第四章 海岸地理資訊系統分析模式之建立
第三節 模式的操作與整合
本研究主要以航空照片判釋和基地現況調查，輔助實證區域現狀分析，探討 新竹市海岸生態環境與土地使用間的最適使用狀態，希望能在生態與社經需求的 環境衝突求取平衡，判別其適合居住、活動與生態永續發展的整合性土地使用之 分析及評估。
本節主要說明本研究外業調查與內業分析基礎資料建置步驟（資料輸入），並 進而說明依循第二節建置完成的生態保育價值目標值和土地使用價值目標值，將 如何整合生態環境與土地使用的分析評估方式，與最後整合結果的輸出型式。
一、建立步驟
實地調查的屬性資料建置項目，依第三、四章所建立之生態環境與土地使用 分類系統內容，作為調查項目與整合分析概念之層級架構（參見表 4-5），其內容 包括地理資料模型及空間資料模型兩部分，可以提供新竹市海岸環境資源之調查 建檔、評估分析、監測與預測之功能，未來基礎資料累積建檔後可整合垂直向度
（時間軸）的空間資料數據，是一個可供查詢歷年變遷與預測未來發展的 GIS 即 時監測回報系統。
（一）環境現況圖製作
本研究的基本圖為農林航測所在 2004 年拍攝的新竹市海岸航空照片圖，生態 環境分析以航照圖，與數據資料部份將以新竹市政府建設局生態保育課委託新竹 市野鳥學會進行的調查報告探討；土地使用部分以 Photoshop 疊合航照圖和市售 1998 年新竹市都市計畫圖，數據資料則以新竹市政府相關規劃報告書和基地踏勘 調查結果，以利於辨別海岸環境現況與法定計畫土地使用狀況。
（二）外業調查資料建置
在進行外業的資料蒐集及更新工作時，定製一套客個人化的解決方案才能夠 確保資料蒐集的正確性、完整性及其價值。SuperPad Suite 內容包括 SuperPad、
SuperPad Builder（SuperPad 客製化應用程式），還有各種應用開發的範例程式碼。
其除了制式軟體工具外，更提供開發工具及眾多的技術支援，讓使用者可以無限 延伸 SuperPad 既有的功能，尋求最佳的解決方案。
建構的「新竹市海岸環境 GIS 資訊即時調查系統」是一套以 Super GIS 所改良 設計的地理物件資料模型管理庫，主要有輸入、編碼、儲存、查詢和展示的功能。
本資料庫之功能與內容，如下：
1.輸入、編碼：以空間（GPS 定位座標）和時間向度紀錄海岸環境的生態與土 地使用項目，包括地點座標、紀錄時間、種類名稱、分佈範圍、數量等。
2.儲存、查詢、展示、輸出：建置完成之資料可依欲查詢的名目（如座標、生 態物種類別、土地使用類別等）點選，詳細資訊及數據即可展示與輸出。
3.運算、重疊、分析與疊圖：建置完成之資料可依研究與分析需求不同，將地 理資料模型以及空間資料模型，藉由決策者的需求撰寫分析模組程式，做 進一步的運算、分析、比較與疊圖。
（三）評估單元製作
連接上 GPS 接收儀，SuperPad 即可從 GPS 目前所在的位置提供導航資訊，進 行圖檔的空間座標定位，藉由 SuperPad 提供新增以及編輯圖元的工具，可以使用 觸控筆或是 GPS 所提供的即時座標位置編輯空間資料。
考量新竹市海岸土地的基地規模以及各項評估指標之評估尺度，以規模 300 公尺乘 300 公尺，即 9 公頃之正方形網格將基地加以切割，切割後共 237 個網格
（見圖 4-6）。
二、目標權重之計算
（一）層級分析法
本研究所架構的評估準則與指標，將結合層級分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）求得各項層級項目的權重值，以做進一步的加乘，並得出各價值目 標值。AHP 為 1971 年 Thomas L. Saaty 所發展出來，主要應用在複雜情況下及具 有多個評估準則的決策問題上（鄧振源、曾國雄，1989）。近年來被廣泛應用在各 種領域的評估分析當中。
各專家問卷回收的結果，藉由 AHP 的作業程序，建立各份問卷的判斷矩陣
（Judgment Matrix），進而計算各層級要素的權值（Weight），即相對權重值，並對 每一項目結果進行一致性檢定，藉以了解各專家評估過程中判斷之合理程度，並 提出修正，以避免不當之決策。
在一致性檢定部分，Saaty 證明出因誤差最大特徵值max必定會大於或等於特 徵值 n，max≧n。因此當max愈接近 n，則表示判斷矩陣 A 愈趨於一致性，根據 此結果 Saaty 定義出一致性指標（C.I.）及一致性比率（Consistency Ratio，C.R.），
來評估max與 n 的差距。
. 1 . max
n I n
C
（4-6）
. .
. . . . RI
I R C
C （4-7）
圖 4-6 網格切割編號圖 資料來源:本研究繪製
300 平方公尺網格
0 500 1000 2000
其中 R.I.（Random Index）為以隨機方式產生之 100 組相同矩陣規模（Matrix Size）之樣本矩陣後，各樣本矩陣其一致性指標（C.I.）之平均值。Saaty 曾以 500 個樣本進行模擬 1 到 11 階矩陣之 R.I.值（參見表 4-6），其中 12 到 15 階之 R.I.值 則採用 Uppuluri 所建立者。本研究之矩陣最多為三階，因此採用的 R.I.值為 0.58，
以進行一致性指標之計算與檢定。
Saaty 認為一致性比率等於或小於 0.1 時（C.R.≦0.1），成對比較矩陣中之評比 值方具有相當之可接受性。
表 4-6 隨機指標（R.I.）建議值表
矩陣階數 1 2 3 4 5 6 7 8
R.I. 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41
矩陣階數 9 10 11 12 13 14 15
R.I. 1.45 1.49 1.51 1.48 1.56 1.57 1.59
資料來源：本研究整理
（二）評估指標相對權重比較與分析
本研究以都市計劃、環境規劃、生態水土保育、景觀規劃、GIS，和水域環境 領域為主且在學術界從事教育與研究的專家群為問卷發放對象，共發放 20 份專家 問卷，回收 14 份（見附錄三），回收率 70%，將各專家問卷整合後之結果利用 AHP 法進行計算，初步求得各專家問卷的成對比較（pairwise）判斷矩陣之逐項權重值，
其中各矩陣勾選結果皆經過一致性檢定者（C.R.≦0.1），共有 8 份，進而求得各項 指標的權重之算數平均數，該值所呈現為評估指標間之相對重要性，其各項相對 權重值如下（見表 4-7）：
表 4-7 評估指標相對權重表
第一層級 第二層級
目標
準則 相對權重值 指標 相對權重值
物種豐富度 0.4459 物種多樣性 0.3416
生物多樣性 0.4271
稀有物種數 0.2124
塊區尺寸 0.4949
邊界結構 0.2158
生態保育 價值目標
棲地完整性 0.5729
廊道連結度 0.2893 區域開發潛力 0.4948
土地開發 0.5158
土地使用強度 0.5053 活動資源強度 0.6333 土地使用
價值目標
人為活動 0.4843
交通可及性 0.3668 資料來源：本研究整理
由相對權重可知，依專家學者觀點而言，生態保育之價值目標，在第一層級 兩項指標中，以保存棲地完整性（0.5729）重於生物多樣性（0.4271）；土地使用 之價值目標，在第一層級兩項指標中，土地開發（0.5158）重於人為活動（0.4843）
的強度。原因應為在現今生態環境與土地使用中，棲地保存是較迫切且必須的，
且專家學者認為棲地完整性足以左右生態保育的價值；而土地開發的潛力與使用 強度，較能代表區域內土地使用價值的重要性。
1.生態保育價值目標（Ek）
（1）生物多樣性：在生物多樣性的三項指標中，物種豐富度（0.4459）最為 重要，其次為物種多樣性（0.3416），而稀有物種數（0.2124）最不重要。
原因應為區域內生物數量最能代表環境適居程度，具較高的生態能量。
（2）棲地完整性：在棲地完整性的第二層級三項指標中，塊區尺寸（0.4949）
最為重要，廊道連結度（0.2893）其次，邊界結構（0.2158）最不重要。
其原因為棲地塊區的面積大小與生物多樣性的關係密切，面積越大者所 能保有的生物遺傳基因就越多，對環境變動的適應範圍也越大。相較之 下，專家學者普遍認為邊界結構在棲地完整性中是較不重要的。
2.土地使用價值目標（Lk）
（1）土地開發：土地開發的第二層級兩項指標中，土地的使用強度（0.5053）
與區域開發潛力（0.4948）相對權重值相當，可見專家學者認為土地使 用強度與區域開發潛力皆關係到土地目前使用價值與未來發展可能 性，因此兩者對土地使用價值目標的影響相當。
（2）人為活動：人為活動的第二層級兩項指標中，活動資源強度（0.6333）
重於交通可及性（0.3668）。可見專家學者認為公共設施分布與種類關係 到人為活動的範圍與時間，且公設面積越大越密集的區域，表示其人為 活動越密集越重要，其土地使用價值相對也較高。
（三）評估指標絕對權重（W 、ei Wlj）比較與分析
在得到各層級評估指標之相對權重值後，再將第二層級評估指標權重值分別 與其上層之評估指標權重值相乘，即可得到各評估指標之絕對權重值，即評估操 作模式將採用之權重值，各指標之絕對權重值與重要性排序如下（見表 4-8、4-9）：
表 4-8 生態保育價值目標評估指標絕對權重表
第一層級 第二層級
目標 準則 絕對權重值 重要性排序 指標（e ）i 絕對權重值（W ） 重要性排序ei
物種豐富度 0.1904 2
物種多樣性 0.1459 5
生物多樣性 0.4271 2
稀有物種數 0.0907 6
塊區尺寸 0.2835 1
邊界結構 0.1236 4
生態保育 價值目標
棲地完整性 0.5729 1
廊道連結度 0.1657 3
表 4- 9 土地使用價值目標評估指標絕對權重表
第一層級 第二層級
目標 準則 絕對權重值 重要性排序 指標（lj） 絕對權重值（Wlj） 重要性排序
區域開發潛力 0.2552 3
土地開發 0.5158 1
土地使用強度 0.2606 2
活動資源強度 0.3067 1
土地使用 價值目標
人為活動 0.4843 2
交通可及性 0.1776 4
資料來源：本研究整理
在生態保育價值目標的六個評估指標中，塊區尺寸（0.2835）和物種豐富度
（0.1904），重要性位居前兩名。其原因主要是在第一層級中「生物多樣性」與「棲 地完整性」的權重值相去不遠，且這兩項指標相較於各自的簇群中其他指標皆獲 得極高的相對權重值，因此在兩個層級權重相乘之後，由相對權重值較高的「塊 區尺寸」獲得最高的絕對權重值與重要性。
在土地使用價值目標四項評估指標中，活動資源強度（0.3067）重要性位居第 一，土地使用強度（0.2606）第二。主要原因為第二層級中「活動資源強度」的權 重遠高於「區域開發潛力」，且第一層級中「土地開發」相對權重與「人為活動」
相距不遠，因此在兩個層級權重相乘之後，由相對權重值較高的「活動資源強度」
獲得最高的絕對權重值與重要性。
同樣的解釋亦可用於說明為何「物種稀有數」和「交通可及性」的權重值重 要性皆位居各自簇群的最末位，可見若第一層級的權重值相差不多，則第二層級 的相對權重值，在絕對權重計算時能有較直接的影響。
透過專家所給定的絕對權重值，加上本研究時地調查與計算後所得基地內各 評估單元之各項參數值，將可得到各評估單元之實際得點，並進一步得到總合得 點，以做最後的「環境衝擊指數（Ik）」與「環境衝突層級（Ck）」的計算與評估。
三、模式之整合
（一）各評估指標得點
每個 300 公尺乘以 300 公尺切割之網格區域中，其調查數據分析結果依評估 指標評比，輔以價值目標參數值得點，參數值的界定為四個等級分級之得點值，
每一等級得分之間為相對比例得點，故採 1~4 分計算（江友直，2006），取得評估 項目之參數值再乘以專家問卷結果經層級分析法（AHP）所求得的絕對權重值，
即為價值目標值，目標值越大，代表網格區域中的該價值目標越明確。
1.生態保育價值目標值（Ek）的公式（4-8）與等級參數值如下（見表 4-10）：
n
i
ei i
k e W
E
1
)
( （4-8）