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以絕對重力研究台灣造山運動---觀測與模式比較
(2009)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系(所)
台灣活躍的造山運動長年以來已經吸引了科學界相當多的注意，有兩個主要的板塊構造理論:厚皮構造理論與薄皮構造理論，來解釋造山運動的現象。然而到目前為止，兩個理論仍各有其未竟圓滿之處。本研究的目的為試圖引入重力觀測，結合其他相關大地測量方法，以實地觀測數據提供上述板塊理論一個驗證的管道。為此，我們設定一條西起西岸平原，東至海岸山脈，橫貫台灣的剖面線作為研究的對象。針對前述兩種板塊構造理論，我們以模擬計算的方式預估出理論模式所推衍出之地表升降的幾何變化，以及源自地表位移，質量轉移等現象所引發之重力效應。更進一步，規劃中的外業觀測數據蒐集將可提供模式化的板塊構造模型一個邊界值條件，用以驗證模型的合理性甚或改善模型。依據這種構想，我們沿南部橫貫公路為主要作業路線，規畫了一個跨越台灣五大地質區的重力監測網。監測網中的絕對重力點一方面提供重力網可靠的控制基準，另一方面在前後長達五年的研究時段中維繫時間框架的一致性。於此同時，相對重力子網將從主要路線向外延伸，拓展了監測網良好的空間涵蓋程度，並提升了目標剖面額外的資料密度。而為了達成足夠的精度以萃取期望中的地球物理訊號，針對諸如固體潮，海潮重力效應，大氣效應，地下水文效應等周期性或非週期性的背景干擾因素，我們也將發展改正模式，仔細率定模式參數，希望藉由更完善的模式來支持研究的進行。我們預期上述年度反覆監測所得到的數據將可提供板塊構造理論一個堅實的驗證機會，並在可見的將來，發掘更多值得探討的問題。
以絕對重力研究台灣造山運動: 觀測與模式比較(II)
(2010)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
本計畫是用重力及GPS 方法來研究台灣造山運動，內政部提供研究所需要之儀器設備，交通大學、中央大學、工研院及法國Frederic Masson 教授所帶領的團隊共同合作。由於台灣地處於歐亞大陸板塊及菲律賓海板塊交界，而且以每年7 公分的速度向西北方移動。板塊運動所造成之垂直位移和質量變化可以用GPS 及重力來監測。本計畫主要的三個目標為：(1)利用絕對重力儀FG5、超導重力儀SG、相對重力儀Graviton-EG 及GPS來驗證地殼活動跟台灣的造山運動的關係(2)增進對台灣造山運動之瞭解及(3)研究在1946 年新化斷層發生6.3 級的地震，其北側屬沉降之前陸盆地至今未發生隆起的原因。由大量降雨、潮汐和地震的影響，造成很明顯與時間相依的重力變化，在研究造山運動之前這些雜訊都要被去除。我們將建立影響重力變化之固體潮、海潮覆載、地下水文及3-d 大氣模式改正。建立優化的數學模式來處理有關絕對重力及相對重力之數據。我們也將建議在這實驗區內擺設超導重力儀。超導重力將提供連續且長週期之重力數據，以獲得時間相依的重力變化及造山運動相關之重力訊號。在新化斷層附近的GPS 顯示板塊向西隱沒形成島弧的同時，也造成歐亞板塊邊緣張裂，而形成嘉南平原。本計畫的研究範圍涵蓋新化斷層，用GPS 及重力觀測資料將提供新化斷層相關現象之有力證據及新的資訊。
以衛星測高及重力決定台灣東部黑潮之流場及其時變(II)
(2006)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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交通大學土木工程系
以衛星測高及重力決定台灣東部黑潮之流場及其時變(III)
(2007)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系(所)
以超導及衛星重力決定黑潮時變：氣候變遷對海洋環流及海水位的影響
(2011)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
超導重力儀，以及其他數種高科技大地測量技術，包含重力觀測與海洋測高衛星的資料，將被用來研究黑潮，以及上游的海洋力學研究區(KUDEX)。其中自2006年設立在新竹重力基準站的超導重力儀，能夠以1 Hz的取樣頻率搜集重力觀測。超導重力儀所提供的重力觀測時間序列，包含相當寬廣的頻率，其週期從數小時到數年不等。這些訊號可與測站周遭數公里，或是半個地球外的質量變遷，以牛頓萬有引力的方式，或是地球彈性負載相關聯。另一方面，重力觀測衛星，例如GRACE，具有幾乎完整的空間涵蓋能力足以包含地球表面。在這個研究當中，將嘗試發展其線區域解的技術，將原本全球性的重力場解集中在指定的區域，如此能為這個主題，西太平洋黑潮相關區域的重力異常空間解析度提升到頂點，尤其是針對台灣附近。超導重力觀測與衛星重力觀測資料所關連的是質量變遷的監測，同時，衛星測高所得的海水面則與體積變化有所關聯。所以，這些大地測量資料的結合第一種功能是用來與海洋動力模式的預估進行比對驗證。另一種功能則是藉由兩類資料的交互分析，可以研究海水的熱膨脹效應。由於此主題中所涉及的黑潮訊號與環境噪訊比較起來相對微弱。所以發展這些環境因子的最佳模式，並用之與觀測數據改正是非常重要的。這個研究，預期將可以為海洋科學的研究，帶來一種嶄新的發法。
利用重力及GPS觀測台灣造山運動
(2008)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系(所)
本計畫是用重力及GPS方法來研究台灣造山運動，內政部提供研究所需要之儀器設備，交通大學、中央大學、工研院及法國Frederic Masson教授所帶領的團隊共同合作。由於台灣地處於歐亞大陸板塊及菲律賓海板塊交界，而且以每年7公分的速度向西北方移動。板塊運動所造成之垂直位移和質量變化可以用GPS及重力來監測。本計畫主要的三個目標為：(1)利用絕對重力儀FG5、超導重力儀SG、相對重力儀Graviton-EG及GPS來驗證地殼活動跟台灣的造山運動的關係(2)增進對台灣造山運動之瞭解及(3)研究在1946年新化斷層發生6.3級的地震，其北側屬沉降之前陸盆地至今未發生隆起的原因。由大量降雨、潮汐和地震的影響，造成很明顯與時間相依的重力變化，在研究造山運動之前這些雜訊都要被去除。我們將建立影響重力變化之固體潮、海潮覆載、地下水文及3-d大氣模式改正。建立優化的數學模式來處理有關絕對重力及相對重力之數據。我們也將建議在這實驗區內擺設超導重力儀。超導重力將提供連續且長週期之重力數據，以獲得時間相依的重力變化及造山運動相關之重力訊號。在新化斷層附近的GPS顯示板塊向西隱沒形成島弧的同時，也造成歐亞板塊邊緣張裂，而形成嘉南平原。本計畫的研究範圍涵蓋新化斷層，用GPS及重力觀測資料將提供新化斷層相關現象之有力證據及新的資訊。
利用重力觀測網決定含水層比出水率參數: 應用於濁水溪沖積扇貯水研究
(2015)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
比出水率是定義單位含水層，受重力作用下，每降單位水位時所排出水的體積。比出水率是用於評估含水層是否具開發價值，最重要的水文地質參數之一。抽水試驗是目前獲取比出水率最標準的方式，但由於試驗費用昂貴，且時常造成不準確的估計。不準確的比出水率參數，將大幅增加含水層儲量的估計不確定性。濁水溪沖積扇與名竹盆地皆具有非常高的地下含水量潛能，本計畫將在這兩個地區，利用絕對、相對重力儀建立重力觀測網，並採用與水位觀測井共站之方式，進行網狀重力重覆測量。我們將在重力變化最大的豐、枯水期進行重力觀測。重力量測數值將扣除環境重力效應後，以平差技術提升整體成果。重力量測結果將與水位變化一同求解比出水率參數。我們將利用ALOS衛星與InSAR技術判定濁水溪沖積扇與名竹盆地之地表變形，用以修正地表垂直變化造成的重力變化，並檢視地下水位變動與地表變形關係。我們將採用現地水位觀測資訊做為控制條件，以MODFLOW對濁水溪沖積扇與名竹盆地之地下水位變化進行模擬，進而推估比出水率參數。本計畫將提供濁水溪沖積扇與名竹盆地，高空間密度之比出水率參數，可以用於精進含水層的儲水量推估。
利用重力觀測網決定含水層比出水率參數: 應用於濁水溪沖積扇貯水研究
(2016)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
利用重力觀測網決定含水層比出水率參數: 應用於濁水溪沖積扇貯水研究
(2014)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
土木學門出國參訪計畫
(2015)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
土木水利工程學門研究發展及推動規劃小組計畫
(2016)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
土木水利工程學門研究發展及推動規劃小組計畫
(2015)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
多重感應器系統用於變形分析(II)
(2006)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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交通大學土木工程系
多重感應器系統用於變形分析(III)
(2007)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系(所)
新一代台灣大地水準面模式---防災、監測、測繪之應用
(2009)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系(所)
全球定位系統(GPS)已對傳統的測繪產生革命性的變化，GPS已廣泛使用於防災及環境監測，例如，地層下陷及邊坡滑動。許多GPS應用中，需利用大地水準面模式(geoid)將橢球高轉為正高。絕大部分的工程應用使用正高系統，而非橢球高系統。新的測繪科技光達(Lidar)先測得地面橢球高，再以geoid將之轉為地面正高。新的航測數值高程模式(DEM) 製作則先以GPS點為高控資料求橢球高，再以geoid求正高。美國及加拿大正考慮以geoid模式及GPS重新定義國家高程基準。Geoid日增的重要為本計畫的主要原動力，本計畫將收集現有的陸地，海洋及空載重力，加以除錯及求出系統誤差，並定出其解析度及隨機誤差。內政部5公尺解析度的DEM將用以求geoid的短波長效應。由重力衛星任務CHAMP、GRACE及GOCE求得之全球重力模式將為geoid長波長部分之用。傳統的去除-計算-回復法將於geoid計算。最小二乘配置法(LSC)將殘餘重力轉換為殘餘大地起伏。利用一等水準點上GPS觀測之大地起伏，此geoid模式之精度將被評估而求出位置相依的geoid誤差估值。利用純重力及觀測大地起伏，一混合的geoid可求得。此新的geoid模式將被推廣應用到防災及環境監測、GPS水準、航測及光達之DEM製作及高程聯結。
新一代台灣大地水準面模式---防災、監測、測繪之應用
(2008)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系(所)
全球定位系統(GPS)已對傳統的測繪產生革命性的變化，GPS已廣泛使用於防災及環境監測，例如，地層下陷及邊坡滑動。許多GPS應用中，需利用大地水準面模式(geoid)將橢球高轉為正高。絕大部分的工程應用使用正高系統，而非橢球高系統。新的測繪科技光達(Lidar)先測得地面橢球高，再以geoid將之轉為地面正高。新的航測數值高程模式(DEM) 製作則先以GPS點為高控資料求橢球高，再以geoid求正高。美國及加拿大正考慮以geoid模式及GPS重新定義國家高程基準。Geoid日增的重要為本計畫的主要原動力，本計畫將收集現有的陸地，海洋及空載重力，加以除錯及求出系統誤差，並定出其解析度及隨機誤差。內政部5公尺解析度的DEM將用以求geoid的短波長效應。由重力衛星任務CHAMP、GRACE及GOCE求得之全球重力模式將為geoid長波長部分之用。傳統的去除-計算-回復法將於geoid計算。最小二乘配置法(LSC)將殘餘重力轉換為殘餘大地起伏。利用一等水準點上GPS觀測之大地起伏，此geoid模式之精度將被評估而求出位置相依的geoid誤差估值。利用純重力及觀測大地起伏，一混合的geoid可求得。此新的geoid模式將被推廣應用到防災及環境監測、GPS水準、航測及光達之DEM製作及高程聯結。
新一代台灣大地水準面模式---防災、監測、測繪之應用
(2010)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
全球定位系統(GPS)已對傳統的測繪產生革命性的變化，GPS已廣泛使用於防災及環境監測，例如，地層下陷及邊坡滑動。許多GPS應用中，需利用大地水準面模式(geoid)將橢球高轉為正高。絕大部分的工程應用使用正高系統，而非橢球高系統。新的測繪科技光達(Lidar)先測得地面橢球高，再以geoid將之轉為地面正高。新的航測數值高程模式(DEM) 製作則先以GPS點為高控資料求橢球高，再以geoid求正高。美國及加拿大正考慮以geoid模式及GPS重新定義國家高程基準。Geoid日增的重要為本計畫的主要原動力，本計畫將收集現有的陸地，海洋及空載重力，加以除錯及求出系統誤差，並定出其解析度及隨機誤差。內政部5公尺解析度的DEM將用以求geoid的短波長效應。由重力衛星任務CHAMP、GRACE及GOCE求得之全球重力模式將為geoid長波長部分之用。傳統的去除-計算-回復法將於geoid計算。最小二乘配置法(LSC)將殘餘重力轉換為殘餘大地起伏。利用一等水準點上GPS觀測之大地起伏，此geoid模式之精度將被評估而求出位置相依的geoid誤差估值。利用純重力及觀測大地起伏，一混合的geoid可求得。此新的geoid模式將被推廣應用到防災及環境監測、GPS水準、航測及光達之DEM製作及高程聯結。
衛星雷射測距技術發展：台灣自主衛星定位及地心座標確定
(2012)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
衛星雷射測距 (SLR)技術可用於精密測定衛星軌道、決定絕對坐標參考框架以及時變重力場。目前SLR用於確認低軌衛星軌道之外部精度，在徑向軌道的精度已經可以達到1公分，可檢驗GPS定軌結果。預計將於2014年底發射之福衛七號衛星任務將提供SLR觀測數據，未來可以驗證福衛七號GPS軌道精度。由於地球形狀不斷的改變，因此需建立一全球參考框架 (如ITRF)。台灣SLR站將屬於此全球參考框架。此參考框架可提供一組地表的參考點位以方便用於測量板塊構造、區域性沉陷負載效應及地球旋轉參數等。SLR站觀測資料可結合IGS、Doppler及VLBI等觀測資料進行聯合求解。地球重力場是地球質量分佈的表現，地球的質量因大氣流動、海洋環流，地下水位變化及融冰等因素而產生時間及空間上的變化，進而引起地球重力場的變化。在適當資料輔助下，更可分別推估大氣結構，海洋質量或地下水位等之變化，對瞭解全球變遷有相當之幫助。本計畫擬逐年發展一套自衛星SLR追蹤資料進行軌道驗證、建立台灣地區絕對坐標框架及計算地球重力場變化之理論及電腦程式。未來將以台灣福衛七號衛星任務SLR資料，配合測高資料、水文、大氣等資料模擬演算地球重力場變化。再者，將結合福衛七號及GRACE GPS追蹤資料以改善福衛七號衛星及重力場之精度，最後將分析地球重力場之時間序列及變化機制。
衛星雷射測距技術發展：台灣自主衛星定位及地心座標確定
(2011)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
衛星雷射測距 (SLR)技術可用於精密測定衛星軌道、決定絕對坐標參考框架以及時變重力場。目前SLR用於確認低軌衛星軌道之外部精度，在徑向軌道的精度已經可以達到1公分，可檢驗GPS定軌結果。預計將於2014年底發射之福衛七號衛星任務將提供SLR觀測數據，未來可以驗證福衛七號GPS軌道精度。由於地球形狀不斷的改變，因此需建立一全球參考框架 (如ITRF)。台灣SLR站將屬於此全球參考框架。此參考框架可提供一組地表的參考點位以方便用於測量板塊構造、區域性沉陷負載效應及地球旋轉參數等。SLR站觀測資料可結合IGS、Doppler及VLBI等觀測資料進行聯合求解。地球重力場是地球質量分佈的表現，地球的質量因大氣流動、海洋環流，地下水位變化及融冰等因素而產生時間及空間上的變化，進而引起地球重力場的變化。在適當資料輔助下，更可分別推估大氣結構，海洋質量或地下水位等之變化，對瞭解全球變遷有相當之幫助。本計畫擬逐年發展一套自衛星SLR追蹤資料進行軌道驗證、建立台灣地區絕對坐標框架及計算地球重力場變化之理論及電腦程式。未來將以台灣福衛七號衛星任務SLR資料，配合測高資料、水文、大氣等資料模擬演算地球重力場變化。再者，將結合福衛七號及GRACE GPS追蹤資料以改善福衛七號衛星及重力場之精度，最後將分析地球重力場之時間序列及變化機制。
衛星雷射測距技術發展：台灣自主衛星定位及地心座標確定
(2013)
黃金維
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HWANG CHEINWAY
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國立交通大學土木工程學系（所）
衛星雷射測距 (SLR)技術可用於精密測定衛星軌道、決定絕對坐標參考框架以及時變重力場。目前SLR用於確認低軌衛星軌道之外部精度，在徑向軌道的精度已經可以達到1公分，可檢驗GPS定軌結果。預計將於2014年底發射之福衛七號衛星任務將提供SLR觀測數據，未來可以驗證福衛七號GPS軌道精度。由於地球形狀不斷的改變，因此需建立一全球參考框架 (如ITRF)。台灣SLR站將屬於此全球參考框架。此參考框架可提供一組地表的參考點位以方便用於測量板塊構造、區域性沉陷負載效應及地球旋轉參數等。SLR站觀測資料可結合IGS、Doppler及VLBI等觀測資料進行聯合求解。地球重力場是地球質量分佈的表現，地球的質量因大氣流動、海洋環流，地下水位變化及融冰等因素而產生時間及空間上的變化，進而引起地球重力場的變化。在適當資料輔助下，更可分別推估大氣結構，海洋質量或地下水位等之變化，對瞭解全球變遷有相當之幫助。本計畫擬逐年發展一套自衛星SLR追蹤資料進行軌道驗證、建立台灣地區絕對坐標框架及計算地球重力場變化之理論及電腦程式。未來將以台灣福衛七號衛星任務SLR資料，配合測高資料、水文、大氣等資料模擬演算地球重力場變化。再者，將結合福衛七號及GRACE GPS追蹤資料以改善福衛七號衛星及重力場之精度，最後將分析地球重力場之時間序列及變化機制。