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防水監視器進入發燒排行的影片

研發低成本輕量化水質測量系統應用於無人機水庫水質監測

為了解決防水監視器的問題，作者林郁竣 這樣論述：

台灣水庫面臨水量不足及水質惡化的問題，導致水庫的有效容積量逐年降低及優氧化，因此政府制訂環境水體水質監測計畫，其中的水庫水質分為人供採樣回實驗室分析及現場觀測兩個部分，不過隨著科技的進步，感測器及物聯網的技術逐漸成熟，無人機操作門檻也降低許多，水庫管理單位可以運用全自動高頻監測技術(Automatic High Frequency Monitoring ,AHFM)結合高機動性的無人機規劃即時且全面的水質監測網路，但市面上商業化的全自動高頻監測系統，動輒數十萬到上百萬，體積及重量也十分龐大，不適合直接搭載於無人機。同時本研究回顧可運用於全自動高頻監測技術的水質項目，發現沙奇深度(Secchi

depth)沒有可以直接量測的感測器，因此本研究預計開發兩款可直接搭載於無人機的水質感測器，第一個是低成本輕量化的水質測量系統，簡稱WQMS，第二個是低成本取代沙奇盤測量沙奇深度的感測器，簡稱為KdUINO，將兩款水質感測器搭載於無人機應用於水庫水質監測。 本研究設計WQMS的預計量測水溫、導電度、溶氧及pH等水質項目，從市面上購買所需的水質感測器及零件，以Arduino控制板整合硬體，以C++程式語言編譯WQMS的程式碼，並於七股漁塭中以商業化多參數水質測量設備EXO2測試WQMS的穩定性及準確性；KdUINO的設計架構是參考(Bardaji et al., 2016)開發的低成本測量水

中光衰減係數(Kd)的光度計，在澄清湖水庫同時測量Kd與SD，根據SD物理模式建立兩者的關係式，最後應用無人機搭載WQMS與KdUINO光度計在澄清湖水庫隨機挑選採樣點測量水質，以空間內差法(Spline with Barrier)建立現地測量的水質地圖，與最近日期的澄清湖水質監測站水質比較，另外也利用Sentinel-2A衛星拍攝的影像以海洋演算法建立Kd、SD水質圖與現地量測的水質圖比較，由於KdUINO的Kd與衛星遙測的Kd尺度不同必須建立關係式，才可以進行比較。 本研究開發的WQMS的成本為新台幣15,228元，重量為1公斤，遠低於市售的多參數水質測量設備，在七股測試WQMS的穩定性

及準確性的結果，可以知道導電度及水溫感測器的穩定性低，測量結果產生誤差，pH及溶氧感測器的穩定性較佳。本研究研發的KdUINO光度計成本為新台幣3100元，重量約2公斤，由於市面上沒有相似的產品無法比較；從實驗的結果來看，根據SD物理模式所推估Kd與SD的關係式，發現兩者具有顯著的相關性，但這個關係式有使用範圍限制；以WQMS測量水質所建立的水質圖，與最近日期的澄清湖水質監測站水質資料相比，雖然導電度及水溫感測器長時間測量水質的穩定性差，但短時間測量水質的穩定性較佳，結果顯示四種水質參數建立的水質圖皆為合理；以KdUINO測量Kd建立Kd、SD的水質圖，也清楚反映澄清湖水庫的實際情況，Sent

inel-2A衛星遙測建立的Kd、SD水質圖比較結果，發現KdUINO測量到的Kd超過測量極限將不再變化，因此使用相似的Sigmoid函數建立衛星遙測Kd與KdUINO Kd的關係式，結果顯示兩者具有顯著的相關性，轉換式同樣有使用範圍限制，KdUINO Kd經過轉換式轉換建立的水質圖與衛星遙測的Kd水質圖具有相同的趨勢，同樣的結果也發現在KdUINO SD水質圖與衛星遙測SD水質圖，雖然在湖心的SD有顯著的差異，但其他區域的SD兩者之間有相同的趨勢。 從WQMS的測試結果知道，DFRobot公司所生產的導電度及水溫感測器較為不穩定，建議可以使用品質較好的廠牌，不過導電度及水溫感測器短時間測量

水質建立成水質圖的結果是合理的；KdUINO光度計測量的Kd與現地量測的SD及衛星遙測的Kd具有高度的正相關性，建立的Kd水質圖與衛星遙測的水質圖也有相同的趨勢，表示KdUINO是可以取代沙奇盤測量SD的感測器。