斜坡單元

經濟部中央地質調查所(2009)參考義大利(Carrara，1983)之山崩潛 勢分析概念，以斜坡單元(slope unit)作為山崩潛勢分析之基本單元(如 圖 3-9 及圖 3-10)。

圖 3-13、圖 3-14 和圖 3-15 所示，分別為高屏溪、東港溪及知本 溪流域之土石流潛感機率圖、高屏溪流域岩屑崩滑潛勢圖和高屏溪流 域岩體滑動潛勢圖，皆不是以傳統之數值地形模型網格形式繪製潛勢 圖，而是透過不同定義的潛感分析單元進行繪製。

斜坡單元基本上有兩種不同定義(以下摘述自簡瑋延，2011)：

1. 以斜坡縱斷面上被變坡點 (slope break)分割斜坡之最小單元

（Giles & Franklin, 1998）。如圖 3-9 為例說明，Downslope Profile 折線為斜坡之縱斷剖面線，而 Breaks of Slope 折線為根

64

據數值地形計算之坡度變化值(slope gradient)，當坡度變化值大 於 1 或小於-1 時即定義為變坡點，圖 3-9 中共有三個被變坡點 (黑色正方形)將斜坡分為 A、B、C、D 四個斜坡單元。

2. 侵蝕基準以上的整個斜坡系統，即集水區的水系兩側斜坡各被 視為一個斜坡單元，此種方法常被運用於山崩災害研究（Carrara et al., 1991; Xie et al., 2004）。如圖 3-10 所示，以一級河集水區 為例，一級河道左右兩側斜坡(紅色區域與綠色區域)為兩個斜 坡單元。

圖 3-9 斜坡縱斷面之坡變點示意圖(Giles & Franklin, 1998)

圖 3-10 以一級河集水區為例之斜坡單元示意圖(簡瑋延，2011)

65

而在山崩災害相關的研究方面，斜坡單元之分割方法大略有以下 數種(摘述自簡瑋延，2011)：

1. 集水區重疊法

以數值地形模型進行集水區分析，可依照稜線自動圈繪出集水 區範圍。再將數值高程模型之高低值反轉後，則可將原水系可 反轉為稜線，並與鄰近的水系(反轉為稜線)圈繪成反轉後之集 水區（Xie et al., 2004）。將原集水區與反轉後集水區套疊進行 分割即可將原集水區分割為左右兩斜坡單元。如圖 3-11 是集水 區重疊法的分割示意圖。此方法之缺點為過程較複雜，反轉後 之數值高程模型亦不見得可順利的得到集水區。

圖 3-11 集水區重疊法示意圖(Xie et al., 2004)

（範圍 1 為原集水區，範圍 2 與 3 為反轉後之集水區，

利用 2 與 3 將 1 切割為左右兩半）

66

2. 主流延伸法

透過水文演算法(例如 ArcGIS 的 ArcHydro 模組)將數值地形模 型計算獲取其水系及稜系。水文演算模組可以完成很好的水系 及集水區分析，但無法將其水系往上游延伸與稜線相接，只能 透過手動延伸(如圖 3-12 所示)將主流進一步往上游延伸到稜線。

此問題以現有的地理資訊系統中並無既定功能可以直接使用，

必須發展模組嵌入系統中運用（經濟部中央地質調查所，

2007）。

圖 3-12 以手動延伸所做的斜坡單元劃分範例

（經濟部中央地質調查所，2007）

3. 源頭切割法

考量到溪流源頭處常發生向源侵蝕，故溪流源頭處宜單獨劃設 一斜坡單元。則每處一級河集水區就可切割為三個斜坡單元，

供山崩災害分析及坡地地質敏感區劃設之用。此方法的優點是

67

它可劃分出三區(集水區內溪流源頭區與溪流左右岸兩區)，並 將最容易發生崩塌的源頭區單獨劃分出來（經濟部中央地質調 查所，2007）。其源頭切割法之繪製方法為：以自動化斜坡單元 切割程式(鄭錦桐等人，2010)將一級河集水區切割為三個斜坡 單元，該程式先讀入數值地形模型並計算水系之流網，再以水 系之流網及水系門檻值，產生水系；隨後訂定一級河的起迄點，

圈繪流入一級河起點的網格為源頭斜坡單元，圈繪流入一級河 左岸的網格為左半斜坡單元及圈繪流入一級河右岸的網格為右 半斜坡單元。

4. 影像切割法

近年來有一些研究開始使用影像切割法（image segmentation）

來分割集水區（Soille, 2004）。對於特殊目的的影像切割問題，

事前必須先準備特殊的影像以供切割。例如集水區分割前，必 須先準備由數值地形模型轉換的灰階影像，再以影像切割法進 行分割。此方法可以分割集水區及分割比集水區還小之小區塊 (例如順向坡單元的劃分)。此方法的優點在於可將一小集水區 按需求劃分出更多具有相同或相近坡向的斜坡單元。但此方法 目前尚未被運用於斜坡單元劃分中（經濟部中央地質調查所，

2007）。

68

圖 3-13 高屏溪、東港溪及知本溪等流域 100 年重現期距降雨量 土石流潛感機率圖(中央地質調查所，2009)

69

圖 3-14 高屏溪流域岩屑崩滑潛勢圖 (中央地質調查所，2009)

70

圖 3-15 高屏溪流域岩體滑動潛勢圖 (中央地質調查所，2009)

71