海底地形圖

本中心資料庫依所收集的各式水深資料編繪了幾個區域的海底地形,主要分
成三個區域,分別是台灣附近海域、南海海域與東亞區域。以下分別簡述各區域之海
底地形、資料來源與整編過程,有關圖形之繪編,均以夏威夷大學發展的GMT軟體
(Wessel and Smith, 1998)繪製。

一、台灣附近海域海底地形

新的台灣海域數值地形模型(Digital Elevation Model, DEM)已於1998年底
完成,範圍介於東經117度至125度、北緯18度至27度之間(Liu et al., 1998),
資料組名稱訂為TaiDBMv6(Taiwan Digital Bathymetry Model, Version 6)。此版
本的特點在於多束聲納測深資料的整合、新增台灣海峽海域資料以及以衛星測高資
料提供缺乏船測水深資料地區之海底地形。此新編之台灣海域數值地形模式展現許
多以往未曾解析的海底地形特徵。整編的結果選擇以多束聲納測深資料所能顯示每
500公尺一點的解析度之數值格式化檔案,可提供給國內外非工程測量之學術研究
使用。由於整編所用的資料其特性及分布密度不同,此500公尺網格化的數值檔係
為最高解析度,實際上並非在此整編區域均有500公尺的解析度,基於此,整編的
結果亦提供空間解析度分布數值資料以為參考。

資料來源與整編

  1. 資料來源

    此版加入了多束聲納測深資料,整合由國外學術研究機構最新發行的陸上地
    形、海床深度、船測水深等資料以及國內海研一號、二號、三號的水深資料(詳細
    資料來源示於表一)。資料來源中所使用的衛星測高資料並非實際船測資料,而係依
    據重力-水深之關係式推算而來,在無船測資料區域可用以提供水深控制值。

  2. 資料整編程序

    整編的重點概分為三項︰一、以多束聲納測深資料為主,其他資料為輔。二、
    以交點誤差(crossover error)等方法來統計分析單束式船測資料的品質,特別針
    對國內海研一號、二號、三號共近一千個航次水深資料的分析。由於資料量龐大,
    以交點誤差之統計分析模式作為取捨資料的標準(Wessel, 1989)。三、淺海區域,
    如台灣海峽海域,以人工數化方式補資料不足或取代資料不正確之處。深海區域,
    如西菲律賓海盆及南海海盆等處,由於船測水深資料不足,係以預測性質的水深資
    料來補,如MEST網格化資料組。圖一為船測水深資料點分佈圖。

    本資料組主要非為工程測量或航行安全使用為目的,故在整編的過程中並未進
    行潮位修正,只進行聲速修正,水深基準面為平均海平面。聲速修正是依據Carter
    (1980) 所建立的全球海水聲速表來進行。此新編的水深資料組係在不堅持水深值的
    正確性前提下,將水深交點誤差值誤差控制在8%以下,提供一數值地形模型供各界
    參考。
  3. 資料精度與空間解析度
海底地形展示
此新整編出來的台灣海域數值地形模式資料展現了許多以往未曾觀測到的海底
形特徵。利用數值地形模式資料所繪製的各地形圖,清楚的顯示台灣及周遭海域的
地形起伏變化以及主要的地形構造單元。本圖集另外依據台灣附近海域地體構造特
性,分成幾個單元,應用此組數值地形資料分別繪製海底地形圖,如台灣東部海域
之琉球弧溝系統、台灣東北部海域沖繩海槽之弧後擴張系統、台灣南部海域之呂宋
弧溝系統以及台灣海峽淺水區域。

台灣海峽水深頗淺,海峽中間澎湖群島以北有一個東西向的高區,稱為雲彰隆
起。在淺水的大陸棚與深海之間的大陸斜坡上則有許多海底峽谷。深海地區的地形
特徵在台灣南部海域為南北走向的海脊(如恆春海脊、呂宋島弧)和海槽(如馬尼
拉海溝、北呂宋海槽);在台灣東部海域則呈現東西走向的地貌,如沖繩海槽、琉球
島弧、一系列的弧前盆地(南澳海盆與東南澳海盆)、耶雅瑪海脊、琉球海溝等。琉
球海溝以南,一條南北走向的加瓜海脊向北直衝耶雅瑪海脊,把該海脊前方撞出一
個大凹陷。而在台灣海岸山脈東側陡峭的地形造成海底峽谷充份發育,花東海盆中
則沉積了厚厚的沉積物。整個台灣東部與南部海域的地形,可說是受到菲律賓海板
塊與歐亞大陸板塊相互隱沒以及呂宋島弧碰撞上歐亞大陸所造成的。在台灣東北部
海域的沖繩海槽則顯現了海底火山及深切東海大陸棚坡上流入沖繩海槽的海底峽
谷,如棉花峽谷、北棉花峽谷等。

二、南海海域海底地形

南中國海其外觀呈菱形狀的半封閉性海域,為我國主張之歷史性海域。國內目
前尚無一完整的海底地形資料可供學術研究、教學展示等,本中心依循台灣附近海
域數值地形整編模式,新編一組南海水深資料組SCSBD(South China Sea Bathymetry
Dataset),可提供給國內外非工程測量使用。此版整編範圍介於東經105度至122
度、北緯2度至26度,網格化資料點距為1弧分一點,實際資料空間解析度從5弧
分一點至1弧分一點。

資料來源與整編

資料來源除了台灣附近海域範圍內使用TaiDBMv6之外,其他區域大部分使用美
國國家地球物理資料中心彙整的GOEDAS船測水深資料、新的海研一號、二號、三號
資料以及國外所整編的資料組如ETOPO5、MEST、DBDB-V2等等。整編的作法與「台
灣附近海域數值地形」相同。

海底地形展示

此新整編出來的南海數值地形模式資料更清楚的展現了以往觀測到的海底形特
徵。利用數值地形模式資料所繪製的各地形圖,亦清楚的顯示南海的地形起伏變化
以及主要的地形構造單元。本圖集應用此組數值地形資料繪製海底地形圖,以不同
角度展示南海海域海底地形特性。構造性地形低區主要有南海東部之馬尼拉弧溝、
南海南部海域南沙群島與巴拉望島之間的南沙海槽以及南海中央海盆,最深處為馬
尼拉海溝南段,水深約 公尺,中央海盆最深處約 公尺。。

三、東亞陸地與海底地形

東亞區域介於西太平洋與歐亞大陸之間,在古老地塊與活動板塊交互作用下形
成各種地形。本中心整合了所收集的地形資料,建立一組東亞陸地與海域的地形資
料,可提供國內地球科學界以此為基礎資料進行學術研究或教學用途。

資料來源與整編

本組資料採用國內外最新彙整的船測水深資料以及前述的TaiDBMv6與SCSBD資
料組,以及國外整編之全球地形資料組ETOPO5與MEST,整編時針對前述四個網格
化資料組做處理與整合,並未加入實際船測資料。由於TaiDBMV6與SCSBD能提供優
於國外整編資料組的空間解析度,且隨著近幾年來廣泛使用的GPS定位、船測資料
分佈密度增加,本資料組相對能提供較佳的空間解析度。

本區範圍以台灣為中心,介於東經110度至135度、北緯10度至35度之間,
網格點間距約1.82公里。實際上僅台灣附近海域與部分南海海域及陸地區域達到
1.82公里的空間解析度,其餘區域空間解析度介於5弧分至2弧分之間。深海部分
如西菲律賓海盆,主要為衛星測高資料推算非直接量測的預測海底地形。
海底地形展示

本區地形在海域部分主要分佈著兩個西太平洋邊緣海盆,即台灣東測之西菲律
賓海盆與台灣南側之南中國海盆。此兩海盆均屬板塊擴張作用的構造,海盆邊緣主
要有菲律賓海溝、琉球海溝,構成西菲律賓海板塊西側邊界;馬尼拉海溝構成南中
國海板塊東側邊界,台灣-呂宋島弧即位於此兩海盆銜接之處。本區最深區域位於菲
律賓東側之菲律賓海溝內,深約 公尺。海盆內存在明顯的線性高區分佈,如中央
海盆擴張中心、沿擴張中心軸形成的海底火山、oki-daito海脊、daito海脊等。

西菲律賓海板塊每年以約西北向8公分的速率隱沒於歐亞大陸板塊之下,在台
灣東岸附近由隱沒作用形成琉球弧溝系統,琉球海溝、琉球島弧自日本九州南方延
伸至台灣東部及東北部海域,受到板塊隱沒之動力作用,於琉球島弧後方(北方)
形成一弧後擴張海槽,即沖繩海槽。

四、參考文獻

  1. 黃金維 1997,衛星測高法南海重力及地形測量,國科會海洋成果發表會論文摘要 集,E6-1。
  2. 海軍海洋測量局 水道圖書目錄 1994, Pub. No. 6。
  3. Carter, D.J.T., 1980. "Echo-Sounding Correction Tables," (3rd Ed.), Hydrographic Department, Ministry of Defense, United Kingdom.
  4. Liu, C. S., S. Y. Liu, S. E. Lallemand, N. Lundberg, D. Reed, 1998 Digital Elevation Model Offshore Taiwan and Its Tectonic Implications., Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, TAO, vol. 9, No.4, 705-738.
  5. National Geophysical Data Center, 1988, ETOPO-5 bathymetry/topography data. Data Announc. 88-MGG-02, Nati.Oceanic and Atmos. Admin., U.S. Dep. Commer.
  6. Smith, W.H.F., and D. Sandwell, 1997, Measured and estimated seafloor topography, World Data Center-A for Marine Geology and Geophysics Research Publication RP-1, Announcement 97-MGG-03.
  7. Wessel, P., 1989, XOVER: A Cross-Over Error Detector for TrackData, Computer & Geosciences, Vol.15, No.3, 333-346.
  8. Wessel, P., and W.H.F. Smith, 1998, New, improved version of Generic Mapping Tools released, EOS Trans. Amer. Geophys.U., vol. 79(47), 579.