臺灣博碩士論文加值系統

彰化雲林地區地層下陷問題長年為民眾及政府所關切，經濟部水利署地層下陷防治工作自1995年開始，近年地層下陷問題已有明顯減少。目前的地層下陷監測方法包括精密水準測量、雙頻GPS固定追蹤站、雷達干涉測量、磁環分層式地層下陷監測井和深層水準樁各有其限制，需相互搭配使用才能得知地表變遷以及地下的情況，且無法得知監測井深度300m以下之地層壓縮資訊。超低頻電磁波遙測技術探勘方法具有非破壞性，速度快、範圍廣、可探測地下深度較深和不受結構與地形影響之優點，適合用於地層下陷區的探測。
本研究採用區域性探勘及設置監測站兩種模式，區域性探勘範圍北至彰化埔鹽，南至雲林水林，選定相關因子後分別進行多元線性迴歸和地理加權迴歸，將地應力變化與現有下陷資料進行比對；超低頻電磁波監測站於彰化溪州與雲林土庫設站搜集資料，進行長時間監測，將地應力變化與現有地層下陷資料進行比對。
所得成果發現於區域性探勘時，土壤液化潛勢、地下水變化、大型交通建設路過與否和下陷變量皆為影響地應力變化的相關因子，將地應力變化與下陷變量資料進行比對，兩者呈現正相關；超低頻電磁波監測站則發現地應力變化與GPS下陷變量呈現正相關。超低頻電磁波遙測方法可透過測得之地應力變化快速推估出地層下陷變化，此法可使用於區域探勘、不同深度的探勘以及高時間抽樣的探勘，靈活性高，為一新型遙測技術。

The problem of land subsidence in the Changhua and Yunlin area has been concerned by the people and the government for many years. The prevention of land subsidence by Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs has decreased significantly since 1995. The current land subsidence monitoring methods include precision leveling, dual-frequency GPS stations, radar interferometry, the continuous land subsidence magnetic ring station and the land subsidence deep benchmark. Each has its own limitations. They need to be used in conjunction with each other to know the surface changes and underground conditions, and it is hard to know the formation compression information of the monitoring well below 300m. The ultra-low frequency electromagnetic wave remote sensing technology survey method has the advantages of non-destructive, fast speed, wide range, can detect deep underground depth and is not affected by structure and topography, and is suitable for the detection of land subsidence areas.
This study adopts two modes of regional exploration and setting up monitoring stations. The scope of regional exploration includes Changhua and Yunlin. After selecting relevant factors, multiple linear regression and geographically weighted regression are used, and compare the change of crustal stress with the existing subsidence data. The ultra-low frequency electromagnetic wave monitoring stations are set up in Changhua Xizhou and Yunlin Tuku to collect data, conduct long-term monitoring, and compare the change of crustal stress with existing land subsidence data.
In the regional exploration, the soil liquefaction potential, groundwater changes, large-scale traffic construction passing or not, and subsidence changes are all related factors affecting the changes of crustal stress. The data on crustal stress changes and subsidence changes are compared. There is a positive correlation; the ultra-low frequency electromagnetic wave monitoring station found that the crustal stress changes arepositively correlated with GPS subsidence changes. The ultra-low frequency electromagnetic wave remote sensing method can quickly estimate the change of land subsidence through the measured crustal stress changes. This method can be used for regional exploration, exploration at different depths, and exploration with high time sampling. It has high flexibility and is a new type of remote sensing technology.

誌謝 ................................................................................................................................... i
摘要 .................................................................................................................................. ii
Abstract ............................................................................................................................ iii
目錄 ................................................................................................................................... v
圖目錄 ........................................................................................................................... viii
表目錄 ............................................................................................................................. xi
第一章 緒論 ................................................................................................................... 1
第一節 研究動機 ........................................................................................................ 1
第二節 研究目的 ........................................................................................................ 2
第三節 論文架構 ........................................................................................................ 2
第二章 文獻回顧 ............................................................................................................. 4
第一節 地層下陷定義與發生原因 ............................................................................ 4
一、地層下陷定義 .................................................................................................... 4
二、地層下陷原因探討 ............................................................................................ 4
第二節 現行地層下陷監測方法 ................................................................................ 5
一、水準測量 ............................................................................................................ 5
二、磁環分層式地層下陷監測井 ............................................................................ 6
三、深層水準樁 ........................................................................................................ 6
四、雙頻GPS接收站 .............................................................................................. 7
五、InSAR ................................................................................................................. 7
第三節 非破壞性遙測方法 ........................................................................................ 8
一、透地雷達法 ........................................................................................................ 8
二、地電阻法 ............................................................................................................ 8
三、超低頻電磁波法 ................................................................................................ 9
第三章 研究方法 ........................................................................................................... 18
第一節 研究流程 ...................................................................................................... 18
第二節 研究區域概述 .............................................................................................. 19
第三節 現有監測方法資料搜集 .............................................................................. 23
一、水準測量方法資料搜集 .................................................................................. 23
二、GPS測量方法資料搜集 ................................................................................. 23
三、地陷分層監測井與深層水準樁測量方法資料搜集 ...................................... 24
四、地下水位變化監測資料與水文地質剖面之搜集 .......................................... 25
第四節 探測儀器與監測站設置 .............................................................................. 26
一、探測儀器介紹 .................................................................................................. 26
二、低頻電磁波監測站之設置 .............................................................................. 27
第五節 迴歸方法 ...................................................................................................... 29
一、多元線性迴歸分析（Multiple Linear Regression, MLR） ........................... 29
二、空間自相關檢定（Spatial Autocorrelation test） .......................................... 30
三、地理加權迴歸 (Geographically Weighted Regression, GWR) ...................... 30
第四章 研究成果 ........................................................................................................... 32
第一節 雲彰兩縣範圍之地應力探勘 ...................................................................... 32
一、地應力探勘範圍與目的 .................................................................................. 32
二、地應力測量調查成果 ...................................................................................... 33
三、各項因子的空間分佈 ...................................................................................... 41
四、多元線性迴歸探討 .......................................................................................... 43
五、地理加權迴歸探討 .......................................................................................... 46
第二節 低頻電磁波監測站資料分析 ...................................................................... 53
一、低頻電磁波資料與岩心資料比對 .................................................................. 53
二、Ground truth資料 ............................................................................................ 54
三、低頻電磁波時間序列圖 .................................................................................. 59
四、GPS高程變化與地應力變化分析 ................................................................. 60
五、深層水準樁地層壓縮量與地應力變化分析 .................................................. 68
六、磁環分層監測井地層壓縮量與地應力變化關係 .......................................... 75
第五章 結論與未來研究 ............................................................................................... 77
第一節 結論 .............................................................................................................. 77
第二節 研究貢獻 ...................................................................................................... 77
第三節 研究限制與未來研究建議 .......................................................................... 78
參考文獻 ......................................................................................................................... 79
附錄一 多元線性迴歸成果 ........................................................................................... 82
附件二 空間自相關表 ................................................................................................... 90
附件三 區域地震統計 ................................................................................................. 106

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