漁電共生光電板增多少? 生多所開發衛星影像判釋技術準確率逾9成

彰化濱海漁塭曬池期間,變成「水鳥餐廳」,提供鳥類主要食物來源。(圖片提供/生物多樣性研究所)

國內沿海陸上養殖魚塭過去因營造出濕地環境,提供候鳥主要食物來源及棲息地,發揮良好生態功能,近年因推動能源轉型、經營漁電共生,可能對這樣的濕地環境產生衝擊。為了掌握光電案場分布資訊及變化,農業部生物多樣性研究所運用開放的衛星影像,開發出一套低訓練成本、短期訓練時間的遙測影像判釋技術,可有效掌握光電板分布,準確率逾9成。

為了有效辨識魚塭水面反光與光電板的遙測影像差異,生多所以歐洲太空總署(ESA)開放免費使用的Sentinel-2衛星影像,選擇人體肉眼可見光以外的Band 8、Band 11和Band 12三個波段光譜,組合而出的假色影像,結合地理資訊系統ArcGIS,並運用機器學習架構U-Net進行深度學習,建立起一套偵測架構,可有效判釋光電案場的分布。

此判釋技術運用Sentinel-2影像,篩選雲覆率較低、約半年一張的衛星影像,以10乘10(公尺)面積為單位的全臺影像作機器學習,建立判釋架構;在養殖區判釋準確率可達94.5%,F1分數、Kappa值等不同指標準確率也達0.94和0.89;在西南沿海的判釋應用中,整體準確率達到96%,F1分數及Kappa值分別為0.92及0.9。

生多所七股研究中心主任洪夢祺表示,因為此判釋架構使用免費衛星影像,硬體也只需要用到高階的個人電腦,成本大為降低,並以簡單的訓練架構降低訓練成本,只要短期訓練時間,均有助技術擴散應用;生多所目的在建立此技術的方法論,無償提供外界應用,研究成果已發表ESCI期刊《Remote Sensing Applications: Society and Environment》,相關顧問公司即可參考建立判釋模型,提供監測服務。

2020至2023年西南沿海縣市主要光電發展土地年度變化情形。(圖片提供/生物多樣性研究所)

此外,由於光電板與水鳥棲息地高度重疊,棲地縮減可能對鳥類族群產生負面影響,政府目前會透過環社檢核機制,要求漁電共生案場執行延長曬池時間和提升鄰近濕地的水鳥承載量等生態補償措施,以降低生態衝擊,生多所也正開發魚塭曬池分布監測技術,盼能監督光電案場確實執行曬池。

洪夢祺指出,魚塭漁獲收成後,漁民通常抽走大部分池水,讓魚塭充分曝曬日光,分解底泥有機質、有效消毒,曬到快乾的魚塭會留下不收成的剩餘魚蝦,因此往往成為「水鳥餐廳」;生多所開發曬池監測技術,運用Sentinel-1的合成孔徑雷達影像(SAR),以快乾的魚塭光線反射會散射,滿水魚塭如鏡面,只有單一角度反射的差異,作為判釋技術建立的基礎。

洪夢祺說,相關科學監測技術開發,希望協助臺灣在能源轉型與生態衝擊間找到平衡點,未來曬池監測技術開發成功,也將無償開放外界應用,共同守護生態環境。