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五、結果與討論

5.2 土地利用變遷驅動力分析

土地利用變遷驅動力分析可瞭解驅動土地利用變遷主要因子,分析結果作為後續 土地利用管制策略研擬之參考;其次,建立土地利用變遷機率模式,作為後續土地利 用變遷模擬之應用(吳振發,2006)。

5.2.1 土地利用變遷驅動變數

二元羅吉斯迴歸使用上並不受多元常態分配的假設限制,可在解釋變數同時存在 連續或離散資料,因此成為分析土地利用變遷機率及驅動因子影響程度分析的重要方 法(吳振發,2006)。

羅吉斯迴歸的依變數為土地利用別,建地、農地、草地、林地、水體、裸露地 6 大類,自變數為影響土地利用變遷的驅動變數,導出迴歸方程式,探討驅動變數的影 響程度。土地利用變遷的驅動力可區分為自然與人為兩大因素,自然的驅動力包括有 地形、氣候、土壤、水文、非人為災害等,人為的驅動力則包括與都市建物的鄰近 性、人口密度、交通可及性等。

寶橋集水區的實際面土地利用分派上,就建地而言,由於受限於集水區大部分面 積都是山坡地,地勢平坦低平地區,人口集中聚集分佈;在農業方面,土壤性質、交 通可及性、水源條件是主要影響條件;在草地方面,地形、土壤條件、周圍開發程度 會決定是否被人類開發利用的主要影響因子;在林地分佈方面,海拔高度、土壤條 件、水源條件、周圍開發程度為其主要影響因子。

寶橋集水區在土地利用變遷的驅動因素區分為兩大類型,分別是自然環境與人為 環境。在自然環境驅動因素方面,驅動力包含高程、坡度、土壤外部排水性、土壤沖 蝕指數 K 值、與河川距離等 5 項因素;人為環境的驅動變數則為與道路距離、與都市 計畫區距離、與建築物距離、里人口密度等 4 項因素。

表 8:二元羅吉斯迴歸依變項、自變項屬性分析表

變數 資料類別 資料型態 單位 類別 資料來源

依變數 土地利用 二元 0-1

0:建地 1:農地 2:草地 3.森林 4.水體 5.裸露地

2000 年 SPOT 衛星影 像分類

高程 等比尺度 公尺 - DTM 計算

坡度 等比尺度 % - DTM 計算

土壤外部排

水性 等比尺度 -

-土壤沖蝕指

數 K 值 等比尺度 -

-營建署區域計畫土地 使用管理系統 自變數 自然環境

與河川距離 等比尺度 公尺 - 依據土地利用圖計算

與道路距離 等比尺度 公尺 - 依據土地利用圖計算 與都市計畫區

距離 等比尺度 公尺 - 營建署區域計畫土地

使用管理系統 與建築物距離 等比尺度 公尺 - 依據土地利用圖計算

人為環境

里人口密度 等比尺度 人/km2 - 台北縣市戶政事務所

5.2.2 模型檢定

羅吉斯模式的-2 Log likelihood 值,是統計軟體 SPSS 對於羅吉斯模式的輸出指 標,此值愈小愈好,代表模式的配合程度愈好。林震岩(2007)敘述對於 Cox & Snell R Square 與 Nagelkerke R Square 分析結果,兩個量度存在爭議,統計值也有很大差 異,使用何種近似量度,屬於研究人員偏好。由表 9 得知,在羅吉斯模式中,建地、

水體與林地有較高的模式配合度。

表 9:羅吉斯迴歸模式量度表 模式量度

依變數 -2 Log likelihood

Cox &

Snell R Square

Nagelkerke R Square 建地 93.799 0.574 0.999 農地 31811.879 0.052 0.119 草地 5787.429 0.002 0.026 林地 45831.313 0.32 0.473 水體 576.701 0.066 0.884 裸露地 1949.746 0.002 0.07

Hosmer and Lemeshow 檢定以卡方值來描述,卡方值愈小,對於模式的適合度愈 佳,由表 10 得知,以建地、水體與裸露地有較佳的適合度。

表 10:Hosmer and Lemeshow 檢定 Hosmer and Lemeshow 檢定

依變數 Chi-square 顯著水準 建地 21.423 0.006 農地 36.387 0.000 草地 54.684 0.000 林地 903.273 0.000 水體 10.713 0.219 裸露地 6.273 0.617

5.2.3 模式分類正確率

利用羅吉斯迴歸模式,對於依變數的觀察值給予預測,檢驗此模式可正確預測於 這些觀察值。由表 11 得知各土地利用別分類正確率在 74.8%以上,其中以裸露地、水 體、草地的分類正確率最高,分別為 99.8%、99.4%及 99.2%,其次為農地 91.8%、建 地為 84.7%、林地為 74.8%。

表 11:土地利用別分類正確性

項目 觀測值 預測值

0 1

正確率(%)

0 52229 0 100.0

觀測值

1 9405 0 0

建地

總百分比(%) 84.7

0 56553 0 100.0

觀測值

1 5081 0 0

農地

總百分比(%) 91.8

0 61121 0 100.0

觀測值

1 513 0 0

草地

總百分比(%) 99.2

0 0 15546 0 觀測值

1 0 46088 100.0

林地

總百分比(%) 74.8

0 61236 0 100.0

觀測值

1 398 0 0

水體

總百分比(%) 99.4

0 61485 0 100.0

觀測值

1 149 0 0

裸露地

總百分比(%) 99.8

The cut value is 0.5

ROC Curve

ROC Curve

1.00

ROC Curve

1.00

ROC Curve

1.00

ROC Curve

1.00

ROC Curve

1.00

5.2.4 土地利用變遷驅動力模式分析 (1)建地二元羅吉斯迴歸模式

建地的二元羅吉斯迴歸模式中,坡度、與建物距離及里人口密度會影響其分佈與 變遷,坡度(-0.01959)、與建物距離(-0.28306)為負面的影響性因素,里人口密度 (0.00002)。發現距離建築物愈近的區域、坡度愈低、里人口密度高,為建地分佈機率 較高的區域。

(2)農地二元羅吉斯迴歸模式

農地的二元羅吉斯迴歸模式中,除了土壤外部排水性不會影響其分佈或變遷外,

其餘的變數皆會影響。其中屬於正面影響的因素,依重要性排序分別為土壤沖蝕指數 K 值(2.14613)、與河川距離(0.00041)、與都市計畫區距離(0.00006)等三項;負面的 影 響 性 因 素 依 序 為 坡 度 0.06681) 、 與 建 築 物 距 離 0.00112) 、 與 道 路 距 離 (-0.0009)、高程(-0.00045)、里人口密度(-0.00036)。此結果顯示屬於坡地平緩及高程 較低、土壤沖蝕指數 K 值高、距離道路與建物近、里人口密度低,但是離都市計劃 區、河川遠的區域是農地分佈機率較高的區域。

(3)草地二元羅吉斯迴歸模式

草地的二元羅吉斯迴歸模式中,除了與高程、與建築物距離、土壤外部排水性、

里人口密度等四項因素不會影響其分佈或變遷外,其餘的變數皆會影響其分佈與變 遷。其中屬於正面影響的因素,依重要性排序分別為土壤沖蝕指數 K 值(4.49656)、與 河川距離(0.00042)、與都市計畫區距離(0.0003)等三項,以土壤沖蝕指數 K 值影響草 地分佈的程度較大;負面的影響性因素依序為坡度(-0.03928)、與道路距離(-0.00079) 以前者的影響力較強,與道路距離影響力較弱。所以可得知,屬於土壤沖蝕指數 K 值 較高、坡度緩、與河川和都市計畫區距離遠但是距離道路較近的地區,是草地分佈機 率較高的區域。

(4)林地二元羅吉斯迴歸模式

林地的二元羅吉斯迴歸模式中,除了與都市計畫區距離因素不會影響其分佈或變 遷外,其餘的變數皆會影響林地的分佈與變遷,其中屬於正面影響的因素依重要性排 序,以土壤沖蝕指數 K 值(0.79638)、土壤外部排水性(0.21452)、坡度(0.0942)、與 建築物距離(0.00514)、高程(0.00093)、與道路距離(0.00064),以土壤沖蝕指數 K 值 影響力較強;負面的影響性因素為與河川距離(-0.00011)、里人口密度(-0.00004)具 有影響。由此可知,屬於土壤沖蝕指數 K 值高、土壤外部排水性佳、坡度陡高程高、

與建築物及道路越遠、與河川距離越近、里人口密度低的地區,為林地分佈的機率越 高。

(5)水體二元羅吉斯迴歸模式

水體的二元羅吉斯迴歸模式中,除了與道路距離、坡度、與河川距離會影響其分

佈或變遷外,其餘的變數皆不會影響其分佈與變遷。負面的影響性因素為與河川距離

為土壤沖蝕指數 K 值(4.1408);負面的影響性因素依序為土壤外部排水性(-1.1805)、

與道路距離 - -0.0009*** -0.00079** 0.00064*** 0.00303* -0.00149**

坡度 -0.01959 -0.06681***

-0.03928*** 0.0942*** -0.05939***

-0.07462***

-與建築物距離

-0.28306***

-0.00112*** - 0.00514*** - -0.00089*

與都市計畫區距離 - 0.00006** 0.0003*** - -

常數 6.17634 -1.10472 -5.19111 -1.50887 1.3887 -4.69698

* : p<0.1; * *: p<0.01; *** : p<0.001.

5.2.5 土地利用變遷驅動力分析

本計畫以二元羅吉斯迴歸模式進行景美溪流域 2000 年建地、農地、草地、林地、

水體、裸露地土地利用驅動力分析,分析發現坡度、與道路距離、與河川距離、與建 物距離、土壤沖蝕指數 K 值、里人口密度等六項變數是影響寶橋集水區各種土地利用 分佈的主要驅動因子。根據此分析結論及所建立的二元羅吉斯迴歸模型,建議未來的 土地利用管制:

(1)坡度

本計畫中發現,坡度對於林地的分佈有顯著地助益,坡度越陡的地區為林地主要 分佈區域。坡度越高的地區是自然敏感地主要分佈的地點之一,不適合農地的開發,

因此在寶橋集水區應持續維持林地使用,避免人為開發造成災害。

(2)與道路距離

在寶橋集水區的計畫中發現,與道路的距離越近,交通便利性越高,越有助於開 發農地,裸露地也因與道路距離越近,越多分佈相關;林地則與道路距離越遠,較不 受人為干擾。

(3)與建築物距離

都市發展與建地的開發有顯著的影響,與建地距離自然是越近越有相關性,與道 路距離越近越有助於建地的開發,林地分佈在與建築物距離越遠處。在考慮生態保全 上,可擴大緩衝區,有條件的允許開發。

(4)與河川距離

植生分佈與水源條件具有不可分割的相依性,林地分佈與河川距離越近有越高機 率,對於農地及草地而言,由於寶橋集水區沿河川開發程度高,農地與草地在與河川 距離影響因子中,距離近並沒有對於其機率分佈較高。

(5)土壤沖蝕指數 K 值

土壤沖蝕指數越高產生的土壤沖蝕越大,建地由於是建築物、柏油、硬舖面所涵 蓋,因此沖蝕量為零;草地的土壤沖蝕指數最高,林地次之。本計畫結果顯示沖蝕指 數越高地區為林地、農地、草地、裸露地主要分佈地點,將會產生極高的土壤沖蝕 量,因此未來應加強高土壤沖蝕指數地區裸露地及草地的植林,農地開墾有限度利 用,除了降低土壤沖蝕外,亦可提升生態效益。

(6)里人口密度

人口的發展會促進都市擴張,當生存空間品質已無法滿足人類需求時,會往外圍 區域發展,在寶橋集水區中,人口密度低的空間用來發展農業,亦或維持原本的植 生,裸露地的分佈也在較少人口處,人口密度高的空間自然成為建地聚集處。未來應 該保持法令,人口避免定居於山坡地,減低坡地開發災害。

5.3 CLUE-S 模式分析

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