Keywords： Geographic Information System, Land Use Change, Landscape Structure Analysis, Landscape Change
2. 材料與方法
2.1 研究範圍
台北市面積約 271.7997 平方公里，人口約 2.62 百萬，其地理位置介於東經 121 度 27 分~121 度 40 分，北緯 24 度 57 分~25 度 13 分間，四周均鄰接台北縣，為台北縣所環繞。
就地形而言，台北盆地由大屯山火山群、觀音山、以及中央山脈北端之丘陵地包圍而成；
在地質上屬陷落盆地，三面為斷層線，呈東西寬十八公里，南北長二十七公里的等腰三角 形。盆地內部平坦，地勢自東南向西北微傾，東南部平均高程約 10 公尺，西北部平均只 有 5 公尺。就行政區劃而言，台北市劃分為 12 個行政分區(如圖 1)，包括北投區、士林區、
大同區、中山區、松山區、內湖區、萬華區、中正區、大安區、信義區、南港區、及文山 區。
圖 1 研究範圍─台北市及其 12 個行政分區 (資料來源：http://www.taipei.gov.tw)
2.2 研究材料與分析軟體
1、台北市土地利用調查資料：本研究利用 1993 和 2007 年二次土地利用調查成 果作為基本資料，並將土地使用項目彙整成林地、農地、建地、水、及裸露地 五類(圖 2)，供土地使用轉變與地景變遷分析之用。從該二期的台北市土地使用 資料可清楚地看出，基隆河截彎取直工程讓台北市之土地使用改變甚多，在截彎 取直後產生了新生的土地，形成現在的內湖科技園區、明水路的住商混合區、及 舊宗路的新興商業區等。同時鄰近的山坡地也被陸續地被開發。
2、分析軟體：本研究使用的軟體包括地理資訊系統(ArcGIS10)和地景分析軟體(FRAGSTATS 3.3)，前者用來執行台北市二期土地使用圖之空間分析與展示之用，後者是用來計算地景 結構指數，提供土地使用影響地景變遷分析之用。
2.3 研究方法
為了探討台北市及其行政分區從 1993 年到 2007 年之土地使用轉變情形，以及該土地 使用轉變對地景變遷之影響效應，研究方法包括(一)地景結構指數之量測：將地理資訊系 統產生的 1993 年和 2007 年二期土地使用圖，利用 FRAGSTATS 地景分析軟體獲取所需的 地景結構指數，先分析台北市於 15 年間的土地使用轉變情形，並進行地景結構分析；(二) 地景變遷分析：利用 Shannon 多樣性 t-檢定法，探討台北市及其行政分區於 15 年間之土地 使用轉變對地景變遷之影響，並檢視其影響效應。
2.3.1 地景結構指數之量測
地景結構指數之量測為研究地景結構和地景變遷之首要工作。本研究為了獲取台北市 1993 年和 2007 年二期的地景指數資料，首先利用 FRAGSTATS 3.3 軟體，針對該兩期的土 地使用圖，分別計算類型層級(Class level)和地景層級(Landscape level)兩種地景指數，其中 類型層級指數主要為嵌塊體總數、最大嵌塊體面積、地景百分比、總邊緣長度、面積權重 平均形狀指數，而地景層級指數則為邊緣密度、形狀指數、聚集度指數、Shannon 多樣性 指數與 Shannon 均勻度指數，總計 10 種地景指數，有關各指數之定義分別說明如下：
（1）嵌塊體總數(Number of Patches, NP)：代表地景內 i 類別之嵌塊體數目。一般而言，NP 大於 1。
NP
= n i式中之
i
=嵌塊體數目，範圍≧1。（2）最大嵌塊體面積（Largest Patch Index, LPI）：指各類嵌塊體中之最大嵌塊體。當 LPI
越接近 0 時，表示嵌塊體類型越小，即地景內最大嵌塊體面積越小；當 LPI 越大時，表示
（3）地景百分比（Percent of Landscape, PLAND）：係指每一種嵌塊體佔總面積之百分比大 小。當指數 PLAND 愈趨近於 0 時，代表該類型嵌塊體於地景內所佔的面積較少，即該類
（4）總邊緣長度(Total Edge, TE)：邊緣長度能表現嵌塊體與相鄰的地景單元的能量、物質 及物種的相互作用。若能與嵌塊體的大小、形狀結合，則更具地景上的意義。
（5）面積權重平均形狀指數(Area Weighted Mean Shape Index, AWMSI)：地景形狀指數以網 格式資料計算時，係以矩形作為比較標準。當平均形狀指數(MSI)值為 1 時，於向量式資
A
（7）形狀指數（Landscape Shape Index, LSI）：用來檢視地景內的嵌塊體形狀是否偏離正 方形。當 LSI 越趨近於 1 時，代表形狀越靠近正方形；而當 LSI 值越大時，則代表形狀越
（8）聚集度指數(Interspersion and Juxtaposition Index, IJI)：指數值介於 0~100 間。當值為 0 時，表示僅與另一類之嵌塊體相鄰，其值隨著相鄰嵌塊體型態數目增加而增加，當指數值
（9）Shannon 多樣性指數(Shannon Diversity Index, SHDI)：用來檢視地景之多樣性，當 SHDI 的值越大時，代表地景多樣性越豐富，若 SHDI 的值越小時，則表示地景多樣性越貧乏。
（10）Shannon 均勻度指數(Shannon Evenness Index, SHEI)：值介於 0~1 間，若地景僅包含 1 類嵌塊體，則指數值為 0，惟該值隨著不同類型嵌塊體增加而增加，若指數值為 1 時，則
首先根據上述求得之地景指數，利用 Magurran(1988)提出之 Shannon 多樣性指數 t 檢定，探 討台北市土地使用經過 15 年的轉變之後，是否對地景造成顯著的影響。本研究採用 Shannon 多樣性 t 檢定的主要理由是因為該檢定法為前人研究所常用，同時較具有資訊理論 (Information theory)。以下為 Shannon 多樣性 t 檢定之計算公式。