘查，不僅可降低人員傷亡風險，更可在災後快速獲取情報。如果您有其他UAV應用於各領域的精采案例，歡迎在我們的FB社團裡分享大家喔！
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林信輝(2019)。無人飛行載具(UAV)播種植生案例與技術整合彙整。水土保持局。
林宥伯、吳振佑、陳均維、林詠喬、陳國威、林家興、陳振宇(2020)。UAV應用於水土保持之現況與趨勢。營建知訊，第448期。
吳國維、陳春伸、陳春宏(2020)。無人飛行載具於河川管理應用，營建知訊，第448期。
潘乃欣(2020)。以多視角及3D影像模型於水保設施現況檢視之探討。水土保持局。
張國楨(2019)。整合光達技術於寶來溫泉區之多時序高解析坡地監測。水土保持局。
曾志民、張國楨(2019)。無人載具高解析影像及點雲於山區河川表層粒徑分析之可行性研究。水土保持局。
詹勳全、林政侑(2019)。陡坡崩塌地無人飛行載具(UAV)植生噴植工法作業與驗證。水土保持局。
蕭凱文(2018)。淺談無人飛行載具於測繪之應用，田中地政。