空中雷射做甚麼：森林之下的地形描繪
105/03/15
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劉進金｜
社團法人台灣地球觀測學會
距離量測的主要目的為決定兩點間之斜距或平面距離。雷射測距儀是常用的距離量測工具之一。雷射測距儀是一種利用雷射向物體發射雷射脈衝並開始計時，於接收到迴波後停止計時，以光束去回這段時間，即可以轉換為雷射測距儀與目標間的距離。空載光達技術(LiDAR)即是以一種長距離雷射測距技術，因為是利用飛機當載台，攜帶雷射掃描儀與精確的空中定位系統，所以可以從空中快速取得一整片地區的高密度地面雷射點的三維坐標。
空載光達科技的雷射光束從空中1500公尺，打到地面上使用小足跡，光束在地面的投影面積直徑約20公分。因此，雷射脈衝可以穿過森林或地面覆蓋物的縫隙，直接測得地面的三維坐標。加上每秒發射的雷射脈衝可以高達20萬到50萬個，可以取得全區很高密度的三維坐標點，稱謂點雲，將地面的三維形貌紀錄下來，空載光達乃成為都市三維模型等三維空間建模的重要工具。更重要的是空載光達小足跡在森林地區的穿透性，造成虛擬伐林的效果，使他成為研究地球科學的重要利器。照片一是大屯火山區馬槽橋附近的森林覆蓋情形，照片二可以看出這個地區在森林內仍有很多空隙。空載光達掃描的整個地區，從圖一掃描完成之「數值表面模型」可以看到七星山西側小油坑南側一帶的樹木覆蓋情形。圖二是光達點雲經過過濾技術，去除樹木與人工建物，只留下打到裸地的雷射點，相當於把樹木與人工建物都予以剷除。因此，圖二數值高程模型顯露出七星山西側岩漿冷卻與流動產生的紋理，揭露地表真面目。
中央地質調查所透過使用LiDAR觀測大台北地區，發現大屯火山群中許多未被發現過的火山口與斷層線，大屯山的火山總數多達五十幾個，對大台北地區的地震風險評估能更為精確。 (本文由科技部補助「新媒體科普傳播：小王子眼中21世紀的地球」執行團隊撰稿)
