(b2)辛樂克- R te (c2)莫拉克- R te
第二節 坡面單元繪製與坡面分類定義
本計畫使用地理資訊系統軟體ArcGIS 10.0 之水文及地形工具進行坡面 單元分析。藉由DEM 分析得到之集水區，多邊形的輪廓線就是山脊線；而 山谷線則使用反轉之 DEM 資料，藉由 DEM 網格分析互換其高低值，原山 谷線即能反轉為山脊線，同樣地亦可得到反轉之山谷線。繪製原則如下：
一、坡面單元須符合地形特徵，其邊界不可跨越地形邊界，例如稜線、
河谷。
二、為避免聚落管理單元面積過小，坡面單元控制在約3至10公頃為原則。
為了使所建立之降雨引致崩塌之坡地易損性曲線更可靠，所繪製之坡 面單元必須考量是否會崩塌的可能性及納入分析合理性。因此，除不考慮沖 積層、平坦地以及平坡之區域外。亦不考慮(1)河道區域；(2)非自然邊坡；
(3)低坡度之坡面單元。此步驟係使坡面單元匯入 Google Earth，把不納入考 慮之研究因子進行切除，包括河系、河道、農業用地、水利用地、聚落、建 物等。在實際繪製過程中，雖坡面單元希望控制在 10 公頃以內，但坡面單 元分析時若有大於 10 公頃之坡面單元，則會獨立處理使之小於 10 公頃。
此外，部分坡面單元若藉由坡向與山影圖檢視，並無明顯的地形起伏，則無 須再編修，因此會有部分坡面單元大於 10 公頃。對於小於 3 公頃之坡面單 元，編修時須再與Google Earth 三維立體地圖比對，小於 3 公頃之坡面單元 則與鄰近之坡面單元合併處理。
依據前述劃設及篩選程序，陳有蘭溪集水區劃分完成之坡面單元如圖 2- 25 所示，總計有 5,872 個坡面單元。荖濃溪集水區劃分完成之坡面單元 如圖 2- 26，總計有 18,779 個坡面單元。旗山溪集水區劃分完成坡面單元如 圖 2- 27 所示，總計有 9,504 個坡面單元。
應用坡地易損性模式於坡地災害損失評估及警戒模式研究
圖 2- 25 陳有蘭溪集水區之坡面單元
圖 2- 26 荖濃溪集水區之坡面單元
應用坡地易損性模式於坡地災害損失評估及警戒模式研究
圖 2- 27 旗山溪集水區之坡面單元
一、坡面單元分類
完成坡面單元劃分後，即可瞭解整體集水區之坡面總數量以及納入監 控管理之坡面數量。接下來即可藉由環境因子資料庫進行每個坡面之分類，
由於環境因子資料庫皆為 20m×20m 之網格尺度，必須轉化為坡面尺度之定 義。本研究藉由坡面之物理特徵與坡面分級尺度進行最佳的分類，分類因子 包括：「地質岩性分類」；「坡度分級」；「距河道遠近分級」；「坡向敏感因子」
以及「崩塌植生指標」。以下分述之：
(一) 坡面之地質岩性分類(G)
本計畫在前期成果中，發現不同地質特性對於易損性之影響並不顯著，
這表示易損性分析對於地質岩性的細微差異不敏感，其原因在於崩塌受限 由影像判釋得到，對於地質的差異可能不顯著，因此以大尺度分類予以考量，
例如砂岩、頁岩、礫岩等崩塌率較高，因此使地質岩性作為參考因素之一。
本計畫對地層年代以地質及岩性因子概分為始新世、漸新世、中新世、上新 世及更新世等，並將其概分為 G1(始新世~漸新世)、G2(中新世~更新世)兩 個年代，定義如
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表 2- 7 所示。坡面單元之定義則取各類地質面積比例最大者，即某坡 面單元內計算 G1 及 G2 的面積，面積上相對多數者即作為該坡面單元地質 分類(代表地質)。各集水區劃分完成之坡面單元地質分類如圖 2- 28 至圖 2- 30 所示。
表2- 7 本計畫選擇之地質分類
編碼 年代 岩性名稱
G1
始新世 深灰色板岩和千枚岩質板岩、夾石英砂岩互層
始新世 板岩、千枚岩夾石英岩質砂岩
漸新世 硬頁岩夾薄至厚層砂岩
漸新世 厚層或塊狀白色中至極粗粒石英岩及硬頁岩
G2
中新世 硬頁岩、板岩、千枚岩夾砂岩
中新世中期 砂岩及頁岩互層、煤層
中新世晚期 砂岩及頁岩互層、煤層
中新至上新 砂岩及頁岩互層、煤層
上新世 頁岩、砂質頁岩、泥岩
上新世 砂岩、泥岩、頁岩互層
上新至更新 礫岩
更新世 礫石、砂及粘土
圖 2- 28 陳有蘭溪坡面單元地質分類 圖 2- 29 荖濃溪坡面單元地質分類
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圖 2- 30 旗山溪坡面單元地質分類
(二) 坡面之坡度分級(S)
坡面單元在坡度分級選擇方面，本計畫首先以水土保持技術規範(2013) 坡度分級定義為依據，使坡度自五級坡之上下界分三個分級，定義為 S1(緩 坡)、S2(中坡)以及 S3(陡坡)，如表 2- 8 所示。再採用坡面斜率法來計算坡 面單元坡度，其計算方式是把坡面單元最高點至最低點的高程差作為坡高，
及最高點至最低點水平投影下的水平距離作為坡長，計算該坡面單元之斜 率即求得坡度分級。採用坡面斜率法不僅結果較佳，也具有其物理意義存在，
各集水區劃分完成之坡面單元坡度分級如圖 2- 31 至圖 2- 33 所示。
表2- 8 本計畫之坡度分級
編碼 規範分級 水土保持技術規範
坡度(S)分級範圍 坡度(°) S1 三級坡 15%＜S≦30% 8.53＜S≦16.70
四級坡 30%＜S≦40% 16.70＜S≦21.80 S2 五級坡 40%＜S≦55% 21.80＜S≦28.81 S3 六級坡 55%＜S≦100% 28.81＜S≦45.00 七級坡 S＞100% S＞45.00
註：三級坡以下在網格中已刪除，但坡面單元計算仍可能有三級坡之坡度值。
應用坡地易損性模式於坡地災害損失評估及警戒模式研究
圖 2- 31 陳有蘭溪坡面單元坡度分類 圖 2- 32 荖濃溪坡面單元坡度分類
圖 2- 33 旗山溪坡面單元坡度分類
(三) 坡面之距河道遠近分級(R)
本計畫依據前述距河道遠近之因子分析，發現距河道 300 公尺以下崩 塌即相當明顯，過細之分類並無必要。因此，本計畫建議距河道遠近定義如 表 2- 9，以 300 公尺為界分為 R1(鄰近)和 R2(非鄰近)二級。本計畫對於坡 面單元距河道遠近之距離計算，並非直接採用坡面單元與河道之最近距離 計算，而是採用坡面單元之最低點與河道之距離計算，避免坡面崩塌現象 與河道遠近關係之誤判。河道範圍採用水利署公告之水系及河道範圍圖層，
並與影像裸露邊緣比對校對。各集水區劃分完成之坡面單元距河道遠近分 級如圖 2- 34 至圖 2- 36 所示。
表2- 9 本計畫之距河道遠近分級
編碼 定義 距離(m)
R1 鄰近 300 以下
R2 非鄰近 超過300
圖 2- 34 陳有蘭溪坡面單元距河道遠近分級 圖 2- 35 荖濃溪坡面單元距河道遠近分級
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圖 2- 36 旗山溪坡面單元距河道遠近分級
(四) 坡面之坡向敏感因子(A)
集水區在不同颱風事件由於山脈走勢、地形等不同方向會有不同的易 崩特性，同時也與臨災時颱風的走勢有關，不同的路徑造成同一個坡面上有 著迥異的降雨量。因此，崩塌與否除了與該地區地貌型態的變化有著顯著的 關係，也與風向有關，這也表示坡面的迎風或背風並不是固定不變的，而是 每次事件可能不同。所以坡向因子在災時應變時其實是動態的變化，這也使 得坡向分級難以定義。為定義坡向的強弱差別，本計畫將坡向定義為變動之 環境因子，稱之為坡向敏感因子。也就是說針對各事件必須獨立的考慮其坡 向分級定義，本計畫對於易崩程度概分為 A1 和 A2 二級，如表 2- 10 所示，
分別為弱面向及強面向。地形對於風向的弱面向對來說具有較易崩塌的情 形。強面向則相對表示較不易崩塌。
在坡向數值計算上，本研究利用坡面單元內網格之高層最高點 X 座標
Y 座標與高層最低點 X 座標與 Y 座標計算方位角，實際地計算出該坡面單 元方向，包含北向(337.5°~360°；0°~22.5°)、東北向(22.5°~67.5°)、東向 (67.5°~112.5°)、東南向 (112.5°~157.5°)、南向為(157.5°~202.5°)、西南向 (202.5°~247.5°)、西向(247.5°~292.5°)、西北向(292.5°~337.5°)，如圖 2- 37 所 示。坡面單元坡向分級如圖 2- 38 至圖 2- 40 所示。
表2- 10 本計畫之坡向敏感因子
編碼 分級定義
A1 弱面向：各集水區取事件崩塌率較高之四方向
A2 強面向：各集水區取事件崩塌率較低之四方向
圖 2- 37 方位角角度示意圖
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圖 2- 38 陳有蘭溪坡面單元坡向分級 圖 2- 39 荖濃溪坡面單元坡向分級
圖 2- 40 旗山溪坡面單元坡向分級
(五) 坡面之崩塌植生指標(N)
本計畫提出以「崩塌植生指標」描述坡面單元之變動因子，係考量僅藉 由 NDVI 判斷一個坡面單元之植生狀況及易崩特性並不容易。而「崩塌植 生指標」即是考量前期裸露地與植生狀況皆是由影像得到，對於易崩特性之 影響應同時考量。因此，把植生分為低植生地(-1＜NDVI≦NDVIc)和中高植 生地(NDVIc＜NDVI≦1)兩類，其中 NDVIc 為植生條件門檻值；再把事件 前期影像判釋之裸露地與非裸露地予以綜合考量，得到崩塌植生指標二種 定義，分別為 N1(崩塌植生差)和 N2(崩塌植生佳)，如表 2- 11 所示。
本計畫對於坡面單元崩塌植生指標之計算，首先藉由各網格之NDVI 值 與裸露地判釋結果計算每個網格之崩塌植生指標，再計算坡面單元中 N1 和 N2 比例來定義分級。本研究以 N1 面積達 30%以上時該坡面單元定義為崩 塌植生指標差之坡面。各集水區劃分完成之坡面單元崩塌植生指標分級如 圖 2- 41 至圖 2- 43 所示。
表2- 11 本計畫之崩塌植生指標分級
代號定義 低植生地 中高植生地
-1＜NDVI≦NDVIc NDVIc＜NDVI≦1
前期影像 裸露地 N1 N1
非裸露地 N1 N2
應用坡地易損性模式於坡地災害損失評估及警戒模式研究
圖 2- 41 陳有蘭溪坡面單元崩塌植生分級 圖 2- 42 荖濃溪坡面單元崩塌植生分級
圖 2- 43 旗山溪坡面單元崩塌植生分級
二、 坡面之雨量定義
前述已說明雨量因子的推估，本研究對於坡面單元之雨量因子，採用坡 面單元內之平均雨量。使用平均雨量是因為若採用坡面單元內最大雨量值，
會放大坡面單元的雨量值，會有較多高降雨低崩塌之事件產生；若採用最小 雨量值，則易產生低降雨高崩塌之事件。
對於
I
1－R
te 雨量推估，辛樂克颱風在陳有蘭溪、荖濃溪和旗山溪集水 區中之坡面單元雨量分布如圖 2- 44 至圖 2- 46 所示。莫拉克颱風在陳有蘭 溪、荖濃溪和旗山溪集水區中之坡面單元雨量分布如圖 2- 47 至圖 2- 49 所對於