資料品管為資料處理過程中非常重要的一環。ODB物理資料品管作業係參照美國國家環境資訊中心(National Centers for Environmental Information，簡稱 NCEI)全球溫鹽計畫(Global Temperature -Salinity Profile Program，GTSPP)的品管標示代碼(表1)來標注品管結果，目前提供給申請者的均是代碼為”1″、”2″及”5″之水文資料。

表1 品管標示代碼

標示代碼(Flag)相應之品管意義
0未經品管(No QC done)
1品管後為”好”的資料(Good data)
2品管後為疑似”好”的資料(Probably good data)
3品管後為疑似”壞”的資料(Probably bad data)
4品管後為”壞”的資料(Bad data)
5品管過程中有被更改過(Changed)
9資料遺失(Missing)

GTSPP在其即時品管手冊修訂版中所提出的品管測試共分為五個階段，即(1)位置與航次代號測試(Location and Identification tests)、(2)剖面測試(Profile tests)、(3)氣候場測試(Climatology tests)、(4)剖面一致性測試(Profile Consistency Tests)及(5)繪圖檢查(Visual Inspection)；ODB現行CTD資料品管作業除了刪除(4)外，其餘均大致與GTSPP的作法相同，資料必須依序通過除了剖面一致性測試以外的四項階段測試才能標定為品管合格數據。

第一階段：位置與航次代號測試，檢查.HDR內容是否正確無誤；GTSPP對此階段共列出了6項檢測項目，分別是(1)代號檢查(Platform Identification)、(2)日期與時間檢查(Impossible Date/Time)、(3)經緯度檢查(Impossible Location)、(4)資料上陸地檢查(Position on Land)、(5)站與站間船速檢查(Impossible Speed)及(6)測深檢查(Impossible Sounding)等。ODB在此階段則除了將測深檢查留到第二階段剖面測試的底深測試再檢驗外，仍使用其他5項依序檢驗。

  • 檢查航次代號是否與探測報告上的代號一致，有誤則依據探測報告的航次代號予以修正；
  • 檢查時間或時間格式是否有錯並予以標示；
  • 檢查經度、緯度資料是否有錯並予以標示；
  • 檢查測站位置是否在陸地，如是則標示上岸；
  • 檢查測站與測站間的船速是否超過研究船最快速度並予以標示。

 
第二階段：剖面測試；GTSPP在此階段共列出12項檢測，包括全球海域之不合理參數值(Global Impossible Parameter Values)，地中海與紅海等區域型海域內的不合理參數值(Regional Impossible Parameter Values)，深度順序(Increasing Depth)，深度間距內的不合理參數值(Profile Envelope)，相同的參數剖面(Constant Profile)，冰點(Freezing Point)，突值(Spike)，表層及底層突值(Top and Bottom Spike)，梯度變化(Gradient)，密度反轉(Density Inversion)，底深(Bottom)，逆溫(Temperature Inversion)等檢測項目，ODB則選用上述12項中7項檢查溫鹽垂直剖面觀測值是否合理，此7項目如下：

  • 全球海域之不合理參數值測試：以全球海洋平均環境為參照標準，設定各參數之合理範圍，檢查後將不合理的參數資料予以標示，各參數合理範圍參見表2;
  • 深度間距內的不合理參數值測試：GTSPP係根據全球海洋平均環境所在深度設定相對應深度間距內之合理溫度或鹽度範圍，落在合理範圍外的資料則予以標示(如表3)，但ODB則改用臺灣周邊不同深度範圍下溫度、鹽度之可能數值範圍(表4)來檢驗；
  • 突值測試：挑出深度間距內差異太大的突值，如以V(Z)代表深度為Z(公尺)之溫度(或鹽度)的量測值，令，若溫度之ΔV>2°C；鹽度之ΔV>0.3 psu，將標示成”3″或”4″，上述的2°C與0.3 psu係GTSPP為全球海域訂出來的數值，ODB則是依據臺灣周邊海域溫鹽範圍另作修改(表5)，然而此法無法處理剖面資料最頂層以及最底層之數據，針對此二層需另行處理；
  • 表層及底層突值測試：檢查剖面資料中最接近海表層之表層連續二層與最接近海底連續二層之溫、鹽值是否具有差異過大的突值；若是檢查最接近海表層之表層連續二層，則令；若是檢查最接近海底連續二層之溫、鹽值，則令。若溫度之ΔV>10°C；鹽度之ΔV>5 psu，將標示成”3″或”4″，上述的10°C與5 psu係GTSPP為全球海域訂出來的數值，ODB則是依據臺灣周邊海域溫鹽範圍另作修改(表6)；
  • 梯度變化測試：標示剖面資料中梯度變化過大的數值。令，若溫度之ΔV>10°C或鹽度之ΔV>5 psu時，將標示成”3″或”4″，上述的10°C與5 psu係GTSPP為全球海域訂出來的數值，ODB則是依據臺灣周邊海域溫鹽範圍另作修改(表7)；
  • 密度反轉測試：檢查剖面資料，挑出隨深度增加但密度減少的資料，並標示成”3″或”4″，ODB的作法是挑出隨深度增加但密度減少超過0.2 kg/m3的資料才予以標示；
  • 底深測試：將CTD資料中量測深度超過海床底深的資料予以標示，此測試需搭配地形資料，把地形資料依經緯度網格化成6’格點，再以CTD測站之位置為中心，與測站周圍最近的16個地形網格點之最深深度相比較，若CTD資料量測深度超過底深則予以標示；

 
第三階段：氣候場測試，與長期統計值相比較

  • ODB的作法係將歷年深度大於200公尺的資料按經緯度1/4°×1/4°網格篩選後之平均與標準差作為檢測標準，剖面資料與長期平均之差值如超過網格平均正負4個標準差則標示為”3″或”4″，深度淺於200公尺的資料則不做氣候場測試。

 
第四階段：氣候場測試，與長期統計值相比較

  • 繪圖檢查；ODB現行作法係使用GMT (Generic Mapping Tools，參閱http://www.soest.hawaii.edu/gmt/)繪圖展示測站所在位置、時間、溫鹽圖與剖面圖，繪圖後再以人工檢視，可將通過上述階段自動化檢測但未檢查出的可疑資料再予以標示。

表2 剖面測試所用之全球海域海洋參數合理範圍表

參數最小值最大值單位
水深(Depth)010000m
水溫(Water Temperature)-2.040°C
鹽度(Salinity)041psu
流向(Current Direction)0360°
流速(Current Speed)03m/sec
聲速(Sound velocity)14251575m/sec

表3 不同深度範圍下全球海域溫度、鹽度可能的數值範圍

深度範圍(m)溫度(℃)鹽度(psu)
0～25-2.0～370～41
25～50-2.0～360～41
50～100-2.0～361～41
100～150-2.0～343～41
150～200-2.0～333～41
200～300-2.0～293～41
300～400-2.0～273～41
400～1100-2.0～2710～41
1100～3000-1.5～1822～38
3000～5500-1.5～733～37
5500～12000-1.5～433～37

表4 品管測試選用之臺灣周邊海域溫度、鹽度在不同深度區間之可能範圍

深度範圍(m)溫度(℃)鹽度(psu)
0～259～3411～36
25～5010～3128～36
50～10011～3131～36
100～15012～2929～37
150～20011～2732～37
200～3008～2632～35
300～4007～2432～35
400～11003～2632～35
1100～30002～829～36
3000～55001～434～36

表5 剖面測試之突值測試值所用檢測標準

深度範圍(m)溫度(℃)
0～2003.0
>2001.0
深度範圍(m)鹽度(psu)
0～103.0
0～501.0
>500.2

表6 剖面測試之表層及底層突值測試所用檢測標準

深度範圍(m)表層溫度(℃)底層溫度(℃)
0～105.02.0
>100.51.0
深度範圍(m)表層鹽度(psu)表層鹽度(psu)
0～105.01.0
>100.30.1

表7 剖面測試之梯度變化測試值所用檢測標準

深度範圍(m)溫度(℃)
0～2003.0
>2001.0
深度範圍(m)鹽度(psu)
0～103.0
10～501.0
>500.2