4 研究成果
4.2 規劃支援系統軟體之測試與使用分析
4.2.1 軟體操作比較
分別以此二套軟體做土地適宜性分析︽兩者在執行前都必須先探討有哪些影響因子︽會對研究區 內的土地利用產生影響︽並針對影響因子還選擇適合的圖層︽以表是地理環境的各種特徵︽包含坡度︾
地質︾敏感區等〈同樣是適宜性分析︽但兩個軟體間的處理方式並不同︽以下分為二個部分來討論〈
�1 資料處理
What if? TM在進入軟體執行操作前︽必須先在ArcGIS 或是其他地理資訊軟體中處理︽包括各圖層 套疊︾設定坐標系統︾設定網格大小�Fishnet ︾計算單元分析面積︾刪除多餘資料等︽值得注意的是︽
為後續能在What if? TM中使用︽必須先將各圖層的資料分類�1-5 類 ︽但是對於特定需求︽例如「坡 度常分為<5%︾5%-15%︾15%-30%︾30%-45%︾45%-55%︾>55%等六類︽若是依據 What if? TM中的 格式︽只能設置至多五類︽故必須將其中一類製作成另一個圖層因應〈而處理後的圖層會利用內建的 程式將*.dbf 檔轉為*.wif 檔〈
IDRISI 是由 Binary 網格格式讀取資料︽故需先在 ArcGIS 中將圖層轉為*.flt 檔︽再進入 IDRISI 用 ArcRaster 功能轉為 IDRISIˋ專用格式�*.rst 檔 〈
10 素為何�假設包括Factor 1︾Factor 2︾Factor 3 ︽接著針對此三項因素給與影響農業使用之權重�第一 權重 ︽再接著對每個因素中的類別給與權重�第二權重 ︽What if? TM依此權重設定即計算研究區內 Constraint 1
Constraint 2
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�1 自然地形
此處為利用What if? TM軟體︽以5 m 航測 DTM 進行坡度分析︽並採用下表之權重組合︽模擬當 地原住民的農業利用方式︽故此部分僅以坡度作為主要影響因子︽並列坡度的第一權重為 5︽進行適 宜性分析〈
表五 自然地形觀點之因素權重組合
影響因子 第一權重 分級項目 第二權重
坡度 5
<5% 5
5%-15% 5
15%-30% 4
30%-45% 3
45%-55% 1
>55% 0
成果如下圖所示︽左圖是以30 m DTM 為基礎︽對研究區作農地的適宜性分析︽由圖利中的顏色 可對應得知研究區內適合作農業使用之區位為何︽並對於適合農業使用的區域再細分其適用等級〈右 圖為相同區域︽比較不同DTM 時所得到的適宜性分析成果︽其中紅色區塊為最適合之區域︽橘色和黃 色分別為次適合︾中度適合之區域︽依序為綠色和藍色︽淺灰色為不適合作農業使用的區域︽深灰色 為不可開發地區︽包含道路︾水域︾崩塌地︾池塘等〈
農 地
(a) 30 m DTM
(b) 5 m DTM
圖九 自然地形觀點之農業使用適宜性分析成果�What if? TM軟體
為了解分析成果與實際使用情形之差異︽在下圖中亦加入2006 年土地利用調查資料︽淺藍色多邊 形所框範圍即為2006 年農業用地之區域︽包含旱作地和水田〈由此套疊成果可看出基於高解析度之航
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測數值地形模型所作出之土地適宜性分析成果大部分都和土地利用現況結果重疊〈但30 m DTM 之分 析成果則因坡度計算的網格單元不同︽無法確實地表現地形︽導致適宜性分析成果表現較差〈接著細 找出幾塊土地適宜性分析成果與土地利用現況之間差異較大的區域︽加入航測正射影像整合分析︽如 此可進一步觀察其異同︽並可供當地原住民或是專家學者公眾討論發生差異之原因〈
表六 自然地形觀點之土地適宜性分析成果與土地利用現況之比較
土地適宜性分析
95 年土地利用 在作農地使用 未作農地使用
在作農地使用
未作農地使用
�2 災害潛勢
由於本研究區位於山區︽易因風災造成崩塌︾土石流等災害︽因此第二個部份是由原住民的安全 為優先考量︽應避免在災害潛勢的區域居住︽或進行農耕行為〈據此︽藉由相關文獻探討︽整理得出 下表七和評估山坡地環境災害相關之影響因素︽且由於研究區內多屬山坡地︽因此將坡度和地質因素 列為災害潛勢之影響因子︽第一權重分別給予4 和 5︽其餘和自然環境相關之敏感地設為 3〈崩塌地依 土壤和性質區分︽有崩塌情形都不被列為可用農地範圍︽屬於限制因素︽故將其權重都設為 0〈農地 和居住地所使用的圖層皆相同︽在進行居住地之適宜性分析時︽必須將有災害潛勢問題的區域排除︽
故對第二權重作調整︽只給予無災害潛勢和不嚴重的分級項目權重〈其分析成果以及加入正射影像之 比較表格如圖十以及表八所示〈
表七 災害潛勢觀點之因素權重組合
影響因子 第一權重 分級項目 第二權重
地質災害敏感區 5
無潛在災害 4
潛在災害不嚴重 3
潛在災害次嚴重 2
潛在災害嚴重 1
坡度 4
<5% 5
5%-15% 4
15%-30% 3
30%-45% 2
45%-55% 1
>55% 0
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崩塌地 0
危險等級A 0
危險等級B 0
危險等級C 0
危險等級D 0
地表水源敏感地 3
非地表水源敏感地 5
水質水量敏感地 4
水量敏感地 3
水質敏感地 2
水質水量保護地 1
地下水補注區 3
非地下水補注敏感地 4
潛在滲透率一級 3
潛在滲透率二級 2
潛在滲透率三級 1
優良農田敏感地 3
優良水田 5
優良旱田 4
次優良水田 3
次優良旱田 2
非優良農田敏感地 1
農 地
(a) 30m DTM
(b) 5m DTM
圖十 災害潛勢觀點之農業使用適宜性分析成果�What if? TM軟體
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表八 災害潛勢觀點之土地適宜性分析成果與土地利用現況之比較
土地適宜性分析
95 年土地利用 在作農地使用 未作農地使用
在作農地使用
未作農地使用
�3 專家意見
根據陳志彰在�山坡地可利用限度之查定及土地利用合理性之研究所述︽選擇適當的土地條件 時︽應考量到山坡地地形︽較容易發生地質災害︽故採用坡度︾土壤深度︾岩性︾土石流潛勢溪流︽
及崩塌地以上多種土地影響因子︽其中坡度和崩塌地對土地可利用限度查定結果有很大的影響︽下表 九為陳志彰在其論文中所整理出的土地條件〈參酌此列影響因素︽以及實際可得之圖層︽本計畫將各 項影響因子之權重調整如表十所示〈其分析成果以及加入正射影像之比較如圖十一以及表十一所示〈
表九 專家意見之土地影響因素
條件因子 0 1 2 3 4 5 6
坡度 六級坡 五級坡 四級坡 三級坡 二級坡 一級坡
>55% 40%-55% 30%-40% 15%-30% 5%-15% <5%
岩性 軟岩 硬岩
土壤深度 淺層
甚淺層
甚深層 深層 土石流
潛勢溪流 有通過 無通過
崩塌地
有崩塌 有崩塌 無崩塌 危險度A
危險度B
危險度C 危險度D
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表十 專家意見之因素權重組合
影響因子 第一權重 分級項目 第二權重
地質災害敏感區 5
無潛在災害 2
潛在災害不嚴重 1
潛在災害次嚴重 1
潛在災害嚴重 0
坡度 5
<5% 5
5%-15% 4
15%-30% 3
30%-45% 2
45%-55% 1
>55% 0
崩塌地 5
危險等級A 0
危險等級B 0
危險等級C 1
危險等級D 1
無崩塌 2
農 地
(a) 30m DTM
(b) 5m DTM
圖十一 專家意見之農業使用適宜性分析成果�What if? TM軟體
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表十一 專家意見之土地適宜性分析成果與土地利用現況之比較
土地適宜性分析
95 年土地利用 在作農地使用 未作農地使用
在作農地使用
未作農地使用
�4 What if? TM軟體執行成果比較
分別將上述三組權重組合結果相比�表十二 ︽將土地適宜性成果和 95 年土地利用套疊︽依兩者 重疊程度︽成果(a)和成果(b)相近︽且對於 95 年土地利用︽在形狀上︽由淺藍色線條所框之農業用地 也和適宜性結果相符〈但若依土地適宜性結果之適合程度︽成果(b)結果較成果(a)好︽而成果(c)因崩塌 地分類項目�無崩塌權重過低︽應再作調整︽故其成果(b)之權重組合較符合 95 年土地利用〈
表十二 What if? TM軟體執行成果比較表
(a)
(b)
(c)
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IDRISI 軟體中以多條件評估�Multi-Criteria Evaluations, MCE 模型進行適宜性分析︽值得注意的是︽
其權重設計上和What if? TM軟體不同︽IDRISI 僅是將各圖層類別分為 2 類︽即限制發展區域和可發展 區域︽後續將以 IDRISI 中的 MCE 模組來進行適宜性分析︽而 MCE 模組可以兩種方式進行演算︽分 別是布林交集�Boolean Intersection ︽以及加權線性組合�Weighted Linear Combination, WLC ︽成果 分別介紹如下〈
�1 布林交集
利用在What if?中所得到的權重組合︽在 IDRISI 中用指派�Assign 分成 0 和 1〈下表十三是依據 災害潛勢觀點之因素選擇適合農地開發的區域︽以 Boolean Intersection 方式給權︽並嘗試下列四種不 同權重組合〈因研究區內無優良水田︾優良旱田︾次優良水田︽故以次優良旱田︾非優良農田敏感地
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地表水源 敏感地
非地表水源敏感地 5 1 1 1 1
水質水量敏感地 4 1 1 1 0
水量敏感地 3 1 1 0 0
水質敏感地 2 1 0 0 0
水質水量保護地 1 0 0 0 0
地下水 補注區
非地下水補注敏感地 4 1 1 1 1
潛在滲透率一級 3 0 0 0 0
潛在滲透率二級 2 0 0 0 0
潛在滲透率三級 1 0 0 0 0
優良農田 敏感地
優良水田 5 0 0 0 0
優良旱田 4 0 0 0 0
次優良水田 3 0 0 0 0
次優良旱田 2 1 1 1 1
非優良農田敏感地 1 1 1 1 0
布林交集是將各個根據前述設定之條件︽以邏輯運算�AND 交集和 OR 聯集 結合各圖層︽在布 林交集運算中︽將各圖層設定為限制條件︽且各圖層間並沒有在重要程度上做區分︽其成果如下圖十 二所示︽桃紅色區域為適合進行農地使用的區域〈
(a) (b)
(c) (d)
圖十二 以 Boolean Intersection 製作(a) (b) (c) (d)四組農業使用適宜性分析成果�IDRISI 軟體
19 響因子�Factors 區分︽並給予影響因子權重︽如下表中的地質災害敏感區︾30 m 坡度︾地表水源敏 感地︾地下水補注區及優良農田敏感地︽而限制條件則利用2006 年的土地使用圖層︽將水體︾道路及
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(a) (b)
(c) (d)
圖十四 以 WLC 製作(a) (b) (c) (d)四組農業使用適宜性分析成果�IDRISI 軟體
在逐漸將潛在災害區域和敏感地提升限制條件門檻的過程中︽由適合區域面積的圖十五可看出︽
其成果和Boolean Intersection 的成果︽因條件愈加嚴苛︽適合的區域逐漸減少的趨勢〈
圖十五 以 WLC 製作(a) (b) (c) (d)適合農業使用區域之面積
�3 IDRISI 成果與現況比較
由前述兩種方式相比︽以WLC 方式進行分析較為妥當︽將其和 95 年的土地利用在 ArcGIS 中套疊︽
粉紅色為前項桃紅色的適合區域︽藍色多邊形所框的地區為民國95 年作為農耕地使用的區域︽底圖為
16641.81
11458.89
3937.41
2901.87
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
(a) (b) (c) (d)
面積(Hecares)
面積
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民國93 年航照影像〈並分別以 30 m DTM 和 5 m DTM 製作︽適合的區域明顯減少︽但 5 m DTM 的坡
民國93 年航照影像〈並分別以 30 m DTM 和 5 m DTM 製作︽適合的區域明顯減少︽但 5 m DTM 的坡