第四章 分析結果
第一節 各測站地況係數判定結果
以下根據本研究蒐集到的各測站影像資料以及目前我國規範所定義的三 種標準地況參數進行各測站16 個風向角的判定。此判定依據由於屬於 2016 年最新資訊，無法從中獲得究竟1984 年由蔡益超等人所判定的地況係數變化 情況，因此本研究簡單假定1990 年以前，即蔡、陳、張、朱等人所使用的地 況係數繼續沿用，此部分並無風向角之分，而且判斷地況在當時共有四種(即 海岸地況，現已刪除)。1991 年之後由於我國絕大多數地區都市化變化程度 不大，而且我國政府單位或民間累積較多數位化資訊可供參考，因此根據本 研究蒐集的影響資料進行判斷。
圖4-1 至 4-30 顯示為 30 個測站影像圖片，均為 2015 年由我國行政院農 業委員會林務局農林航空測量所拍攝收集而成。配合Google map 的地形資料 與建物分布資訊，本研究將各測站16 個風向角分為 1990 年以前及 1990 年以 後兩部分，列出地況係數與邊界層高度如表4-1、4-2 及表 4-3、4-4 所示。由 此兩表中可發現，地況係數的有效判斷具有明顯差異性，特別是在某些測站 的部分方向角上，與其他方向角呈現明顯的不同地況。若未能據此區分，則 在後續的基本設計風速計算上將造成極大的誤差。此外，過去地況分類為四 種(第四種為海岸地況，α = 0.11，但現在已刪除)，因此 1990 年代之後的地況 以三種為主。針對風向角不同而有不同地況係數時，則將修改中間一個風向 角具有兩地況係數的平均值，使得該測站地況係數呈現漸進變化較為合理。
圖 4-1 花蓮測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 10 月 27 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-2 宜蘭測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 10 月 27 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-3 鞍部測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 7 月 5 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-4 竹子湖測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2014 年 7 月 20 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-5 基隆測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 7 月 31 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-6 臺北測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2014 年 11 月 5 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-7 澎湖測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 4 月 13 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖4-8 高雄測站周邊影像圖 資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2014 年 9 月 15 日
地面解析度：25 ～ 50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-9 嘉義測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 4 月 26 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-10 永康測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 4 月 15 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-11 恆春測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 9 月 18 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖4-12 臺中測站周邊影像圖 資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 10 月 18 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-13 臺東測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 10 月 16 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-14 新竹測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 10 月 13 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-15 蘇澳測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 6 月 12 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖 4-16 東吉島測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 4 月 14 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-17 七股測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2016 年 5 月 18 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-18 大武測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 6 月 5 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-19 玉山測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2010 年 1 月 31 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000) 圖中馬賽克部分為我國軍事機密要地，不予顯示。
圖4-20 日月潭測站周邊影像圖 資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2014 年 2 月 23 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-21 梧棲測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 10 月 18 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-22 成功測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 10 月 28 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-23 板橋測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 6 月 17 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-24 淡水測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2016 年
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-25 阿里山測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2016 年
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-26 臺南測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2015 年 4 月 15 日
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-27 彭佳嶼測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2016 年
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-28 蘭嶼測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2016 年
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-29 金門測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2016 年
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
圖 4-30 馬祖測站周邊影像圖
資料來源：行政院農業委員會林務局農林航空測量 拍攝日期：2016 年
地面解析度：25～50 公分(比例尺為：1：5000)
板橋 -- 高雄 0.15
180 202.5 225 247.5 270 292.5 315 337.5
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
蘭嶼
表 4-3 各測站 1990 年以前的全風向邊界層高度(m)
竹子
400 400 400 400 400 400 400 400
180 202.5 225 247.5 270 292.5 315 337.5
第 二 節 各 測 站 地 況 係 數 判 定 結 果
料以紙本存檔，近年才以人工手動方式存成數位化檔案，而在手動存寫過程
段落的分析中，先將以大氣水文資料庫中的原始資料作為分析方法的選定，
若分析方法選定為獨立颱風法為最佳方法，則再以中央氣象局的颱風資料進 行分析。以下將圖3-1 重新調整順序後變為圖 4-43 所示。
以台北測站作為圖例說明
本段落中以台北測站作為分析說明，年最大值法為日曆年及氣象年，分 別各採用Gumbel-MLM 及 GEV-MLM 進行參數識別及繪製分布；獨立颱風 法則以原始資料中對應每個颱風的最大值，採用Gumbel-MLM 及 GEV-MLM 進行參數識別及繪製分布；r 值統計法則以 r = 5 選取每年原始資料中前 5 個
年至2015 年間的 55 年颱風資料作為基本設計風速的分析依據。
圖5-54 至圖 5-58 為根據表 4-8 所繪製而成的設計風速等高線分布圖。由
台北
1961 ~ 1986 1987 ~ 2015
23.7 (m) 34.9 (m)
基隆
1961~1975 1976~1999
11.0 (m) 34.6 (m)
竹子湖 1970~1982 1983~1987 1988~2015
9.0 (m) 10.5 (m) 11.0 (m)
宜蘭 1961~1987 1988~1998 1999~2015
9.4 (m) 14.8 (m) 26.0 (m)
台南 1961~1982 1983~1988 1989~1998 1999~2001 2002~2015 16.3 (m) 38.7 (m) 36.6 (m) 37.6 (m) 36.6 (m)
花蓮 1961~1985 1986~1990 1991~2015
10.2 (m) 10.0 (m) 12.0 (m)
圖 4-31 甘保分布下五種參數擬合隨極值樣本數的尺度參數誤差 收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15)
資料來源：本研究整理
圖 4-32 甘保分布下五種參數擬合隨極值樣本數的位置參數誤差
收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15)
資料來源：本研究整理
圖 4-33 廣義極值分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的尺度參數 誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15、目標形狀參數為 0.02)
資料來源：本研究整理
圖 4-34 廣義極值分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的位置參數
誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15、目標形狀參數為 0.02)
資料來源：本研究整理
圖 4-35 廣義極值分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的形狀參數 誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15、目標形狀參數為 0.02)
資料來源：本研究整理
圖 4-36 廣義極值分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的尺度參數
誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15、目標形狀參數為-0.02)
資料來源：本研究整理
圖 4-37 廣義極值分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的位置參數 誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15、目標形狀參數為-0.02)
資料來源：本研究整理
圖 4-38 廣義極值分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的形狀參數
誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標位置參數為 15、目標形狀參數為-0.02)
資料來源：本研究整理
圖 4-39 廣義普勒多分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的尺度參 數誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標形狀參數為 0.02、門檻值為 15)
資料來源：本研究整理
圖 4-40 廣義普勒多分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的形狀參
數誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標形狀參數為 0.02、門檻值為 15)
資料來源：本研究整理
圖 4-41 廣義普勒多分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的尺度參 數誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標形狀參數為-0.02、門檻值為 15)
資料來源：本研究整理
圖 4-42 廣義普勒多分布下兩種參數擬合隨極值樣本數的形狀參
數誤差收斂變化
(目標尺度參數為 2、目標形狀參數為-0.02、門檻值為 15)
資料來源：本研究整理
圖 4-43 基本設計風速分析流程圖更新版
資料來源：本研究整理
圖 4-44 (日曆)年最大值法之擬合分析
資料來源：本研究整理
圖 4-45 (氣象)年最大值法之擬合分析
Non-exceedance ProbabilityNon-exceedance Probability
圖 4-46 獨立颱風法之擬合分析
資料來源：本研究整理
圖 4-47 r 值統計法之擬合分析(r = 5)
資料來源：本研究整理
Non-exceedance ProbabilityNon-exceedance Probability
圖 4-48 超越門檻值法之擬合分析(ξ = 17.2 m/sec)
資料來源：本研究整理
Non-exceedance Probability
表 4-7 各測站於不同分析模式下的誤差百分比
圖 4-49 獨立颱風法擬合結果
資料來源：本研究整理
圖 4-50 修正後之獨立颱風法擬合結果
Non-exceedance ProbabilityNon-exceedance Probability
表 4-8 各文獻與本研究的基本設計風速值比較
圖 4-51 各測站各文獻之比較結果之一
Design Wind Speed (m/sec)
蔡益超
Design Wind Speed (m/sec)
蔡益超 陳瑞華 張景鐘 朱佳仁 本研究
圖 4-53 各測站各文獻之比較結果之三
資料來源：本研究整理
圖 4-54 基本設計風速分布圖(蔡益超)
資料來源：本研究整理
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Design Wind Speed (m/sec)
蔡益超 陳瑞華 張景鐘 朱佳仁 本研究
圖 4-55 基本設計風速分布圖(陳瑞華)
資料來源：本研究整理
圖 4-56 基本設計風速分布圖(張景鐘)
圖 4-57 基本設計風速分布圖(朱佳仁)
資料來源：本研究整理
圖 4-58 基本設計風速分布圖(本研究)
資料來源：本研究整理
第 三 節 風 向 角 資 料 特 性 分 析 結 果 與 建 議 方 向
distribution 進行擬合，則會發生估計參數較難收斂的狀況；因此，在此採用在所有風向風速資料中，找出風速最高之風向，所有風向之風速除以該 風向風速，計算出各風向風速比例值，則該比例值即為風向折減因子。圖4-59 代表風向折減因子之分析流程。
以台北市資料為例，圖4-60 中之紅色標記是依上述流程以所得到之風速 比例。由圖上可知，台北之主要高風速集中在東風及東南東風，其次是東北 風及東北東風及東南風，其他風向之風速皆低於最大風速的80%。但參考各 國規範，皆有最低折減幅度，法國為0.7，英國為 0.73，紐澳為 0.8，日本為 0.85。因此，建議最大折減量不應大於 20%，即風向折減因子不得小於 0.8。
建議之折減因子，如圖2 中之橙色標記所示。
將30 個測站之風速資料依據上述原則分析後，可得所有測站的風速比例 分布。原始風速比例值如表4-9 所示，依建議修正後之比例值如表 4-10 所示，
為易於辨識，將風速比例值以雷達圖表示之，如圖4-61 ~ 圖 4-65 所示。
以上之資料是以測站為主所定義之風向因子，但以提供使用者易於查詢 之目的，則採用行政區作為風向因子分區依據較為適當。因此以風向為區分，
每一個風向在每個測站皆有所定義之風向因子，以內插方式，可計算出全台 各區域在各風向之風向因子，易於辨識及使用起見，在此以風向因子等高線 圖表示之，如圖4-66 ~ 4-81 所示。透過上圖，可以得到各行政區在各風向角 之風速因子。將所得之風速因子乘上上節所述之基本設計風速，即可得到各 風向C 地況 10 公尺高之設計風速。
圖 4-59 風向折減因子之分析流程
資料來源：本研究整理
圖 4-60 台北測站風向折減因子
資料來源：本研究整理
表 4-9 各測站原始風向折減因子
表 4-10 各測站建議風向折減因子
資料來源：本研究整理
圖 4-61 風向折減因子分布圖
圖 4-62 風向折減因子分布圖
資料來源：本研究整理
圖 4-63 風向折減因子分布圖
圖 4-64 風向折減因子分布圖
資料來源：本研究整理
圖 4-65 風向折減因子分布圖
圖 4-66 北風(0°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖 4-67 北北東風(22.5°)風向折減因子等高線圖
圖 4-68 東北風(45°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖 4-69 東北東風(67.5°)風向折減因子等高線圖
圖 4-70 東風(90°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖4-71 東南東風(112.5°)風向折減因子等高線圖
圖 4-72 東南風(135°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖 4-73 南南東風(157.5°)風向折減因子等高線圖
圖 4-74 南風(180°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖 4-75 南南西風(202.5°)風向折減因子等高線圖
圖 4-76 西南風(225°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖 4-77 西南西風(247.5°)風向折減因子等高線圖
圖 4-78 西風(270°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖 4-79 西北西風(292.5°)風向折減因子等高線圖
圖 4-80 西北風(315°)風向折減因子等高線圖
資料來源：本研究整理
圖 4-81 北北西風(337.5°)風向折減因子等高線圖
第四節 短少紀錄測站分析範例說明
以下以第三章所介紹的三種母分布模擬的方法，針對台北測站以及五個
以下以第三章所介紹的三種母分布模擬的方法，針對台北測站以及五個