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1% Knowledge》台灣有9.5億棵樹，為什麼直到今天我們才找到最高的一棵?
（圖/SMC提供）84.1公尺的「大安溪倚天劍」。當人站在樹下幾乎縮成一個小點時，數字開始有了具體的尺度，也讓人理解魯凱族為何稱這些台灣杉為「會撞到月亮的樹」。
「台灣最高的樹在哪？有多高？」十多年前，林業試驗所副研究員徐嘉君開始認真思考這個問題，當時沒有人知道答案，直到現在，我們才開始知道一些輪廓。這件事聽起來有些不可思議，畢竟我們知道玉山主峰是3952公尺，知道台北101高508公尺，也知道世界最高建築哈里發塔高828公尺，但在一座森林覆蓋率超過六成、擁有約9.5億棵樹的島嶼上，卻沒有人能確切說出最高的一棵樹在哪裡。
徐嘉君後來曾說，自己原本研究的是樹冠層生態，因為工作需要經常爬樹：「爬著爬著愈攀愈高，自己也不免好奇，到底樹可以長多高？」這個看似單純的問題，後來變成一項歷時十多年、結合航空光達測繪、攀樹調查與公民科學的全台巨木計畫，而答案直到今年才逐漸清晰；近期他們發現了位於大安溪上游的一棵高84.1公尺的台灣杉，被命名為「大安溪倚天劍」，成為目前已知的台灣最高樹，也是東亞最高樹。
最近上映的紀錄片《神木之島》就在講這個故事，記錄的正是這群研究員、攀樹師與森林工作者尋找巨木的過程，不過這個84.1公尺只是目前得到的答案，未來可能還有沒有我們不知道，在那之前，研究團隊其實先得到57,000個「答案」。
從棲蘭三姊妹開始，一場沒有地圖的尋樹計畫
2014年8月，研究團隊前往棲蘭保護區調查著名的「棲蘭三姊妹」，其中最高的一棵台灣杉達69.3公尺，樹幹直徑接近三公尺，這趟調查讓研究人員意識到，台灣或許還有更多尚未被發現的巨木。
問題是，該從哪裡找起？森林不像城市。沒有地址、沒有門牌，台灣六成以上國土被森林覆蓋，估計約有9.5億棵樹。即使把範圍縮小到高山原始林，規模依然驚人，如果要在這樣的森林裡找出最高的一棵樹，靠的絕對不會是運氣。
這個轉機，來自於LiDAR（Light Detection and Ranging，光達測繪）技術。
如果說過去尋找巨木靠的是雙腳、經驗與運氣，那麼LiDAR則讓研究人員第一次有機會從空中重新認識整座森林。這項技術的原理並不複雜，透過飛機沿著山區航線飛行的同時，向地面發射數以百萬計的雷射脈衝，這些打在樹冠、穿過樹葉乃至於撞擊地面的雷射在反射的同時，系統就可以透過計算雷射往返時間重建森林與地形的三維模型，於是從電腦螢幕上看這整片森林，就不再只是綠色的一片，而是由無數高低不同的點所構成的立體地景。
對森林研究而言，這是一種近乎革命性的改變。過去，研究人員即使站在森林裡，也很難看清整座森林的樣貌，由於高大的樹冠遮蔽了視線，加上山谷與稜線切割了地形，人們往往只能看見眼前的一小部分（就是人們說的「見樹不見林」），而LiDAR則提供了另一種視角——從天空俯瞰的整座森林。
如果說徐嘉君代表的是走進森林找樹的人，那麼成功大學測量及空間資訊學系教授王驥魁，則是從天空找樹的人。長期研究遙測探測與空載光達技術的他，負責巨木計畫中的空間分析工作，過去主要應用於地形測繪、防災與國土調查的LiDAR資料，在這項研究裡被轉化成尋找巨木的工具。研究團隊後來能夠從全台森林資料中找出潛在巨木位置，背後正是王驥魁團隊建立的分析方法。
研究團隊利用政府委託執行的航空光達測繪資料，來建立全台森林的冠層高度模型（Canopy Height Model）。簡單來說，就是把每棵樹的高度轉換成可以分析的數據，當搜尋條件設定在65公尺以上時，系統很快給出結果：57,000 個候選目標。
這個數字讓研究團隊興奮，也讓他們意識到新的問題正在出現。因為LiDAR雖然能告訴研究人員哪裡「看起來很高」，卻無法直接告訴他們，那究竟是一棵樹、一面崖壁，還是一段陡峭山坡。於是，真正困難的工作從這一刻才開始。
台灣的山，比樹更容易騙過電腦
這 57,000個候選目標出現後，研究團隊原本以為自己離答案已經不遠。畢竟，這是台灣第一次透過全島尺度的LiDAR資料來尋找巨木，過去需要靠登山經驗、林班紀錄甚至地方傳說才能找到的神木，如今似乎都可能在電腦螢幕上被標示出來。
但很快地，研究團隊發現，LiDAR雖然擅長測量高度，卻不擅長理解台灣。電腦看到的世界，其實是一連串高低起伏的點位資料，它知道哪裡比較高，哪裡比較低，卻不知道自己看到的是一棵樹、一塊岩壁，還是一段陡峭山坡。而台灣，偏偏是一座特別容易讓電腦產生誤會的島嶼。
從地形來看，台灣是全球少數在極短距離內同時擁有海岸、峽谷、崩壁與三千公尺高山的地方：中央山脈與雪山山脈將整座島嶼切割成無數深谷與稜線，許多地區的坡度甚至超過四、五十度，對登山者而言，這代表壯觀的地景，但對LiDAR來說，卻代表大量可能的誤判。
研究團隊曾發現一筆令人興奮的資料。電腦模型顯示，那裡有一個超過100公尺高的訊號，如果這是真的，這將不只是台灣最高樹，甚至足以進入全球巨木榜（當然，如果有這個排行榜的話）；但當研究人員放大資料、反覆檢查，再前往現場驗證後，結果卻完全不同：其實，那是一棵約54公尺高的樹，生長在約50公尺高的崖壁上。樹是真的，崖壁也是真的，只是電腦把兩者加在一起了。
研究人員發現，從某些角度觀看點雲模型時，樹冠與崖壁的高度可能會被視為同一個「物體」，因此出現某個超過100公尺物件的假象。類似的情況在台灣並不少見，有些候選目標其實是峽谷邊緣的一排森林，而有些則是突出於山坡上的岩體；甚至還有一些訊號來自崩塌地旁的殘存樹木。它們在資料裡都顯得異常高大，但它卻未必是真正的「巨木」。
這也讓研究團隊逐漸意識到，LiDAR並不是一張答案卷，它比較像是一張藏寶圖，圖上標出了許多可能的位置，但哪些是真正的寶藏，研究人員必須從大量雜訊中，一點一點辨認出真正有價值的訊號。最後統計結果顯示，在最初的57,000個候選目標之中，約有93%被排除，而這也解釋了為什麼尋找「東亞最高樹」竟然要花費十多年，才有近期的成果。
372位公民科學家，把15年縮短成6週
57,000筆資料出現後，研究團隊面臨一個尷尬的問題：答案可能就在資料裡，但誰能來把它找出來？
王驥魁曾估算，如果只依靠兩位專職研究人員逐筆檢查這些LiDAR資料，大約要15年時間才能完成。於是研究團隊決定採取另一種方式，他們建構了專門設計的網路平台，讓一般民眾登入系統觀看經過匿名化處理的LiDAR截面圖與點雲影像；參與者不需要具備森林學背景，只要根據圖像判斷畫面中的訊號比較像樹木，還是地形。這計畫吸引372位志工加入，從登山愛好者到純粹因為好奇而參與的人所在多有；六週之內，從原本需要15年才能完成的篩選，縮減至4,736筆，接著再交由研究團隊進一步驗證，最後，全台共確認了 941棵高度超過65公尺的巨木。
這也是近年台灣規模最大的公民科學案例。你可以說，當許多人透過《神木之島》看見研究團隊走進森林時，另一群人其實坐在電腦前，默默參與著同一場尋樹計畫，頗為有趣。
