成大測(cè)量系吳治達(dá)副教授「集成混合空間推估模型」榮登國際頂尖期刊
國立成功大學(xué)測(cè)量及空間資訊學(xué)系吳治達(dá)副教授團(tuán)隊(duì)研究,對(duì)臺(tái)灣各區(qū)域臭氧濃度變化的。照:成功大學(xué)提供
關(guān)於「臭氧」你了解多少?除了地表高層遮蔽紫外線的臭氧層,神秘的「臭氧污染」早已無孔不入的滲入日常中。國立成功大學(xué)測(cè)量及空間資訊學(xué)系吳治達(dá)副教授團(tuán)隊(duì),透過「集成混合空間推估模型」為你解開臭氧的三大謎題:越近郊區(qū)臭氧污染越密集?臭氧為何最愛停在郊區(qū)?COVID-19與臭氧污染有何關(guān)係?
國立成功大學(xué)測(cè)量及空間資訊學(xué)系吳治達(dá)副教授團(tuán)隊(duì),與國家衛(wèi)生研究院國家環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所陳保中特聘研究員兼所長、陳裕政副研究員,中研院環(huán)境變遷研究中心龍世俊研究員兼副主任,國立臺(tái)灣大學(xué)環(huán)境與職業(yè)健康科學(xué)研究所郭育良特聘教授共同合作,集合多種重要的地理人工智慧(Geo-AI)技術(shù),如:克利金空間內(nèi)插、土地利用迴歸,融入當(dāng)代火熱的「機(jī)械學(xué)習(xí)及集成學(xué)習(xí)人工智慧演算法」,以更精準(zhǔn)、創(chuàng)新的研究手法出發(fā),發(fā)展出對(duì)區(qū)域臭氧濃度變化,有高達(dá)92%的準(zhǔn)確度的「集成混合空間推估模型(Ensemble Mixed Spatial Prediction Model)」,並成功登上Impact Factor=14.22的國際頂尖期刊「Journal of Hazardous Materials」。
國立成功大學(xué)測(cè)量及空間資訊學(xué)系吳治達(dá)副教授團(tuán)隊(duì),透過「集成混合空間推估模型」解。照:成功大學(xué)提供
吳治達(dá)副教授表示,他們使用了2000年至2020年,環(huán)保署約180多萬筆空污監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),以上述空間推估方法,針對(duì)600餘個(gè)土地利用/環(huán)境/氣象/地形等影響因子,完成「臭氧污染的推估模型建置」,在50m×50m網(wǎng)格解析度的情況下,模擬出臺(tái)灣本島範(fàn)圍自2000年迄今,每天臭氧污染之日平均、白天平均、晚上平均以及最大八小時(shí)平均濃度的長期時(shí)空變化狀況,對(duì)臺(tái)灣各區(qū)域臭氧濃度變化的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性高達(dá)九成!
神秘臭氧之謎 用專業(yè)方法學(xué)逐次攻克
過去吳治達(dá)副教授積極投入環(huán)保署與國家衛(wèi)生研究院十年科研計(jì)畫,運(yùn)用專業(yè)之方法學(xué)為臺(tái)灣空氣品質(zhì)貢獻(xiàn)心血, 近年來臭氧(Ozone)的排放來源、負(fù)面影響逐漸躍上國際舞臺(tái),成為全球各界關(guān)注的火熱話題,也很快引起了他的注意,更因此激發(fā)出本次研究的靈感火花。
臭氧屬於二次污染物,非由污染源直接排放,而是透過氮氧化物及揮發(fā)性有機(jī)化合物等前趨物,經(jīng)光解後才結(jié)合產(chǎn)生,且臭氧熱點(diǎn)大多散布在遠(yuǎn)離排放源的郊區(qū),非常不易掌握其來源,為了能在未來根除追蹤臭氧的困境,吳治達(dá)副教授決心透過一年完整且深入的研究時(shí)間,攻克臭氧「不見足跡」的神秘謎題。
臭氧解謎part.1:越近郊越密集?
吳治達(dá)副教授提到,全臺(tái)灣設(shè)有76個(gè)空氣品質(zhì)監(jiān)測(cè)站,臺(tái)南地區(qū)總共有4個(gè),以研究數(shù)據(jù)量而言偏少,沒辦法更準(zhǔn)確地把握住臭氧足跡,而「集成混合空間推估模型」的誕生,可以透過數(shù)據(jù)推估出臭氧分布,減緩了測(cè)站建置困難、修護(hù)不易的問題,為未來監(jiān)測(cè)臭氧分布、掌握縣市空品變化留下寶貴資源。
臺(tái)南的臭氧熱區(qū),主要分布在安平、山上、南化、關(guān)廟、左鎮(zhèn)…等區(qū)域,其中安平是唯一鄰近市中心的區(qū)域,吳治達(dá)副教授研判,安平工業(yè)區(qū)提供較多氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物,成為臭氧的組成來源,且地形起伏讓生物性VOC堆積機(jī)率更高,也是安平成為臭氧熱區(qū)的原因之一。
臭氧解謎part.2:臭氧為何最愛停在郊區(qū)?
而在臺(tái)南山上、南化、關(guān)廟、左鎮(zhèn)等較為郊區(qū)的區(qū)域,區(qū)內(nèi)多為森林、農(nóng)業(yè)等植被地區(qū),這些綠植可能產(chǎn)生更多生物性的揮發(fā)性有機(jī)化合物,加以具充足的陽光、氮氧化物,也就自然形成了臭氧熱區(qū),有鑒於這裡有許多知名旅遊景點(diǎn),也就更需要相關(guān)單位對(duì)臭氧污染的監(jiān)測(cè)與關(guān)注,才能更好的提升國人出遊的空氣品質(zhì)、健康保障。
臭氧解謎part.3:COVID-19與臭氧污染有關(guān)係?
因應(yīng)研究過程適逢新冠肺炎三級(jí)警戒,吳治達(dá)副教授團(tuán)隊(duì)靈機(jī)一動(dòng),將警戒前後的臭氧熱區(qū)數(shù)據(jù)製成視覺化模擬圖,發(fā)現(xiàn)警戒前後,交通空汙排放物最密集的臺(tái)北市,出現(xiàn)了顯著的數(shù)據(jù)改變。由於警戒期間人車減少,生成臭氧的氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物自然也就跟著減少,整體臭氧數(shù)值下降,形成了疫情前後、臭氧污染數(shù)據(jù)明顯下降的神奇數(shù)據(jù)指標(biāo)。
從測(cè)量系專業(yè)出發(fā) 跨領(lǐng)域推廣成大學(xué)術(shù)品牌
吳治達(dá)副教授期望這次研究產(chǎn)生更大的影響力,未來他想透過更多更豐富的科普、講座,甚至與環(huán)保署、國健署合作,進(jìn)行更高強(qiáng)度的宣導(dǎo)與學(xué)術(shù)分享,並於3月23日受邀到行政院國科會(huì)環(huán)境遙測(cè)與健康效應(yīng)科技論壇,發(fā)表本次研究的成果。
「集成混合空間推估模型(Ensemble Mixed Spatial Prediction Model)」,成功登上國際頂尖期刊「Journal of Hazardous Materials」,不僅是對(duì)吳治達(dá)副教授深耕學(xué)術(shù)的肯定,也是讓各界看見成大測(cè)量系跨領(lǐng)域、多面向發(fā)展可能性的絕佳機(jī)會(huì),未來吳治達(dá)副教授也將繼續(xù)在空汙領(lǐng)域發(fā)揮專業(yè),與政府單位攜手合作,為臺(tái)灣空品未來、使成大學(xué)術(shù)力登上國際舞臺(tái),貢獻(xiàn)一份心力!
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成功大學(xué)Journal of Hazardous Materials集成混合空間推估模型(Ensemble Mixed Spatial Prediction Model)吳治達(dá)