薄雲還是揚塵?多光譜衛星影像提供線索

2026年6月21日,農業部林業及自然保育署航測及遙測分署執行例行航拍監測任務時,在馬太鞍溪堰塞湖以北的萬里溪上游,發現一處新生堰塞湖。事隔一個多月後,重新檢視事件前後的衛星影像,似乎還能找到一些值得進一步追查的線索。

根據陽明交通大學防災中心趙韋安教授研究團隊的微地動訊號分析,6月20日上午11時起,當地已陸續出現多起崩塌事件;其中規模最大的訊號發生於臺灣時間15時43分,被研判為大量土石滑入萬里溪河道、形成堰塞湖的關鍵事件。(引用出處

回溯比對Sentinel-2 L1C衛星影像,可找到一幅於6月20日10時31分成像的資料,比15時43分的關鍵崩塌早了5小時12分;另一幅則拍攝於6月23日10時25分。兩者比較可以看到,原有崩塌地明顯擴大,大量土石進入萬里溪河道,並在上游形成清楚可見的湖體,與地動訊號所推估的事件時間大致吻合。

Sentinel-2 L1C 衛星影像,2026年6月20日10時31分成像。
Sentinel-2 L1C 衛星影像,2026年6月23日10時25分成像。(連結:link.dataspace.copernicus.eu/nnpb)

進一步與7月3日影像比較,可以發現堰塞湖面積持續增加,但主要崩塌裸露範圍並未出現同等幅度的擴張。比較特別的是,6月20日上午影像中位於崩塌地東側、與坡面相連的白色羽流狀區塊,此時已經完全消失。

Sentinel-2 L1C 衛星影像,2026年7月3日拍攝。

這片白色區塊究竟只是薄雲或局部霧氣,還是崩塌發生時揚起的粉塵?調閱6月18日影像後,在當時可辨識的範圍內,並未觀察到相同的白色羽流狀區塊。不過,由於該景影像受到部分雲層遮蔽,仍不能僅憑這一幅影像確定白色區塊出現的確切時間。

Sentinel-2 L1C 衛星影像,2026年6月18日拍攝。

6月22日的空中勘查照片則提供了另一項線索。影像中,崩塌地周邊部分林冠呈現灰白色,坡腳附近亦可看到疑似揚塵;林業保育署花蓮分署同時指出,空勘時現場仍有零星落石持續崩落。這些現象顯示,大量鬆散土石確實可能在崩塌過程中形成粉塵並向鄰近林地擴散。

6月22日空中勘查照片(出處:林業及自然保育署花蓮分署,https://hualien.forest.gov.tw/news/0078611

為了進一步判斷6月20日影像中的白色區塊,可以運用Sentinel-2的多光譜特性,採用B12、B11與B8A組成假色影像:

  • 紅色通道:B12,短波紅外SWIR-2,中心波長約2.19 μm,解析度20公尺。
  • 綠色通道:B11,短波紅外SWIR-1,中心波長約1.61 μm,解析度20公尺。
  • 藍色通道:B8A,窄幅近紅外,中心波長約0.865 μm,解析度20公尺。

這組波段又稱為「大氣穿透組合」。相較於可見光,近紅外與短波紅外較不容易受到部分薄霧及大氣散射影響,因此有助於凸顯地表裸露土石、植被與水體的差異。

在這樣的光譜組合顯示設定下,植被主要呈藍色,裸露土石呈黃綠至土黃色,較厚的雲體則呈亮白或青白色,薄霧則會消失。6月20日及23日真實彩色影像中的薄霧或霧霾,在這組近紅外與短波紅外影像中明顯減弱,而新增加的裸露地及周圍羽流狀區塊仍清楚呈現。這項結果支持真實彩色影像中白色羽流狀區塊可能是崩塌揚塵的解釋。

6月23日Sentinel-2 L1C 真實彩色影像中有大範圍的薄雲或霧霾。
6月23日Sentinel-2 L2A 真實彩色影像雖然經過大氣校正,但改善成效有限。
透過多光譜組合,可以大幅降低大氣中薄雲或霧霾影響,並凸顯地表裸露情況。

綜合影像時序、多光譜表現、地動訊號與空中勘查照片,可以提出一個較為合理的事件歷程:6月18日至6月20日上午10時31分之間,原有崩塌地可能已發生較小規模的崩落或坡面擾動,造成部分植生消失,並在坡面東側形成疑似粉塵羽流;6月20日上午11時以後,地動監測開始辨識出一連串崩塌事件,最後於15時43分發生規模最大的崩塌,大量土石進入河道,形成新的堰塞湖。

2026年6月18日 Sentinel-2 L1C 經光譜組合後假色影像。
2026年6月20日 Sentinel-2 L1C 經光譜組合後假色影像。(連結:link.dataspace.copernicus.eu/ocnd)
2026年6月23日 Sentinel-2 L1C 經光譜組合後假色影像。
2026年7月3日 Sentinel-2 L1C 經光譜組合後假色影像。

由於薄雲、霧氣與粉塵在可見光衛星影像中有時呈現相似的外觀,僅憑影像色彩往往難以準確區分。此時,可透過不同波段的多光譜組合或相關光譜指標進行分析,作為輔助判讀的依據。未來若能納入更多時段的高解析度影像,並結合當時的風向與風速、地動訊號及各波段光譜值進行交叉驗證,將有助於更完整地還原這次崩塌事件的發展歷程。

進一步查閱臺灣五萬分之一地質圖,這處崩塌地的地層主要由高嶺片岩構成。其中,高嶺石(Kaolinite)通常呈白色至灰白色,而片岩中所含的白雲母與石英,也可能因反射光線而呈現明顯的銀白色或絹絲光澤。因此,衛星影像中所見的白色羽流狀區塊,除了受到粉塵濃度、粒徑、含水量、日照角度與大氣條件影響外,也不排除與當地岩層的礦物組成有關。不過,這項推論仍須結合現地採樣、礦物分析、光譜量測及氣象資料,交由地質與遙測專家進一步驗證。若後續經過更嚴謹的科學研究,確認此類地質帶在崩塌發生時會產生具有特定顏色或光譜特徵的粉塵羽流,未來或許可將其納入衛星或影像監測的輔助判釋因子,作為辨識坡面擾動與崩塌事件的早期線索之一。

馬太鞍溪堰塞湖粉塵漫天的畫面(出處:工商時報

後記:

本文完成後農村發展及水土保持署同仁分享給我BIgGIS巨量空間資訊系統上,6月20日及6月22日 PlanetScope 衛星影像截圖畫面。這兩幅影像解析度地面空間解析度為3公尺,優於Sentinel-2 衛星影像20公尺,加上拍攝當時幾乎無雲,也可以進一步證實本文的推論。

6月20日PlanetScope 衛星影像(來源:農村水保署BigGIS平臺)
6月22日PlanetScope 衛星影像(來源:農村水保署BigGIS平臺)

同時,6月20日影像中崩坍地右側植被的紋理比較模糊,6月22日植被的紋理變清楚,大膽推測,6月20日大量粉塵可能還漂浮在空中,表示崩坍發生在之前不久,6月22日則都已經沈降到地面上。

6月20日及22日PlanetScope 衛星影像比(來源:農村水保署BigGIS平臺)

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