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台灣如何運用地圖防災?

陳 慈忻
・2012/12/07 ・1164字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

地圖在我們的日常生活中無所不在,用Google map找熱門餐廳位置、搭乘公車要看看路線圖,車上裝的全球定位系統(Global Positioning System ,簡稱GPS)導航是地圖。

交通部長毛治國在2012年11月9日表示,未來民眾於颱風警報期間撥打「166」、「167」,可以免費諮詢氣象預報,可見台灣人對於災害的警覺心增加,更在意災害風險。但是你有沒有想過:地圖可以在災害風險上有什麼用處?

「天然災害潛勢地圖」象徵台灣災害風險概念提升,是地圖在災害防治上應用的實例。什麼是「潛勢地圖」?潛勢地圖能用圖片的形式,讓閱讀者看到災害可能發生的位置、可能影響的範圍,達到防災目的。

透過災害潛勢地圖可以規劃收容場位置、疏散避難路線,同時還能在災前提供政府作為國土計畫、都市計畫的依據。像這樣應用性質的防災作業,事實上背景作業相當繁雜,從資料的產生到地圖完成,需要政府、學術界,甚至於私人企業協助。

今年度台灣天然災害潛勢地圖已經有1,159張的成果,防災項目包括土石流、淹水、海嘯、坡地崩塌等。

1張地圖上要能呈現眾多防災資訊,不像旅遊地圖能用一般的繪圖軟體完成,那麼地圖繪製者是如何辦到的呢?

根據2012年國土資訊系統通訊中《天然災害潛勢地圖製作與應用》的研究,災害潛勢地圖可以透過地理資訊系統(GIS)相關軟體繪製,地理資訊系統能夠整合具有空間座標的資訊,並且可在地圖上設計不同的分析及呈現方式。

同一種災害的潛勢地圖,會有那些不同的呈現方式,達成不同的效果呢?就水災而言,常見的災害潛勢地圖包括「災害雨量門檻值」的縣市圖幅及「淹水潛勢地圖」。

這兩種地圖各自有不同的作用,「災害雨量門檻值」圖幅能呈現不同地區達到淹水危險標準的雨量值,協助單位在氣象事件發生時,迅速應變防災作業;「淹水潛勢地圖」需要結合歷史災害調查資料,以及地形、地質、雨量、土地使用方式等空間資訊整合來分析淹水可能發生的位置,能幫助災前治理排水及防洪設施、預備疏散作業。

「災害」1詞係由人的角度出發;從大自然的角度,它可以是大地萬物活躍的表徵,也可以是對人類活動的反應。自然活動持續的發生,加上人類活動產生的「自然反應」逐漸強化的情況下,空間資訊平台能整合防災資訊、加強風險管理。

(本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!)

資料來源:張志新、傅鏸漩、王俞婷、陳怡臻、吳啟瑞、包正芬、黃俊宏(民101),天然災害潛勢地圖製作與應用,國土資訊系統通訊,82,46-59。


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陳 慈忻
55 篇文章 ・ 0 位粉絲
在丹麥的博士生,專長是用機器學習探索人類生活空間,正在研究都市環境變遷與人類健康的關係。曾擔任防災科普小組編輯、社會創新電子報主編。


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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?

胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)


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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。