國立中興大學教學大綱
課程名稱 (中) 水土保持試驗設計(5185)
(Eng.) Experiment Design of Soil and Water Conservation Engineering
開課單位 水保系
課程類別 選修 學分 3 授課教師 洪啟耀
選課單位 水保系 / 學士班 授課使用語言 中文 開課學期 1151
課程簡述 本課程旨在培養學生設計與執行水土保持相關實驗的能力,從實驗規劃、研究假設的建立、量測技術的選擇,到數據蒐集與分析方法,提供完整的系統化訓練。課程內容將介紹先進的影像量測技術,包括粒子追蹤測速(PTV)與粒子影像測速(PIV)的方法與應用,讓學生理解流體與顆粒運動之時空分佈的量化方式。此外,亦將示範如何運用攝影測量與結構光重建技術建立高精度三維地形模型,以應用於沖蝕、沉積與流場變化的分析。透過理論講解與實作演練,學生將能掌握實驗設計的關鍵原則,學習如何結合數位影像分析與傳統量測方法,進一步提升對水土保持過程的觀測與理解能力。
先修課程名稱
課程與核心能力關聯配比(%) 課程目標之教學方法與評量方法
課程目標 核心能力 配比(%) 教學方法 評量方法
培養實驗設計能力:讓學生理解水土保持領域常見的研究問題,並能規劃合適的實驗架構與量測策略。
掌握影像分析技術:熟悉粒子追蹤測速(PTV)、粒子影像測速(PIV)等技術,能應用於流場與顆粒運動的量化分析。
學習三維建模方法:能運用影像測量與攝影測量技術建立高解析度三維模型,評估地形或水工構造物的變化。
提升數據處理與解讀能力:能將實驗數據進行統整、分析與詮釋,並與理論或數值模擬結果比較。
培養問題解決與團隊合作能力:透過專題實作與討論,強化學生獨立思考、跨領域協作與解決實際工程問題的能力。
1.整合跨領域知識與技術,有效執行專長事業。
2.培養溝通協調能力,強化團隊合作之精神。
3.養成獨立思考能力及解決問題之技巧。
4.強化水土保持之社會責任與宣導觀念。
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授課內容(單元名稱與內容、習作/每週授課、考試進度-共16週加自主學習)
週次 授課內容
第1週 Matlab程式語言簡介(I)
第2週 Matlab程式語言簡介(II)
第3週 基本影像分析工具介紹
第4週 顆粒影像追蹤定位 及 AI偵測影像粒子定位
第5週 粒子速度追蹤(I)Nearest tracking
第6週 粒子速度追蹤(II) pattern Tracking
第7週 粒子速度追蹤(III)及PIV介紹
第8週 三維粒子影像速度分析(I)
第9週 三維粒子影像速度分析(II)
第10週 地形模型投影掃描(I)
第11週 地形模型投影掃描(II)
第12週 地形模型投影掃描(III)
第13週 期末實驗製作與量測(I)
第14週 期末實驗製作與量測(II)
第15週 期末實驗製作與量測(III)
第16週 期末報告
自主學習
內容
   02.閱覽產業及學術相關多媒體資料
   04.產官學機構參訪與實務體驗

學習評量方式
期末報告
教科書&參考書目(書名、作者、書局、代理商、說明)
Gonzalez et al. (2009) Digital Image Processing using Matlab, 2nd edition Gatesmark Publishing.
課程教材(教師個人網址請列在本校內之網址)
課程講義
課程輔導時間
週四下午2pm-5pm
請尊重智慧財產權及性別平等意識,不得非法影印他人著作及受保護的電子檔案。
更新日期 西元年/月/日:無 列印日期 西元年/月/日:2026 / 9 / 19
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