綠山韌性:結合多光譜 AIoT 與 GIS 坡地監測之智慧檳榔永續生態系

G 永續轉型

申請編號
13
隊名
綠心跨代營
聯絡人
高仲廷 ・0939597966 ・joseph@kocity.in

在官方系統開啟此提案

AI 輔助評估

摘要
以AIoT多光譜、坡地感測器與GIS平台,在自家屏東檳榔園做病害預警、授粉水肥與土石流預警。
實質空洞
否 — 指標浮誇分工空白
卡詞
否
治理樣板
否
既有作品
否
類似前案(有沒有別人做過)
無人機多光譜辨識檳榔黃化病已有論文;水保署土石流觀測站已有土壤含水量即時預警,屬既有技術組合
性別影響
未做性別分析;外公掛專家、外婆掛實務,複製性別分工;年長女性農民數位落差未處理。
DEI
檳榔農多為年長、原鄉或客庄農民,未觸及原住民土地與長者數位門檻;場域僅自家園,受益者為家族。
STS·社會影響
政府長年推檳榔廢園轉作,坡地檳榔本身即水土流失元凶;以「永續」包裝助長種植與政策相悖,85%、99%、90%等成效數字全無依據。
AI 使用
Gemini撰寫文案與程式,提案文字疑為AI生成;稱提案階段已訓練黃化病無症狀模型,卻無標註資料來源,難以置信。
資安隱私
索取鄰居果園與國有林地高解析航照及危險分級,恐揭露占用與土地污名;LINE蒐集農民位置;稱QGIS為加密雲端資料庫,資安概念錯誤。

初審

總分 可行性 社會影響力 創新性 提案團隊多元性 資料治理思維
4.24 5 3 6 0 2
評語
(無)
筆記
高中生想做黃化病無症狀模型。
初審會議筆記
(無)

工作坊

筆記
(無)

決審

總分 可行性 社會影響力 創新性 實作進程驗證
(無) (無) (無) (無) (無)
入選
否
評語
(無)
筆記
(無)

同團隊提案(團隊 9)

同主題提案(主題 1:農業災害韌性)

壹、隊名及題目

一、隊名
綠心跨代營
二、題目
綠山韌性:結合多光譜 AIoT 與 GIS 坡地監測之智慧檳榔永續生態系
三、提案對應之徵件構面
永續轉型
四、團隊要解決的問題?
傳統檳榔產業正面臨「產業痛點高、環境風險大、世代斷層深」的三重困境: 1. 粗放管理與產能瓶頸:傳統種植依賴經驗,存在育苗期長、黃化病爆發難以及時識別(肉眼發現已屬中後期)、花期受氣候影響導致落花落果與大小年嚴重等問題。 2. 極端氣候與坡地地質安全:檳榔多種植於熱帶山坡地,面對極端豪雨,缺乏即時的土石流與水土流失預警機制,嚴重威脅農民生命財產與山林安全。 3. 資訊孤島與經驗斷層:缺乏高精度 GIS 地理資訊圖層,無法將地形坡度、病害擴散與水肥管網視覺化;同時在地農夫的寶貴經驗難以透過數位工具傳承給新世代。 本團隊集結台大專家、在地老農、父母與高中生,旨在運用 AIoT 多光譜預警、微氣流授粉、山坡地智慧傳感器與 GIS 數位孿生平臺,一站式解決檳榔高質量種植與坡地防災水土保持的雙重難題!
五、本提案是否屬於尚未進行、且尚未成立標案、未申請政府相關預算之計畫,階段性計畫亦同
是
六、前題若選否,請敘明招標機關、計畫名稱、計畫工作內容與本次精進內容

貳、聯絡人資訊

聯絡人姓名
高仲廷
聯絡人電話
0939597966
電子信箱(Email)
joseph@kocity.in

參、提案內容說明

一、可行性

(一)已有隊員人數(含聯絡人)
5
(二)團隊成員及任務分工?
(三)參賽隊員中是否有「歷屆獲獎團隊或初審入選者」?
否
(四)參賽隊員中是否有其他之獲獎證明?
否
(五)請說明您的提案「已使用」哪些相關資料?
政府開放資料:農業部土石流及地質災害潛勢圖資、農業氣象觀測網及內政部三維高程與 Slope 坡地 GIS 圖層。 自備資料:在地農夫田野經驗紀錄、土壤水分/傾角/位移山坡地智慧傳感器、溫室 24h 光譜 EC/pH 數據,及無人機多光譜影像(黃化病/葉片 DLI)。
(六)請說明您的提案「後續驗證期間」預計使用哪些相關資料?
政府開放資料:預計調取農業部近1年實時農業氣象站數據(小時級風速/濕度/光照)、氣象署即時豪雨特報,及農糧署檳榔種植面積與歷史產量統計資料(CSV格式),用於優化AIoT授粉與水肥預測模型。 自備資料:驗證期實測資料:示範果園坡地傳感器(地表位移/土壤水勢/泥位即時串流數據)、無人機高頻率多光譜影像(黃化病辨識驗證),及溫室24h光譜水肥監控紀錄,格式為JSON與TIFF。
(七)除了上述資料外,是否有需要哪些機關的未開放資料?
是
(八)針對上述(欄位(五~七))之資料預計應用方式?
本提案採「開放資料奠基、自備傳感強化、未開放圖層精準定位」的三維策略,資料整合 AI 與 GIS 應用: 1. 資料清洗與標準化:將政府開放資料(氣象、坡地潛勢)與自備 IoT 秒級數據(土壤水勢/傾角/光照)進行 ETL 轉換,統一轉為帶地理座標之 GeoJSON 格式。 2. AI 模型與 GIS 融合應用:融合多光譜影像與環境數據,訓練 AI 病害識別與風媒授粉決策模型;結合高精度航照與坡地傳感器,建構 GIS 土石流與滑坡動態風險分級熱力圖。 3. 儲存、安全與共享管理:數據儲存於加密雲端資料庫(QGIS),實施加密傳輸與角色權限管控,去識別化後未來能開放 API 與地方政府、產學研共享,賦能公共防災與農業數據生態系。
(九)請說明提案預計實證及落地場域為何,如在中央或地方機關、產業或NPO/NGO等,如何導入公共服務運作?
1. 實證場域:以屏東萬巒和內埔自家檳榔園及附近鄰居高風險陡坡果園做為落地場域,進行溫室育苗與山坡地現場驗證。 2. 產官學研公共服務運作:農業與防災機關(中央/地方):透過 API 將邊坡告警資訊對接農業部水保署與地方政府災害應變中心,豪雨期觸發自動化防災告警與預警性撤離建議。 3. 農民與產銷班:開發 LINE 智慧農政 LineBot / APP,提供自家及鄰居農民即時黃化病預警處方、風媒授粉最佳時機與坡地安全警報。 4. 永續推動:結合水土保持與坡地永續協會,將 GIS 開放圖層作為熱帶坡地水土保持教育與綠色轉型之示範基石。
(十)請說明提案實作期程規劃 (入選後至決審期間)?
階段一:資料整合與系統對接(前3個月) 任務:串接政府 Open Data API,建立雲端 QGIS 資料庫,完成自備傳感器與 GIS 平臺底層介面開發。 查核點:完成異質資料 ETL pipeline 與 3D GIS 數位孿生圖層建置。 階段二:場域部署與 AI 模型驗證(第 3~6 個月) 任務:於自家示範園區部署坡地智慧傳感器與微氣流設備;進行無人機多光譜拍攝,訓練 AI 黃化病與邊坡預警模型。 查核點:黃化病無症狀識別準確率達 85% 以上,邊坡位移監測即時率達 99%。 階段三:公共服務測試與決審展示(第 6~12 個月) 任務:試營運 LINE 智慧防災與農藝通報系統,邀請鄰居其他農民與機關進行跨單位驗證。 查核點:產出完整場域實證報告、數據 API 與決審 PoC 展示系統。

二、社會影響力

(一)請說明您的具體解決方案?
本提案打造「一站式智慧檳榔與山坡地防災 GIS 平台」,串聯從溫室育苗到坡地果園的全生育期管理與安全防護: 1. 24h 動態光譜育苗:以動態 LED 光譜調控與 DLI 日光累積模型,突破植物光週期,將育苗期縮短。 2. AI 多光譜無症狀病害預警:結合無人機多光譜影像與 AI,在黃化病肉眼可見前提前 30 天精準識別,實現靶向用藥。 3. 微氣流風媒授粉與變量水肥:透過風速風向感測驅動微氣流風機促進授粉,坐果率提升;並依植物生理自動精準灌溉水肥,進而節省成本。 4. GIS 坡地安全與土石流預警:於陡坡果園部署土壤水勢、位移與傾角傳感器,結合 QGIS 與氣象 Open Data,提供豪雨期秒級動態預警,兼顧產業升級與水土保持。
(二)提案是否回應公民許願池 ?
否
(三)前題若選是,請點選回應之願望名稱
(四)請說明您認為本次提案內容可帶來的影響與效益?
1. 環境防災效益(國土安全):結合坡地智慧傳感器與 GIS 地圖,實現豪雨期間土石流與滑坡 90%+ 預警準確率,保障極端氣候下山坡地農民生命財產安全與水土保持。 2. 產業經濟效益(智慧升級):AIoT 24 小時光譜育苗將週期縮短;多光譜預警使黃化病發病率下降;微氣流授粉提升坐果率,有效弱化大小年,並節省農藥水肥成本。 3. 世代共融效益(經驗數位化):串接外公台大專家農業技士、外婆在地農夫實務、父母營運與我高中生觀察與實作,將隱性農業經驗轉化為可傳承的數位資產與公共服務。
(五)請說明本提案是否具備可複製性及擴散性?
1. 技術高度模組化:本方案採「標準化 API + 模組化硬體(IoT 傳感器/微風機)+ 雲端 GIS 平台」架構,可解耦單獨部署於溫室或開放山坡地。 跨作物與跨山區擴散: 2. 作物擴散:核心光譜與氣流演算法可快速遷移自家其他熱帶/亞熱帶高經濟作物(如蓮霧、芭樂、香蕉等)。 3. 地理擴散:GIS 坡地防災與土石流預警模型適用於屏東甚至全台廣大的山坡地農園。 4. 低門檻普及:透過 LINE 智慧對話機器人開放給一般農戶,大幅降低科技使用門檻,實現全台山區產業升級與邊坡安全守護。

三、創新性

(一)請說明本次提案內容跨領域合作或服務與技術之創新程度
1. 團隊跨世代與跨領域共創:融合台大退休農技專家、在地老農經驗、父母與高中生新世代技術,打破學術、產業與世代藩籬。 2. 五大原創技術創新: A. 首創檳榔 24h 動態光譜育苗:突破傳統光週期限制。 B. 黃化病無症狀 AI 預警:提前 30 天精準靶向防控。 C. 風媒花智能微氣流授粉:填補熱帶作物智能授粉空白。 D. DLI 光照驅動變量水肥模型:實現植物生理精準灌溉。 E. GIS 邊坡智慧動態防護:融合山坡傳感器與 GIS 數位孿生,打造水土保持與土石流早期預警體系。
(二)請說明提案預計使用之工具或平台?
1. 硬體與傳感層:自行結合構建山坡地深層土壤水勢/傾角/泥位傳感器、無人機多光譜相機、24h 動態光譜 LED 與微氣流風機。 2. 地理資訊與資料庫(GIS Layer):採用 QGIS 空間資料庫,結合內政部 3D 高程圖層與農業部土石流潛勢圖。 3. AI 與模型開發環境:PyTorch(視覺與多光譜辨識)、Scikit-learn(水肥與防災迴歸模型)。 4. 前端與公共服務介面:Vue.js / Node.js 建構雲端 GIS 數位孿生看板,並利用 LINE Messaging API 開發農民通報 LineBot。
(三)是否有使用AI工具?
是
(四)前題若選是,請詳實說明提案階段使用 AI 工具之名稱、使用功能及目的與範圍
1. 生成式 AI 工具(Gemini): 功能與目的:輔助程式碼開發與除錯(Python/QGIS 查詢)、協助文案撰寫、提案結構梳理與資料格式轉換。 範圍與合規:僅作為內部開發與文書輔助工具,嚴格遵守國科會與數發部「使用生成式 AI 參考指引」,未輸入任何個人隱私或機密數據。 2. 判別式 AI 模型(PyTorch / Random Forest): 功能與目的:於提案階段進行無人機多光譜影像之黃化病無症狀特徵辨識,以及山坡地傳感器之位移與雨量趨勢預測。 範圍:專用於影像分類、病害早期預警與土石流風險評估模型訓練。

四、團隊輔導需求調查

(一)若入圍初選,期待主辦單位提供之協助?
協助調整作品架構及服務模式 協助確認應用場域可行性 協助建議資料應用項目是否需要調整 協助跨機關資料取得
(二)若入圍初選,是否需要算力平台或雲端協力業者資源?
是
(三)前題若選是,請說明需要何種算力平台(係指數位發展部數位產業署-數位產業跨域軟體基盤暨數位服務躍升計畫)或雲端協力業者(GCP或AWS或Azure或國網中心)之資源及預計應用內容
國網中心:(應用內容:)

五、參考文獻或資料引用來源說明

(一)提案內容是否全為原創內容,或有部分引用相關資料來源?
否,有部分內容或資料來源引用其他參考文獻/網頁等。
(二)前題若選否,請說明本提案中所引用之資料來源及其應用環節,建議以條列方式簡述。
1. 農業部農務署/農業試驗所:引用檳榔產業統計資料、黃化病(Areca yellow leaf disease)學理病因與傳統栽培防護技術指引,應用於 AI 病害預警模型開發與黃化病無症狀特徵對比。 2. 農業部農村發展及水土保持署:引用土石流及地質災害潛勢圖資、山坡地水土保持監測數據,應用於 GIS 坡地危險等級分級與土石流動態預警演算。 3. 交通部中央氣象署:引用區域農業氣象觀測網(溫濕度、風速、累積雨量歷史與即時數據),應用於微氣流授粉時機預測與豪雨邊坡風險評估。 4. 內政部國土測繪中心:引用三維高程模型(DEM/DTM)及坡度圖層,應用於 3D GIS 數位孿生圖層建置與山坡地地形分析。

團隊成員

單位類型 姓名 單位與職稱 工作項目
學校 高仲廷 高雄市私立道明中學高中普通科 主要提案單位

資料需求

單位類型 資料名稱 資料說明
農業部農村發展及水土保持署 高解析度熱帶山坡地航照圖與國有林地水土保持監測歷史細部數據 申請調閱試驗果園周邊高精度航照影像與歷史細部坡地防災害數據,用以重疊比對 GIS 圖層,精準訓練山坡地土石流預警機制與黃化病空間擴散模型。