109年 農業資訊科技應用發展 第一期 電子報 訂閱電子報 回顧電子報
海洋之眼-新世代海洋資訊系統

文/圖 國立臺灣海洋大學資訊工程學系 先進計算實驗室
& 環境生物與漁業科學學系 許為元副教授


臺灣漁業位居全球重要產業前三名,因非法、未報告及未受規範漁業(Illegal, Unreported and Unregulated Fishing, IUU)而在 2015 年受到歐盟黃牌警告並將臺灣列入不合作第三國警告名單,影響產業及臺灣全球作業權。除了立法與教育,農委會漁業署亦補助團隊設計出新世代海洋資訊系統 DeepSea 9 (深海9號, 簡稱DS9)以掌握即時資訊,成為成功守護國家資源及遠洋船隊作業權的關鍵之一。海洋可視為國土的延伸且佔了地球表面約70%,是臺灣面積的一萬倍大,維護臺灣的漁產業亦等同於延伸臺灣的國土而獲取更多的資源。這套系統目前架設於漁業署的漁業監控中心(Fisheries Monitoring Center, FMC),雖名為「監控」,但其真正的價值在可用於科學觀測、環境保護、永續發展,並增加臺灣的漁業經濟效益。

DS9是一套跨領域的產品,橫跨了資通訊、農漁業以及地球科學的知識。其中資通訊科技包含雲端計算、資料科學、物聯網、人工智慧、計算理論與演算法。漁業科學包含漁具漁法、海上作業、環境資源學。地球科學方面則包含了大氣氣候學以及海洋學等。

觀測

DS9的首要功能為即時觀測臺灣漁業活動。因區域漁業管理組織(Regional Fisheries Management Organizations, RFMOs)有規範,進入該區域作業需安裝漁船監控系統(Vessel Monitoring System, VMS)作為管理的基礎。前往遠洋之漁船都有裝設VMS,並依法定期將其船位回報。DS9系統則會收集並即時分析這些資訊(如圖1與圖2),確保漁撈的合法性。除了遠洋漁業的規範外,基於安全與管理考量漁業署亦將臺日重疊水域之漁船、兼營珊瑚漁業漁船、娛樂漁業漁船、活魚運搬船、扒網船納入DS9管理。此外,DS9亦介接取得遠洋漁業作業狀況(如轉載、卸魚狀況),用以整合推估與追蹤漁獲配額之使用狀態。

圖1:DS9提供即時動態全球監控畫面,可任意操作觀看角度,並配有詳細資訊及提供測量工具使用。 圖2:DS9亦可即時觀察所有船隻近日航跡,並確保其作業之合法性。

科學分析

DS9使用了先進的私有雲與計算演算法、結合了衛星物聯網以及海洋專業知識建立出分析全台所有漁業資訊的能力。遠洋漁船依法每天需回報電子作業日誌 (eLogbook) 至監控中心,收集起來的資料可用於科學分析。DS9亦可依照作業洋區來針對各種配額魚種來做獨立單位努力漁獲量(Catch Per Unit Effort, CPUE)的分析,呈現漁撈作業效益與異常並估算國家每年所需要的漁獲配額(Quota)。透過這些資訊,政府可與不同洋區之區域漁業組織討論未來的資源運用以及永續方針。對於沿海漁業則有拍賣資訊、卸魚申報等資料來應用。配合著資料科學的模型,建立以作業時間、作業熱區、漁法以及漁種分析出的沿海漁業的資源樣貌與變遷(如圖3)。

圖3:臺灣沿海漁業資源分析

預警

近期系統發展在原有警示功能外也增加了智慧型預測預警模組。警示是代表已經發生的事情,但如果可以再早一步於發生前發布預警,更可以保障人民生命與財產的安全。如圖4所示,DS9系統納入了全球海盜事件後,當漁船進入高風險區之前,就可以標示並告知船隻風險。而對於海氣象方面,亦可以在漁船進入惡劣海象區域(如大浪、颱風路徑之上),分級預警其風險。當漁民在海上創造產值之時,政府也能同時掌握船隻是否暴露在潛在風險之中。

圖4:海上作業安全風險評估與海上氣象預警模組 圖4:海上作業安全風險評估與海上氣象預警模組

展望

在2019年歐盟黃牌解除後,除了維持符合國際規範的管理外,應將臺灣的科技能量深植於各產業中。除了團隊不斷的研發與精進新技術,仍需要靠產業 (漁民)、法人(對外漁業合作發展協會)、官方(農委會、漁業署)、學界(所有的科學家)各方的知識與經驗匯集才能讓臺灣的資訊與漁(農)業繼續站穩於世界的頂端之上。

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