發展易淹水地區水位影像辨識技術與結合民間社區防汛智慧化水門啟閉操作機制( I );Development of Water Level Image Recognition Technology in Flood-Prone Areas and Integration with Community-Based Smart Floodgate Operation Mechanisms( I )

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题名:	發展易淹水地區水位影像辨識技術與結合民間社區防汛智慧化水門啟閉操作機制( I );Development of Water Level Image Recognition Technology in Flood-Prone Areas and Integration with Community-Based Smart Floodgate Operation Mechanisms( I )
作者:	林遠見
贡献者:	國立中央大學土木工程學系
关键词:	人工智慧;深度學習;影像辨識;智慧水門管理;水位辨識;水位監測;易淹水地區;防災管理;Artificial Intelligence;Deep Learning;Image Recognition;Smart Floodgate Management;Water Level Recognition;Water Level Monitoring;Flood-Prone Areas;Disaster Management
日期:	2026-01-22
上传时间:	2026-01-23 16:04:41 (UTC+8)
出版者:	國家科學及技術委員會(本會)
摘要:	隨著全球氣候變遷持續加劇，極端氣候事件的頻率與強度皆明顯提升，特別是極端降雨事件更在近年有增加的趨勢。都市地區因高密度開發與大量不透水鋪面，對於排水與防洪的需求大幅提升，傳統的排水系統已難以完全應對瞬間大量雨水的衝擊，因此亟需透過創新技術來提升整體都市防災韌性。其中，灌溉排水系統不僅為農業灌溉的重要基礎設施，亦在都市區域中扮演調節水流、防範積淹水災害的關鍵角色；而水門則是控制該系統水流量的核心裝置，其啟閉時機與幅度的即時性與準確性，將直接影響整體排水效能與防災表現。本計畫聚焦於桃園市蘆竹區長興里，該地區地勢低窪，歷經多次因短時強降雨所造成之淹水事件，區域居民長期面臨水災風險威脅。近年在水務局的輔導與農田水利處的協助下，長興里已建構初步的社區型水門管理體系，提升部分防汛作業效率。然而，現有的水門操作仍以人工為主，欠缺科學化、智慧化的決策依據，且缺乏整合性預警系統作為防災依據。若能進一步導入學術研究機構與民間社區協作機制，結合人工智慧與影像辨識等新興科技，發展智慧型防汛管理模式，將有助於強化在地社區自主防災能力與應變效率，進而降低整體災害風險。隨著人工智慧（AI）、機器學習（ML）與深度學習（DL）等技術蓬勃發展，影像辨識技術在各類監控與監測應用中日益成熟，應用於環境與水利領域更具高度潛力。本計畫即擬透過上述技術，發展一套以「影像辨識水位監測技術」為核心，並整合「區域性灌溉排水系統操作資訊」與「氣象雷達即時降雨觀測資料」的智慧化防汛預警系統。具體而言，系統將透過架設影像監控設備，針對渠道與河川設置影像辨識點，進行連續影像擷取並透過深度學習模型進行水位判釋。另一方面，結合交通部中央氣象署所提供之劇烈天氣監測系統（QPESUMS）雷達回波資料，進行即時降雨與累積降雨趨勢分析，進一步探討其與水位變化的關聯性，建立預測模型。此外，系統將整合水門開度計之歷史紀錄與即時操作狀態，並納入社區日常操作與災時應變之行動模式，透過資料融合與學習分析，建立一套「以水位為依據之智慧型水門啟閉建議機制」，使水門操作從原本依賴人為經驗的模式，轉化為基於資料與演算法的智能決策，並提供水門開度建議值，作為防汛決策之依據。此舉不僅能提升防汛反應速度與正確性，也可減輕第一線人員操作壓力，並降低災時操作風險。本計畫之創新性在於以下幾點：水位影像辨識技術應用於低地淹水熱區之實證研究：針對長興里此類常淹水地區，進行實地布設並測試影像辨識水位技術，有助於提升淹水風險監測之精確度與效率。結合多源資料建構預測模型：結合即時影像、水位計數據、雷達降雨回波及社區水門紀錄等多元資料源，透過深度學習演算法建構降雨與水位之關聯模型，提高預警系統判斷準確度。智慧水門啟閉建議機制：首創將影像水位辨識與水門開度操作直接連動，提供具體開度建議，打造可擴充之智慧水門管理模組。社區參與式智慧防災機制：透過研究機構與民間社區合作，導入地方知識與操作經驗，打造貼近實務且可持續運作之智慧化防災系統。本計畫預期成果包括：(1) 建立可即時辨識水位之影像監測模組；(2) 建構以深度學習分析降雨與水位變化關聯性之模型；(3) 完成一套以水位為依據之水門開闔建議系統；(4) 發展一套整合性智慧化灌溉排水防汛預警系統雛型；(5) 推動社區參與機制，提升民眾防災意識與應變能力。本計畫藉由先進科技與地方參與之融合，打造一套具實務應用價值的智慧防災方案。未來可望擴展至其他類似地形與高風險地區，作為防災韌性建設之典範，並作為政策推動智慧水利管理與氣候調適之重要參考。
關聯:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
显示于类别:	[土木工程學系 ] 研究計畫

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