港灣環境資訊系統維護與精進(3/4)-海氣象資料分析及展示

目 錄

中文摘要 I

英文摘要 II

目 錄 III

圖 目 錄 VII

表 目 錄 XVI

第一章 計畫概述 1-1

1.1 計畫摘要 1-1

1.2 計畫背景、目的與重要性 1-1

1.2.1 計畫背景 1-1

1.2.2 計畫目的 1-19

1.2.3 重要性 1-20

1.3 研究內容與工作項目 1-21

1.4 研究範圍及對象 1-27

第二章 研究與計畫方法 2-1

2.1 系統開發工具 2-1

2.2 維護工作 2-12

2.3 功能精進與加值 2-13

2.4 資訊安全 2-28

2.5 其他 2-33

2.5.1 計畫推廣應用 2-33

2.5.2 計畫績效指標 2-33

2.5.3 駐點人員工作 2-33

2.6 其他各期報告與工作會議 2-34

第三章 研究與工作成果 3-1

3.1 執行進度 3-1

3.2 港灣環境資訊系統 3-6

3.2.1 系統架構 3-6

3.2.2 資料盤點 3-7

3.2.3 港灣環境資訊網 3-8

3.2.4 港灣環境資訊圖臺 3-23

3.2.5 港灣環境資訊系統後臺功能 3-36

3.2.6 颱風儀表板 3-54

3.2.7 OpenData 3-55

3.2.8 商港海氣象資訊網頁 3-56

3.3 系統維運 3-57

3.4 功能精進與加值 3-67

3.4.1 網站無障礙 3-67

3.4.2 開發海氣象資料分析及展示模組 3-67

3.4.3 颱風期間海氣象資料分析模組 3-77

3.4.4 優化港灣環境資訊網於手機裝置瀏覽 3-80

3.4.5 關鍵使用者進行訪談 3-81

3.4.6 網站之最新消息機制 3-84

3.4.7 更新颱風觀測資訊 3-86

3.4.8 更新港灣環境資訊網資訊及版面 3-87

3.4.9 更新港灣環境資訊網之歷史颱風搜尋 3-88

3.4.10 優化港灣環境資訊網之海域觀測資訊 3-89

3.4.11 精進颱風專區儀表版 3-90

3.4.12 更新港灣環境資訊圖臺之港區範圍圖 3-93

3.4.13 港灣環境資訊圖臺新增套疊細尺度平面分佈圖 3-94

3.4.14 港灣環境資訊圖臺新增靜穩度與歷線圖 3-94

3.5 資訊安全管控 3-95

3.5.1 【普】級安全控制措施 3-95

3.5.2 原始碼檢測 3-99

3.5.3 弱點掃描 3-99

3.5.4 系統資料備份 3-100

3.5.5 備援機制 3-101

3.5.6 災難演練 3-102

3.5.7 資料介接盤點 3-106

3.6 其他 3-107

3.6.1 駐點維護服務 3-107

3.6.2 學術論文投稿 3-108

3.6.3 成果影片 3-108

3.6.4 流量分析 3-109

3.7 新增異動功能索引表 3-111

第四章 結論 4-1

4.1 結論 4-1

4.2 建議 4-4

4.3 預期效益與應用情形 4-6

參考文獻 參-1

附錄一 期中報告審查意見情形答覆表………………………… 附1-1

附錄二 期末報告審查意見情形答覆表………………………… 附2-1

附錄三 工作會議記要………………………………………… 附3-1

附錄四 使用者訪談紀要………………………………………… 附4-1

附錄五 系統維護紀錄……………………………………………附5-1

附錄六 學術論文投稿摘要…………………………… 附6-1

附錄七 期末審查簡報 …………………………………………...附7-1





圖 目 錄

圖1.1 港灣環境資訊網網站 1-2

圖1.2 港灣環境資訊圖臺網站 1-2

圖1.3 NOAA網站 1-3

圖1.4 NOAA海洋事實(科普知識)網站 1-4

圖1.5 日本氣象廳網站 1-5

圖1.6 日本氣象廳「知識•解說」網站 1-6

圖1.7 中央氣象署網站 1-6

圖1.8 日本全國港口海浪資訊網 1-7

圖1.9 日本全國港口海浪資訊網-即時海況 1-8

圖1.10 日本全國港口海浪資訊網-歷史資料 1-8

圖1.11 NOAA的climate.gov網站 1-9

圖1.12 Nullschool的Earth展示氣候狀態 1-10

圖1.13 Windy網站展示氣候狀態 1-10

圖1.14 特丹港的即時海氣象網站 1-11

圖1.15 日本-海上保安廳的即時海氣象網站 1-12

圖1.16 中央氣象署的風場預報系統 1-12

圖1.17 中央氣象署的劇烈天氣監測系統 1-13

圖1.18 海象環境資訊平臺 1-14

圖1.19 海域遊憩活動一站式資訊平臺 1-14

圖1.20 海域遊憩活動一站式資訊平臺-地圖 1-15

圖1.21 多維度海域資訊服務平臺 1-15

圖1.22 3D海洋圖臺-智慧商港 1-16

圖1.23 LOD定義 1-16

圖1.24 Go Ocean 1-17

圖1.25 NODASS 1-17

圖1.26 NODASS-圖台 1-18

圖1.27 NODASS-資料集 1-18

圖2.1 .NET Framework技術堆疊 2-1

圖2.2 .NET Framework關係架構 2-2

圖2.3 風速剖面與地類差異 2-17

圖2.4 本系統-表格顯示 2-22

圖2.5 本系統-歷線圖顯示 2-22

圖2.6 颱風觀測資訊-更新地圖(示意) 2-23

圖2.7 商港觀測資訊-增加方向箭頭(示意) 2-24

圖2.8 颱風儀表板-歷線圖新增放大按鈕(示意) 2-25

圖2.9 颱風儀表板-歷線圖放大顯示(示意) 2-25

圖2.10 NCDR民生示警-公開資料平臺 2-26

圖2.11 颱風警報單資訊檔案(ZIP內容) 2-26

圖2.12 CAP檔案內容 2-27

圖2.13 國際商港土地使用分區及未來發展藍圖網頁 2-28

圖2.14 原始碼安全檢測使用Checkmax 2-29

圖2.15 弱點掃描使用Nessus 2-29

圖3.1 港灣環境資訊系統架構圖 3-6

圖3.2 港灣環境資訊網-內容架構 3-8

圖3.3 港灣環境資訊網-首頁 3-9

圖3.4 港灣環境資訊網(手機瀏覽) 3-10

圖3.5 港灣環境資訊網-觀測資訊-商港 3-11

圖3.6 全國海象資訊12海域示意圖 3-13

圖3.7 港灣環境資訊網-觀測資訊-海域 3-13

圖3.8 港灣環境資訊網-觀測資訊-颱風 3-14

圖3.9 港灣環境資訊網-觀測資訊-地震 3-15

圖3.10 港灣環境資訊網-模擬資訊-商港 3-17

圖3.11 港灣環境資訊網-模擬資訊-海域 3-19

圖3.12 港灣環境資訊網-腐蝕資訊 3-20

圖3.13 腐蝕資訊綜合數據庫-功能架構 3-21

圖3.14 網站科普 3-22

圖3.15 公開資料 3-23

圖3.16 港灣環境資訊圖臺 3-24

圖3.17 港灣環境資訊圖臺採用RWD網頁 3-24

圖3.18 港灣環境資訊圖臺-功能畫面 3-25

圖3.19 港灣環境資訊圖臺-觀測 3-26

圖3.20 港灣環境資訊圖臺-觀測歷線圖 3-27

圖3.21 港灣環境資訊圖臺-觀測(手機瀏覽) 3-27

圖3.22 港灣環境資訊圖臺-模擬(風力) 3-28

圖3.23 港灣環境資訊圖臺-模擬(波浪) 3-28

圖3.24 港灣環境資訊圖臺-模擬(海流) 3-29

圖3.25 港灣環境資訊圖臺-模擬(潮位) 3-29

圖3.26 港灣環境資訊圖臺-風速向量場分佈圖 3-30

圖3.27 港灣環境資訊圖臺-波高分佈圖 3-30

圖3.28 港灣環境資訊圖臺-中尺度暴潮模式流速向量場分佈圖 3-30

圖3.29 港灣環境資訊圖臺-氣象雲圖 3-31

圖3.30 港灣環境資訊圖臺-雷達回波圖 3-31

圖3.31 港灣環境資訊圖臺-累積雨量 3-32

圖3.32 港灣環境資訊圖臺-溫度分佈 3-32

圖3.33 港灣環境資訊圖臺-空氣品質測站AQI 3-32

圖3.34 港灣環境資訊圖臺-空氣品質測站PM2.5 3-33

圖3.35 港灣環境資訊圖臺-紫外線指數 3-33

圖3.36 港灣環境資訊圖臺-颱風資訊 3-34

圖3.37 港灣環境資訊圖臺-颱風資訊 3-34

圖3.38 港灣環境資訊圖臺-氯鹽沉積速率 3-35

圖3.39 港灣環境資訊圖臺-螺旋狀金屬試驗 3-35

圖3.40 港灣環境資訊圖臺-OpenStreetMap 3-36

圖3.41 港灣環境資訊圖臺-港區整體規劃藍圖 3-36

圖3.42 港灣環境資訊平臺-網站訊息清單 3-38

圖3.43 港灣環境資訊平臺-友站連結清單 3-38

圖3.44 港灣環境資訊平臺-儀器清單 3-39

圖3.45 港灣環境資訊平臺-設定儀器的極限值 3-39

圖3.46 港灣環境資訊平臺-測站清單 3-40

圖3.47 港灣環境資訊平臺-設定測站 3-40

圖3.48 港灣環境資訊平臺-港口代表站排序 3-41

圖3.49 港灣環境資訊平臺-歷史颱風資料處理 3-41

圖3.50 海氣象資料庫應用工具-聯合分佈百分比統計表(產製) 3-42

圖3.51 海氣象資料庫應用工具-聯合分佈百分比統計表(查詢) 3-43

圖3.52 海氣象資料庫應用工具-玫瑰圖統計(產製) 3-44

圖3.53 海氣象資料庫應用工具-玫瑰圖統計(查詢) 3-44

圖3.54 海氣象資料庫應用工具-直方圖統計 3-45

圖3.55 海氣象資料庫應用工具-制式化歷線圖 3-46

圖3.56 海氣象資料庫應用工具-綜合歷線圖 3-46

圖3.57 海氣象資料庫應用工具-臺中港資料品管歷線圖 3-47

圖3.58 海氣象資料庫應用工具-靜穩度實測與模擬歷線圖 3-48

圖3.59 海氣象資料庫應用工具-颱風加值資訊圖臺(另開視窗) 3-48

圖3.60 商港海氣象資訊-瀏覽人次 3-49

圖3.61 商港海氣象資訊-測站管理 3-50

圖3.62 商港海氣象資訊-測站設定 3-50

圖3.63 商港海氣象資訊-無資料統計 3-51

圖3.64 OpenData API-海氣象觀測月統計上傳 3-51

圖3.65 OpenData API-金屬年腐蝕速率上傳 3-51

圖3.66 帳號管理清單 3-52

圖3.67 帳號管理內容 3-53

圖3.68 帳號修改 3-53

圖3.69 颱風即時觀測資料的畫面 3-54

圖3.70 最近一次颱風(歷史颱風)的檢視畫面 3-54

圖3.71 本所運技中心於政府OpenData的服務 3-55

圖3.72 海氣象資訊API服務 3-55

圖3.73 海氣象資訊API發布JSON與XML 3-56

圖3.74 商港海氣象資訊網頁-港口清單與顯示歷線圖 3-56

圖3.75 港灣環境資訊網與子系統 3-57

圖3.76 港灣環境資料庫架構 3-58

圖3.77 介接海氣象觀測資料庫架構圖 3-58

圖3.78 介接港區地震測站資料架構圖 3-59

圖3.79 臺灣近岸海象預報系統架構 3-60

圖3.80 介接海氣象模擬資料架構圖 3-60

圖3.81 介接海嘯模擬資料架構圖 3-61

圖3.82 介接港區腐蝕試驗點資料架構圖 3-62

圖3.83 全國海象資料架構圖 3-63

圖3.84 LINE Bot示警與推播架構 3-64

圖3.85 港灣環境資訊網LINE Bot作業流程 3-65

圖3.86 港灣環境資訊網LINE Bot API訊息推播 3-66

圖3.87 港灣環境資訊網LINE Bot之推播訊息 3-66

圖3.88 無障礙網路空間服務網-取得新標章認證 3-67

圖3.89 平均風速統計分析(單一港口) 3-68

圖3.90 平均風速統計分析(所有港口) 3-69

圖3.91 平均示性波高統計分析(單一港口) 3-70

圖3.92 平均示性波高統計分析(所有港口) 3-71

圖3.93 平均風速相關係數與常態化均方根誤差(單一港口) 3-72

圖3.94 平均風速相關係數與常態化均方根誤差(所有港口) 3-73

圖3.95 平均示性波高相關係數與常態化均方根誤差(單一港口) 3-75

圖3.96 平均示性波高相關係數與常態化均方根誤差(所有港口) 3-76

圖3.97 颱風期間平均風速分析模組 3-78

圖3.98 颱風期間示性波高分析模組 3-79

圖3.99 颱風期間暴潮分析模組 3-80

圖3.100 表格顯示增加左右移動按鈕 3-81

圖3.101 訪談照片(113年6月18日) 3-82

圖3.102 訪談照片(113年9月24日) 3-83

圖3.103 後臺之首頁公告管理 3-85

圖3.104 後臺之首頁公告管理(新增) 3-85

圖3.105 首頁顯示最新資訊的告警 3-86

圖3.106 首頁顯示最新資訊的告警-氣泡視窗 3-86

圖3.107 更新港灣環境資訊網之颱風觀測資訊地圖 3-87

圖3.108 目前無發布颱風警報顯示 3-87

圖3.109 觀測資訊-商港增加箭頭來顯示方向 3-88

圖3.110 港灣環境資訊網之歷史颱風搜尋 3-88

圖3.111 颱風期間歷線圖(另開視窗) 3-89

圖3.112 颱風期間各港海氣象最大值 3-89

圖3.113 優化港灣環境資訊網之觀測資訊-海域頁面 3-90

圖3.114 颱風專區儀表版-颱風期間各港海氣象最大值 3-90

圖3.115 颱風專區儀表版-放大呈現歷線圖 3-91

圖3.116 颱風專區儀表版-點選颱風軌跡時間 3-91

圖3.117 颱風專區儀表版-提供港內波高資訊 3-91

圖3.118 上傳CAP之介面 3-92

圖3.119 國際商港土地使用分區及未來發展藍圖(115年) 3-93

圖3.120 套疊各港近岸波高分佈圖 3-94

圖3.121 套疊各港近岸流速向量場分佈圖 3-94

圖3.122 港灣環境資訊圖臺之波浪(港內/港外) 3-95

圖3.123 港灣環境資訊網-源始碼檢測 3-99

圖3.124 港灣環境資訊圖臺-源始碼檢測 3-99

圖3.125 港灣環境資訊網-弱點掃描 3-100

圖3.126 港灣環境資訊圖臺-弱點掃描 3-100

圖3.127 港灣環境資訊系統(臺中文心IDC租用機房) 3-101

圖3.128 CDN防止DDoS攻擊 3-102

圖3.129 CDN切換後端IP操作畫面 3-102

圖3.130 演練紀錄 3-103

圖3.131 成果投稿第46屆海洋工程研討會 3-108

圖3.132 成果影片 3-109

圖3.133 Google Analytics-港灣環境資訊網 3-109

圖3.134 凱米颱風路徑 3-110

圖3.135 山陀兒颱風路徑 3-110

圖3.136 Google Analytics-港灣環境資訊圖臺 3-111



表 目 錄

表1-1 各年期預期完成的工作項目 1-21

表1-2 研究範圍與對象 1-26

表2-1 網站無障礙規範彙整 2-13

表2-2 地況種類與相關參數 2-16

表2-3 風力模擬資料取值對應表 2-17

表2-4 波浪模擬資料取值對應表 2-19

表2-5 【普】級安全控制措施 2-29

表3-1 工作完成狀況檢核表 3-2

表3-2 進度甘梯圖 3-4

表3-3 觀測站設置表 3-7

表3-4 海氣象資料盤點彙總表(本所運技中心) 3-7

表3-5 海氣象資料盤點彙總表(介接其它單位資料) 3-7

表3-6 港灣環境資訊平臺網站功能架構 3-25

表3-7 港灣環境資訊系統-後臺功能 3-37

表3-8 商港海氣象資訊瀏覽人次 3-49

表3-9 港灣環境資訊系統-後臺功能 3-52

表3-10 海氣象資料API彙總表 3-55

表3-11 港灣環境資訊網LINE Bot API推播網頁平臺 3-65

表3-12 推播量統計 3-66

表3-13 受訪者記錄(113年6月18日) 3-82

表3-14 受訪者記錄(113年9月24日) 3-83

表3-15 【普】級安全控制措施 3-95

表3-16 備份計畫表 3-100

表3-17 盤點流入與流出資訊 3-106

表3-18 駐點服務工作與系統維護紀錄表 3-108

表3-19 新增異動功能索引表 3-111