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企業防災(三):公益防災,研發軟體新平台

陳妤寧
・2014/08/02 ・2946字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 547 ・八年級

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採訪編輯 / 陳妤寧

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

莊國煜執行長認為防救災的相關科技正需要以公益公司的態度處理,因為防救災屬於整個社會需要面對的問題。(圖片來源:作者)
莊國煜執行長認為防救災的相關科技正需要以公益公司的態度處理,因為防救災屬於整個社會需要面對的問題。(圖片來源:作者拍攝)

隨著資通科技的發達和普及,救災相關的平台在網路上紛紛湧現。工研院開發的「GeoThings 救災資訊協調平台」,著眼於如何在大量的資訊流之中,提供救援單位更好的協調工具,也透過災情回報的機制,讓救援單位更了解各地的物資與人力分布情形,避免社會資源的重複和浪費。

一個救災資訊協調平台同時具有資訊的 Input 端和 Output 端,Input 端包含政府單位如水利署、水保局、氣象局、NCDR 災防中心所提供的災情資料庫,另外還有各地災區透過網路或電話回報的災情資訊。Output 端則以防災地圖的形式呈現,讓官方、民間的救援組織可以更了解哪裡缺乏物資、哪裡道路順暢。以開放平台的形式提供這些資訊,可以有效減少因仰賴媒體有限的報導,而使資源一窩蜂的傾注於少數特定災區的情形。

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除了大家已經習慣的網頁(web)介面之外,隨著行動裝置的發達,應用程式(app)以另一種操作介面、提供相同的操作功能,讓在災區的無論是受災方或救災方,都能夠以手機(硬體)搭配 app(軟體),以比在辦公室來得更利於移動的方式來運用救災平台的功能。

究心科技(GeoThings)的技術團隊以地理圖資為基礎,在受災方和救災方之間搭起更有效率的橋樑。本篇文章專訪了究心科技的執行長莊國煜,為我們解釋救災資通工具的基本觀念,並分享究心科技的發展歷程。

座標簡訊,「離線使用」在災時的重要性。

究心科技最早的產品發想是座標簡訊,也就是在文字訊息之外加入地理資訊,利用 app 抓取 GPS 訊號、將座標轉換成 URL(網址)的形式寫在簡訊中發送並回報。雖然大家現在都習慣直接用 Facebook 或 Line 來傳遞訊息,但在災難發生時,網路連線設備本身也可能受到損害,或是因為大家都急於登入社群網站報平安,而導致網路連線壅塞。而發送簡訊所需的頻寬遠比網路來得低,不論有沒有網路、是不是智慧型手機,簡訊是對最多數人而言最為方便的工具。而智慧型手機還可搭配拍照功能,app 可在網路訊號較佳的時候上傳,提供資訊彙整平台各地的災情資訊。

提到災時的「離線使用」需求,必須同時介紹 OpenStreetMap(開放街圖,簡稱OSM)。OpenStreetMap 採用類似 Wikipedia(維基百科)的協作與共用模式,任何使用者都可以編輯繪製,並且以開放資料庫授權(ODbL)釋出資料,提供給任何人從事加值應用。在海燕颱風來臨之前,就有志工在菲律賓當地協助繪測,預先標示出避難所、物資可運入的港口、停機坪和道路資訊,協助災害救援工作的布局;災後則標出各地受災區域、以及最新的交通狀況,例如哪裡有車禍?哪裡施工中?這些資訊使紅十字會、慈濟或 OCHA(聯合國救災協同組織,Office for the Coordination of Humanitarian Affairs)或其他救災組織可以更順利的拓展救援工作。且 OpenStreetMap 圖資系統可在離線時操作,在網路不通、無法使用大家目前最習慣的 Google Map 時,OpenStreetMap 就像前述的簡訊一樣,成為離線狀態下的最佳選擇。

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除了政府開放資訊,群眾外包更是重要的資訊來源。

「各國政府在災時皆會提供高解析度衛星圖,但對救災組織來說,更有用的是當地社群回報的現地災情訊息。無論是文字敘述或是照片回傳,這些資訊依地理位置和既有的圖資重合之後,可以成為救援組織判斷如何分配人力和物資的一大助力。」莊國煜執行長認為在政府提供的資料之外,民間社群的資訊彙整以及不同組織之間的橫向溝通,是更大的挑戰。

事實上,台灣的政府單位已經累積了許多防災資訊匯集的經驗,並且由國家災害防救科技中心來統整發佈。不過如上所述,在災難發生時,除了仰賴官方提供的正確訊息、或開放資料庫(Open Data)以供平台串接;各地災區的細節資訊,更需要民間志工以及網路社群加入協助,這種自下而上的資訊匯集模式,正是近年來風行的群眾外包(Crowdsourcing),也是救災平台希望得以彙整協調的一大資訊來源。

工具做好之後,還需考慮「使用者」。

究心科技發展救災平台的最大目的,就在於為救災組織提供一套完整的工具、一個橋接和整合資訊的平台介面,來優化整個救災流程。然而在推廣方面,若使用這套 app 機制回報災情的用戶太少,在災情彙整上的來源也就有限;另一方面,對最主要的使用者——救災組織——而言,不少組織還未習慣以新的資通工具取代過去的通訊器材,而不同組織之間的信仰、邏輯、習慣的做事方式也都不同。

「想要真正解決救災流程的問題,不是做好一個 app 或一個網頁丟出去就可以解決的。」莊國煜執行長表示。無論是在志工端或組織端,都需要長期的溝通和經營,了解對方的需求和反饋,才可能成就一個真正有用的「救災工具」。

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因此究心科技採取看似「繞遠路」的方式,決心從志工端的使用習慣開始耕耘。究心科技和台灣大哥大基金會合作,推出了「微樂志工」平台,媒合 NPO 和志工之間的需求,NPO 可以在平台上刊載志工需求,例如哪裡需要多少人協助做什麼事、名額、期限等等,還包含了後台表單下載、以 QR code 簡化報到流程等功能支援。NPO 無需再多花錢、或是為了和多個單位串接而奔波。志工則可綜覽並報名各地的志工機會,並累積自己的「志工履歷」;這對許多要求學生累積服務時數的學校而言是十分有用的工具。

這些熟悉網路工具的年輕世代,正是究心科技想瞄準的志工族群。唯有從平日對這些資通工具的使用習慣開始培養起,在災難來臨時才不需另外熟悉一套「防災 app」。只要打開平常習慣瀏覽的志工需求平台,就可以知道各地的需求。未來究心科技會再加入地圖和回報機制,現階段以培養志工端對於這套工具的粘性為目標。

公益公司,整個社會都是利害關係人。

究心科技目前有七位成員,是工研院資通所第一屆 Spin-off(衍生)出來的第一個社會公益領域的新創事業,屬於公司型態,但章程則為公益公司法。公益公司的精神意味著除了股東利益極大化之外,更納入整個社會作為公司的利害關係人,避免企業在追求利益極大化的同時忽略了對社會造成的「外部成本」。

莊國煜執行長認為防救災的相關科技正需要以公益公司的態度處理,因為防救災屬於整個社會需要面對的問題。研發團隊固可以提供技術與維護作為獲利模式,但不應侷限於狹隘的股東利益,而是納入全社會的福祉考量。如何善用工研院的背景和政府單位的資料庫合作、以及透過和台灣大哥大基金會的合作,持續經營和 NPO 之間的關係,是究心科技未來將持續發展的目標。因為「工具」的價值,最終仍須回到「人的使用」上才能有效地發揮。「究心」正代表了「一切科技終究需要回歸人心」。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

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本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。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!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

企業防災系列專題:

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陳妤寧
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熱愛將知識拆解為簡單易懂的文字,喜歡把一件事的正反觀點都挖出來思考,希望用社會科學的視角創造更宏觀的視野。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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企業防災:導言
李天申
・2014/08/02 ・1511字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 578 ・九年級

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

日本的工程用機械和人員(圖片來源: Flickr, Gabriel Goh)
日本的工程用機械和人員(圖片來源: Flickr, Gabriel Goh)

每當重大災害來臨時,人們總不免擔心會不會停電、網路與手機能否暢通、交通運輸會不會中斷等民生問題,而產業界人士也會憂慮災害會不會影響廠房運作。在這些相關的防救災工作當中,國營與民營企業扮演吃重的角色。本專題以企業防災為主題,分別以電網防災、智慧防災、公益防災、列車防災、協力防災等子題,介紹台灣電力、中華電信、究心科技、台灣高鐵、南科廠商如何參與防救災。

電網防災:

當有颱風或發生地震,部分地區容易停電,人們被迫摸黑,無法透過電視和電腦來接收資訊,手機也不能充電。此時,台灣電力公司的員工必須冒險搶修,以讓人們在最短的時間之內,重返光明的世界與現代的生活。面對各式各樣的災害,台電公司高階主管告訴我們台電如何維持電網在災時的有效運作,以及介紹天然災害通報系統(NDS)的運用。

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智慧防災:

從2010年海地地震、2011年東日本311大地震等國外經驗來看,手機與網路於災時都發揮重要的功能。對此,確保資通訊網路於災時的暢通,電信業者責無旁貸。中華電信公司石木標總經理接受我們的採訪時,說明中華電信如何維護災時電信服務的品質,並介紹如何透過「災害緊急應變訊息通報系統」的細胞廣播功能來向民眾發送災害預警簡訊,以及如何運用「eSAV雲端監測平台」來進行智慧防災。

公益防災:

我國政府捐助成立的財團法人-工業技術研究院,於今年(2014)成立衍生新創事業-究心科技公司(GeoThings),以開發資訊救災為宗旨。究心科技是一家以公益為導向的社會企業,與追求股東最大利益的一般企業不同。莊國煜總經理向我們介紹究心團隊的研發成果,包括可在災時無網路狀態下離線使用的座標簡訊,以及與非營利組織志工合作開發救災資訊平台的經驗。

列車防災:

災害對大眾運輸業也會造成嚴重的影響,對民眾來說,小則造成行程安排的不便,大則危及性命。以高鐵為例,它是運送國人南來北往的重要交通工具,每天都有數十萬人搭乘,確保乘客安全是非常重要的課題。對此,我們採訪台灣高鐵公司相關單位的主管,以了解高鐵列車在高速行駛的過程中,如何降低颱風、地震等災害所帶來的風險,包括介紹天然災害告警系統(DWS),說明列車核心機電系統發生危機便暫停運作的「失效自趨安全」原則,以及如何與外援單位溝通協調等。

協力防災:

科技業是我國經濟的重要命脈,一旦發生災害,便可能蒙受重大損失。我們走訪南台灣的科技重鎮-南部科學園區,該園區聚集半導體、光電、太陽能、LED、精密機械、通訊、生技等產業,而園區建置的「南科整合式災害風險應變體系」,曾獲得行政院服務品質獎的殊榮。南科管理局林永壽副局長向我們說明這套體系,以及管理局如何與園區廠商合作,共同因應化災、地震、洪災、旱災等類型的災害。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

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責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

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有地震!你感覺到了嗎?
李柏昱
・2014/04/18 ・1723字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

美國地質調查局「Did you feel it?」網站中,記錄美國東西岸兩次規模類似的地震感知回報資料,東岸的有感範圍明顯比西岸廣泛。(圖片來源:USGS)
美國地質調查局「Did you feel it?」網站中,記錄美國東西岸兩次規模類似的地震感知回報資料,東岸的有感範圍明顯比西岸廣泛。(圖片來源:USGS)

「咦?昨天有地震?」身處地震頻仍的台灣,我們對於朋友這樣的疑問絕不陌生。多數的地震都是無感地震或小規模地震,科學家便感到好奇,究竟這些小地震發生時,有多少人感覺到了?而這些感覺到地震的人又都在做些什麼?才讓他們得以察覺地表微微地顫抖?

現在讓我們飛到半個地球外的義大利。這個位於地中海北岸的國家,有豐富的歷史古蹟、香醇的葡萄美酒,以及,很不幸地,與台灣一樣多的地震,喔對了,他們還有火山。

每當義大利人感覺到地震時,便能到義大利國家地球物理與火山研究中心(Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, INGV)網站回報他們對於地震的「感受」,網站訪問人們地震發生時的感知、他們的位置以及地震發生時正在做什麼事。美國地質調查局(United States Geological Survey, USGS)亦設有「Did you feel it?」蒐集全世界的地震感知資訊。

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咦?有地震?

INGV的資料庫網羅了60多萬筆地震回報,對於地震來臨時人們如何察覺與應對,提供相當有價值的參考。根據INGV的研究員Paola Sbarra表示,在最小震度的搖晃中,人們正在幹嘛比起他們的位置還來的重要。

Sbarra與同事研究其中大約25萬筆報告,試圖比較在規模3〜5.9的地震中,人們的感覺與地震儀的紀錄之間的不同。研究結果如同你我的經驗,當人正在休息,尤其是清醒地躺在床上時,最能夠感覺到震動,比那些正在做家事或在戶外運動的人更能察覺到地震。此外,身處高樓層的人感覺到搖晃也會比低樓層來的強烈。

看到這裡,你或許會想:「科學家又在做一些無聊的研究了。這些不都是廢話嗎?」不過先別急著按上一頁,就讓我們看看這種地震感知研究的實際用途!

地震觀測也能群眾外包

首先,關於地震觀測要知道的一件常識是,地震的規模並不等於你感覺到搖晃程度或是實際的破壞程度。在科學的量化上,「地震規模」指的是地震所釋放的能量大小,規模越大的地震釋放能量越多。

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不過,由於受到地表人口分布、地震發生的深度以及各地不同地質因素影響,科學家另外用地表的加速度定出「震度」,用來量化各地實際上的搖晃與受災程度,震度反應你我在地震發生時感受到的激烈程度。

台灣的震度標準參考日本1996年的舊制,將地震強度劃分為0到7級,而歐洲則是劃分為1到12級(European Macroseismic Scale, EMS)。這些標準提供保險公司與工程師評估某個地區可能的地震災損。

然而一個潛在的問題是,按照各地地震儀加速度所訂出的震度,與人們實際上的感受有所差距,加上人經常會高估地震的搖晃程度,所以我們常聽到「我感覺已經搖很大了耶,怎麼只有2級?」。故透過地震感知的回報,科學家能更確實衡量人們對於地震的感覺。

在美國的USGS,「Did You Feel It?」一共蒐集了250萬筆地震感知資料。透過資料分析,可以清楚發現類似規模的地震,在美國東岸地震的感知範圍比西岸來的廣泛。原因在於美國東岸屬於古陸塊,岩層的破碎面較少,震波因而可以傳的更遠。

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此外,2011年維吉尼亞州發生規模5.8的地震,一共有14萬8千筆回報湧入「Did You Feel It?」網站。USGS從中準確得知哪個地方搖晃程度最為劇烈,這些遠超過地震儀數量的資料量,協助救難單位找出受災最嚴重的地點。地震感知回報在地震救災上能夠扮演群眾外包的重要腳色。

目前台灣還沒有類似的網站,不過我們還是可以利用USGS,抒發一下地震發生時的內心的種種不安與感受。或許在某次地震當中你的回報也能扮演救人一命的關鍵!

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿2014年3月)
 
責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-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!

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延伸學習:

李柏昱
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成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。