善用物联网架构 打造国土安全架构
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物联网在国土安全领域的应用相当早，不过过去多仅有底层的传感网络架构，近年来物联网逐渐为各界熟知后，上层的数据仓储、分析、应用等功能，也开始被应用于国土环境监测系统。
早在物联网名词未出现前，环境监测系统就已使用传感技术架构出传感网络，用以监测环境中如温度、光线、粉尘…等各项数据，不过过去的环境监控所使用的传感网络，多以底层的数据撷取为主，数据储存与后端的分析、应用等部分，建置相对较少，近年来物联网概念逐渐成熟，环境监控开始援引其架构，建立起数据仓储、分析等部分。
环境监控目前可分为私领域与公领域2类应用，私领域主要是以企业营业场所、工厂为主，公领域则为国土安全防灾，前者由于监测区域较小，因此其架构也相对单纯，多使用有线模式的传感网络，这几年崛起的Beacon也被应用于此，与手持式移动设备结合，提升管理人员的巡查效率，国土安全防灾则是相对复杂的设计，由于监测地域广，且环境严苛，各点的传感器与连线方式，都需经特殊设计。
物联网国土监测 效益显而易见
先从国土监测谈起，台湾环境特殊，在3万6千平方公里中，拥有东北亚第一高峰，且位于菲律宾海板块和欧亚大陆板块的聚合边界，再加上紧邻太平洋，因此长期以来天灾繁多，台风、豪雨、土石流等几乎年年侵袭，在此态势下，防救灾向来是是台湾国土政策中相当重要的一环，近年来IT技术精进，作为全球IT重镇的台湾，除了参考国外的相关机制外，也将IT技术大量导入防救灾系统。
这几年大家在谈的物联网概念，在防救灾应用已经开始，不过台湾仍有成长空间，相较之下大陆方面的进展相当快，以农业应用为例，现在大陆部分乡镇以传感网络监控农地的水流泵浦，由于灌溉用水是农作物耕种的命脉，再加上大陆多数地区夏天常受旱灾之苦，因此农地用水必须谨慎掌握，透过物联网架构可长期监测水量，累积为历史信息，进而作为用水决策的依据，而大陆地广田多，所设置的水泵浦数量庞大，容易累积为大数据，系统设置的效益容易显现。
从架构面来看，物联网可分为传感、网络、应用等3层，目前台湾厂商的产品主要为传感与网络两部分，至于应用层近年已开始有厂商尝试了解其商业模式，并评估未来投入可能，凭借过去长期在M2M的经验，台湾厂商切入物联网领域的速度相对较快，不过这2类技术看来类似，其精神仍不同，M2M属于1对1的传输架构，不涉及Big Data，物联网的是多点同时撷取信号，其型态相当不同，M2M仅为单点对单点的监控，信息的储存累积不被重视，物联网则非常强调这点，物联网的传感点众多，但不能一视同仁毫无分别的视为一体，系统必须有判别各传感点独特ID的能力，如此才能监控兼具。
应用在国土监测也是一样，国土监测与其他应用不同，防救灾系统的传感布点相当广泛，且各点所代表传感意义不同，以地层监控为例，当大雨来袭，有土石流发生可能时，系统必须分辨各地点传感器IP，才能判别各地地质的不同变化，而设置传感点也需要专业经验。
国土监测系统所使用的传感器都设至于户外，其封装设计有其强固要求，尤其是台湾，台湾为岛屿地形，湿气相当重，因此防潮设计相对重要，而如果是海岸线的水文监测，则还要加上防盐蚀，除强固性要求外，电源也是重点，户外的传感器不可能随时更换电池，因此电源供应设计非常重要，目前传感器的电池选择，目前仍以铅酸电池为主，不过铅酸电池寿命用尽后的处理容易造成环境污染，因此简单的太阳能蓄电与燃料电池是此类传感器未来的趋势。
国土检测的通讯考量
至于在传输方面，传感器常见的通讯技术是Zigbee与Wi-Fi，不过Zigbee有其缺点，包括带宽有限、各厂商间兼容性不佳、少量架构成本偏高等问题，Wi-Fi则是耗电高，对设置于户外的传感器来说问题相当大，Zigbee与Wi-Fi的另一个问题是频段，这两者都是走2.4GHz，此一频段所使用的设备多，信号容易受到干扰，Wi-Fi阵营推出走5GHz的 IEEE 802.11ac，虽然解决了干扰问题，不过频段高，穿透力就会变弱，常设于户外环境的传感器，通讯传输容易受到树木、高山阻隔，对此国外常用的433MHz、900MHz等射频技术，反而是较佳选择，不过这受限于各国法令，无法一体适用。
防救灾体系的传感器撷取信息后，会将信息传送至此一区域的记录器，记录器再将汇集的信号传回后端，至于纪录器的信号传送则为复合式，端视当地状况选择，一般而言若当地布有线路，则当然以有线传送效能最高，若没有布线，则以3G技术传送，目前台湾的3G基站涵盖率已接近100%，因此问题不大，主要考量在于3G使用所产生的费率。
在上层系统方面，国土监测系统不同，所需要的系统功能也就相异，因此防救灾系统会有一定程度的定制化需求，目前系统整合厂商在这方面都有提供相关服务，由于各单位的防救灾系统需求不同，由于这类系统的数据判断，取决于前端传感器信号累积，防灾系统的信号传感，通常有其时间间隔，记录器纪录当区每一段时间的传感器数据，再行回送，后端系统再依据部这些数据进行判别与决策依据，而不同领域的数据量有不同特性，因此需要一定的定制化设计。
防灾机关整合才是重点
由于现在台湾的国土监测系统并没有统一整合，中央与各地方政府各有其系统，且系统之间不易整合，对此，系统厂商多以整合与服务导向架构设计平台，，目前看来Web仍是最开放的架构，因此透过Web架构，将有效提升政府各局处系统的串连问题。
云端平台的建立，可让数据的附加价值变得更高，以台湾为例，目前台湾各县市政府都已导入防灾云端平台，利用其所汇集的历史信息，模拟豪大雨发生时各地的淹水状况，除雨量监测外，新竹县尖石乡的大鹿林道也已使用相关纪录器与云端平台，其作法是在边坡遍设地锚，地锚与地锚之间则以光纤互联，当土质滑动，该处的光纤就会地形凹折，藉由凹折位置来判端各点的地层走向与位置。
就防救灾系统建置现况来看，台湾相关建设已算完全，目前的问题是各县市政府之间的系统建置各行其事，系统之间整合不易，甚至单一县市之下各局处也有此问题，这种情况不但会使信息无法最佳化使用，也常会出现设备重复购置的资源浪掷问题，因此台湾的防救灾政策首要之务，应是设置专责机关，整合全国相关资源，方能让防救灾系统步上轨道。
