防災資料視覺化之應用(下)

(本篇刊載於教育部103年校園災害防救實務暨理論研討會論文集)

蔡孟涵 國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心
康仕仲 國立臺灣大學土木工程學系
賴進松 國立臺灣大學國立臺灣大學水工試驗所
譚義績 國立臺灣大學生物環境系統工程學系

四、 災後復原及學習

       在災害逐漸減弱及遠離時，防災單位需將應變過程加以記錄及典藏，以利未來應變及訓練之參考。故臺大天災中心在災後復原及學習階段，建置一「水利緊急應變經驗學習中心」，將各災害事件之應變資料留存，幫助使用者了解較重要的災情資訊；也為了將防災落實於教育上，以「水利防災互動電子書」的形式展示經驗學習平台之內容，可提供民眾離線瀏覽及影音互動，內容更加豐富多元。以下將進行說明。    

1、水利緊急應變經驗學習中心    

       近年來臺灣水文環境受到全球氣候變遷影響，導致降雨型態改變，豐枯水期差異拉大，屢遭颱風及暴雨侵襲造成水災，有時卻因氣候變異而形成乾旱。由於洪旱災害情況難以預料，應變處理方式亦無一定標準可依循，故應持續蒐集整理相關經驗，並轉化為珍貴的應變處理知識，以建立有效的教育訓練與學習檢測機制，進一步充實業務相關人員知能，提昇作業效能。故臺大天災中心建置一「水利緊急應變經驗學習中心」讓使用者能了解較重要的災情資訊，並依此判斷決定閱讀那些事件。詳細內容可參閱以下文章：康仕仲、楊兆中、許睿叡 (2012)，「災害管理經驗學習中心」，臺灣災害管理研討會，台北，台灣。

(1) 開發目的

       「水利緊急應變經驗學習中心」主要目的乃集結過去之實際經驗予以整理歸納，以利於相似情境發生時，能有效地藉由經驗汲取來解決問題。在歷年災害經彙整並系統性管理整建為經驗學習中心後，若遭遇類似條件因素之災害，使用者能在災前可瞭解過去災害並加強防災觀念，在災中能提供決策者防災應變之參考，災後亦可檢視學習經驗資訊是否真的對防災有所幫助。「水利緊急應變經驗學習中心」亦可提供一般民眾進行閱覽，藉由對過去災害的了解，加強防災的觀念，達到教育意義，並可幫助使用者快速從小量資料中找出可能之類似路徑資料，再透過連結進一步詳細閱讀，如此可幫助使用者提高決策效率，快速掌握類似颱風事件之經驗，以避免可能災損之發生。

(2) 系統說明

       「水利緊急應變經驗學習中心」（圖13） 由HTML5中之CSS語言，將系統架構為框架型式。為增加使用易學性與使用效率，我們選擇使用較明亮之外框顏色以方便使用者閱讀。位於網頁左側之欄位主要目的為搜尋之用，而右側為資訊的呈現，因此顏色必須明顯作區隔（圖14）。在左側欄位最上方為Google自訂搜尋引擎新增搜尋框，協助使用者在系統中搜尋所需內容；其下方我們將所有災害依照災害年份、種類或事件類型三種搜尋方式。在右側則包含：事件陳述、氣象動態、水情分析、災情處置、重要經驗、重要事件過程、衛星圖-雷達圖、水情分析圖表、3D-GIS等九項資訊，並可於摘要報告處下載關鍵報告，使用者亦可藉此即可在一開始便清楚了解災害之概要資訊，並依所需分別點選細節分類。

圖13、 水利緊急應變經驗學習中心登入晝面

圖14、 水利緊急應變經驗學習中心之介面

(3) 視覺化應用

       「水利緊急應變經驗學習中心」除展示事件陳述、氣象動態、水情分析、災情處置、重要經驗、重要事件過程、衛星圖-雷達圖、水情分析圖表、3D-GIS等九項資訊外，在介面設計上提供使用者依照個人之閱覽習慣移動框架之相對位置，以增進對系統之使用印象，使用者亦能藉由變更欄位顏色，以標註重點或提醒上次閱覽紀錄（圖15）。 在「水利緊急應變經驗學習中心」中，每筆災害資料都含有圖片、影片、文字、圖表等多種資料，藉由多種展示，讓資訊更為生動地提供給使用者，網頁中也包含災害期間執勤人員之錄音或錄影紀錄（圖16）。   

圖15、 資料欄移動及標註重點顏色示意圖

圖16、 102年石門水庫排砂事件部份內容

       「水利緊急應變經驗學習中心」亦設計有動態關聯模組之功能，所謂「動態關聯模組」即依照某指定分類方式，將不同之獨立事件依其特定關聯性互相連結，由於其關聯性造成之相似，以快速從關聯事件中擷取經驗。在「水利緊急應變經驗學習中心」中，選用「颱風路徑」與「受災地區」作為關聯依據（圖17）進行分類：根據台灣氣象局之分類，颱風路徑一共分為十種；受災地區則將台灣分為北、中、南等六大區域。當颱風來臨，根據預測路徑與受災地區則能快速找到較高關聯性之颱風事件，以助分析研判。       

圖17、 颱風路經之關聯性模組

       「水利緊急應變經驗學習中心」亦因應多元瀏覽器而進行不斷改版及調整，目前Firefox、Google Chrome、Opera、Safari、Internet Explorer 9等主流瀏覽器皆已支援HTML5技術，「水利緊急應變經驗學習中心」可於各瀏覽器上完整呈現多媒體資訊，並亦可於行動裝置上即時瀏覽，行動裝置上採以置中之呈現方式，並依據平板電腦的解析作調整，藉此使使用者有更舒適之閱覽環境。    

2、 水利防災互動電子書

       為能更廣泛地將防災落實於教育上，臺大天災中心及水利署防災中心目前正在將水利防災經驗進行數位典藏，並以互動電子書形式來展示「水利緊急應變經驗學習中心」之內容，期望能讓防災專業人員及民眾都能更瞭解災害事件，並思考未來應變之方式。

(1) 開發目的

       「水利防災互動電子書」以時間軸為概念，蒐集事件發生時各時間點之氣象動態、新聞事件、動態畫面等內容，讓讀者能了解該水利事件之全貌，從而瞭解並思考未來應變之方式，並可配合學校或防災單位教學課程，進行防災教育之推廣。「水利防災互動電子書」與「水利緊急應變經驗學習中心」最大不同處，在於電子書具備離線瀏覽及影音互動二大功能，更加提升學習互動性。藉由建置「水利防災互動電子書」，可作防災應變的經驗傳承。

(2) 系統說明

       「水利防災互動電子書」照不同事件性質可分為水利事件、旱災事件、重大水利事件三種（圖18）； 內容包含八大項：(i)事件陳述：對災害事件之簡介，包括發生時間、重要紀錄與災害損失等關鍵訊息，提供使用者在短時間內快速瀏覽所含重要資訊。(ii)氣象動態：記述颱風或災害從生成之後，其各時間之颱風眼位置、颱風強度及對臺灣的影響等資訊，直至解除海上警報為止。(iii)水情分析：描述災害來臨期間全台各處降雨情形與最大雨量發生之雨量站，並提供全台雨量圖輔助呈現。(iv)災情處置：政府因應災情之處置行為，主要針對災害期間內之災情描述與救災行動。(v)重要經驗：針對災害事件歸納總結重點，包括特殊天氣情況、政府緊急應變作為及特殊救災經驗等。(vi)重要事件過程：整理災害期間所發生的重點事件，包括警報發布與解除時間、大雨特報、特殊事件描述等。(vii)衍生行為：災情處置後，後續之災後調查、災損設施修復行為與因而衍生之相關專案推行與政府決策。(viii)隨堂測驗：在經驗學習過後，安排三到五題的測驗題目，以檢核是否對該事件之關鍵訊息有所了解。       

圖18、 三大類「水利防災互動電子書」

(3) 視覺化應用

       「水利防災互動電子書」依據臺大天災中心防災資料典藏流程之分類方式，將內容分為八項。以下以民國98年莫拉克風災為例，呈現電子書設計內容。莫拉克風災事件雖解決中南部缺水危機，卻使得各地淹水災情頻傳，造成不少死傷與重大農業損失。98年莫拉克風災事件帶來許多面向的反思，除了更全面地認識複合型災害，亦需加強整合救災及復建工作，強化堤防弱面，提升崩塌地的預警機制，並透過跨部會整合相關法規，使治水、防災及減災達到施政目標，藉以降低颱洪災害對生命財產的威脅。

重大水利事件封面    

事件陳述、氣象動態   

災情處置、互動影像

衍生行為    

98年莫拉克風災事件封面    

水情分析    

重要經驗、重要事件過程    

隨堂測驗

圖19、 98年莫拉克風災事件

3、小結

       目前「水利緊急應變經驗學習中心」及「水利防災互動電子書」的建置，是以中央災害應變中心是否開設該災害專區為判斷依據，而其資料可從水利及氣象相關單位網站獲取所需的報告和圖像資訊，作進一步彙整後，並依其特性及應對經驗而存有不同需求的資訊。在視覺化設計上，依據使用性原則，「水利緊急應變經驗學習中心」以以明晰的版面設計增加學習性與效率，並以版面編排的自由性增加可記憶性，且提供索引來搜尋災害事件。在「水利防災互動電子書」設計上，增君互動式影音資料，提供更有趣及更多元之學習。期藉由此二項災後學習之推廣及落實，讓防災人員及民眾對歷史事件有更深入之瞭解，進一步減少災害所帶來之影響，並可於未來採取適當的防範及面對方式，建立有效且永續的教育訓練與學習檢測機制。

五、結論

       國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心開發之「天然災害緊急應變演練腳本產生器」、「歷史颱風事件搜尋程式」、「防災資訊儀表板」、「防災決策支援系統」、「水利緊急應變經驗學習中心」及「水利防災互動電子書」，能提供災前演練及整備、災中預警及應變、災後復原及學習各防災階段之需求。「天然災害緊急應變演練腳本產生器」能自動產生具多元化且擴充性之演練腳本供防災演練人員參考；「歷史颱風事件搜尋程式」能提供防災人員以點選方式快速搜尋及比對相關路徑之史颱風事件；「防災資訊儀表板」在災中可提供水情預警人員之淹水警戒之判斷及分析；「防災決策支援系統」將水情分析資訊以視覺化方式呈現，提供決策人員不同層級之探索及決策判斷；「水利緊急應變經驗學習中心」彙整災害事件及應變資訊，幫助事後復原之參考及經驗學習；「水利防災互動電子書」加強互動式影音及離線瀏覽功能，能配合教育進行永續推廣。目前防災資訊仍需要進一步的進行資料定及使用性需求分析，才能讓複雜且多元之防災資料進行更合適及正確的運用，在未來亦要加強防災資料重復使用之加值應用，以期落實災前整備、災中應變及災後復原之防災任務。    

致謝

       作者感謝〈臺灣氣候變遷之前瞻研究：整合水文氣象、減災技術與智慧平台〉、〈臺北市重大天然災害緊急應變模擬訓練系統委託規劃案〉、〈經濟部水利署災害緊急應變小組服務團計畫〉、〈行動水利防災資訊服務先期規劃與應用〉、〈水利決策資訊支援系統規劃－水旱災害防救及重大事故決策支援系統整合規劃〉、〈防災決策支援系統更新及配套措施作業流程規劃之研究〉、及〈防災決策支援系統更新及配套措施作業流程規劃之研究(2/2)〉等計畫之協助及指導。作者亦感謝參與研究之國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心、臺北市消防署、水利署防災中心人員之指導及意見回饋。

參考文獻

蔡孟涵、黃詩閔、康仕仲、賴進松 (2013)，「防災決策支援系統」，災害防救科技與管理學刊，第2卷，第2期，21-33。

蔡孟涵、莊智仁、康仕仲、賴進松、譚義績，「天然災害緊急應變演練腳本產生器」，災害防救科技與管理學刊。（接受日期2014年3月28日）

康仕仲、楊兆中、許睿叡 (2012)，「災害管理經驗學習中心」，臺灣災害管理研討會，台北，台灣。

宋爾軒、蔡孟涵、康仕仲、賴進松、譚義績 (2014)，「防災資訊儀表板開發研究」，災害防救科技與管理學刊，第3卷，第1期，69-94。

康仕仲、吳宗翰、陳奕竹、許睿叡、莊世坤、蔡孟涵、賴進松 (2013)，「人性化操作考量之歷史颱風事件搜尋程式」，社團法人臺灣災害管理學會電子報，第12期，2013年5月15日發行：網址 http://www.dmst.org.tw/e-paper/12/12/001.html。

康仕仲、李清勝、何興亞 (2010)，「防災決策支援系統更新及配套措施作業流程規劃之研究(2/2)」，經濟部水利署期末報告。臺北市：經濟部水利署。