研究區域及數值地形模 型資料背景

謝有忠、侯進雄、胡植慶、費立沅、陳宏仁、邱禎龍、詹瑜璋：地形計測方法應用於潛在大規模崩塌之判釋 265

2.1 研究區域背景

本研究將藉由地形計測學之方法，來突顯崩 塌範圍內之細微地形特徵，以有利於潛在大規模崩 塌判釋作業的進行，故選擇具有此類地形特徵的古 坑車心崙地區來做為研究區域，並以此範圍的數值 地形資料來進行分析。

車心崙位於雲林縣古坑鄉樟湖地區，鄰近知名 景點草嶺地區，屬濁水溪流域之清水溪中游(圖 2)。

海拔高程自 250 米至 860 米，崩塌地範圍約 81 餘

公頃，範圍內仍有零星住戶，坡面植生主要以茶葉、

檳榔及雜林等，本研究區域屬台灣西部麓山帶地質 區，出露之地層由老而新依序為中新世晚期桂竹林 層之關刀山砂岩、十六份頁岩、大窩砂岩。由研究 區域南側山脊鳥瞰研究區域(圖 3)，約略可觀察到 此坡面分布的崩塌地形特徵，如冠部崩崖、次崩崖、

坡頂緩斜面、反斜崖、線狀凹地、圓弧型滑動體、

坡趾隆起等，經由剖面圖(圖 3)也可觀察到這些細 微之地形特徵。

圖 2 研究區域地理位置圖

圖 3 鳥瞰研究區域全景以及研究區域剖面圖

2.2 空載光達數值地形資料背景

與內政部公告 TWD97(2010)相同。本研究區域之 飛航規畫參數如表 1(中興測量公司，2011)。

表 1 古坑車心崙地區之飛航測製参數列表 儀器 ALTM Pegasus ALTM3070

載具 直升機 直升機

測製日期 1000727、0818 1000815 掃瞄帶寬(m) 1601.47 1601.47

地形計測方法(Geomorphometric analysis)是將 地表地形量化分析的科學方法，利用計量、統計或 roughness)、特徵比值(Eigenvalue ratio, ER)、透空 度分析(Openness)等地形計測方法。各地形計測方 2012；Burrough and McDonell, 1998)。藉由地理資 訊系統的計算，可將數值地形資料處理後，以數值

Burrough and McDonell, 1998)，其主要以 X 方向和 Y 方向高程統計變化差值計算之變種正切函數值，

計算結果再經邏輯運算表示，即可表示坡向。經由 GIS 圖像化處理後，坡向的資訊對於坡地災害的研 究上，為重要參考因素之一。

地形陰影為地形分析判釋上常用的方法之一，

謝有忠、侯進雄、胡植慶、費立沅、陳宏仁、邱禎龍、詹瑜璋：地形計測方法應用於潛在大規模崩塌之判釋 267 McDonell, 1998)。

曲率為地形計測中用來表示地形曲面幾何型 態的參數之一，又可依方向性區分 profile curvature 及 plan curvature，profile curvature 為坡面方向上 的曲率值，plan curvature 為垂直坡面的曲率值。一 般曲率運算的方式也有多種，本文以常見的 GIS 軟體中的運算式來說明，以規則式網格地形資料，

利用 3*3 移動網格來計算，將地形面二次微分的值 來表示地形曲率(Zeverbergen et al., 1987 ; Moore et al., 1991 ; ESRI, 2012)，計算式可參考 ESRI 操作說 明(ESRI, 2012)。

openness 透空度由 Yokoyama et al. (2002)所提 出的地形參數，用以表示不規則地表面在不同位置 地形面。sky-view factor 也是以類似天頂視角計算 來表示地形特徵(Štular et al., 2012; Zakšek et al., 2011)，這些方法可以避免地形陰影法中，陰影覆 蓋以及與光源平行的特徵容易被忽略的缺點，目前 已在火山地形(Chiba et al., 2008; Prima and Yoshida, 2010; Prima et al., 2006)、構造地形分析(Lin et al., 2013)和人類遺跡判釋(Štular et al., 2012)等研究上 al., 2006; Frankel and Dolan, 2007)，而 Pelletier et al.

(2009)。這些以數值地形資料來計算相鄰網格最大 高程與最小高程差值來表示地表粗糙度，主要多以 移動網格的方式來計算，用以表示地形資料中相對 變化或差異較大的區域，而應用至各種地形變化的 研究。

特徵比值方法(Eigenvalue ratio, ER)也是一種 地表粗糙度的表示方法之一，為利用空間資料的分 布狀況，以方向張量(orientation tensor)為基礎所衍 生 的 空 間 資 料 分 析 表 示 方 法 ， 最 早 分 別 由 Scheidegger 和 Fara 提出(Fara and Scheidegger, 1963;

Scheidegger, 1964)，此方法過去多在構造地質學上 2003; McKean and Roering ,2004)。

)

以 得 到 對 應 地 形 面 法 線 向 量 的 兩 参 數 (Guth, 2003) 。平坦参數(flatness parameter)為選擇 S₁、S₂ 之比值並取自然對數之結果，來表示每個空間面的

本研究利用坡度分析(Slope angle)、日照陰影 計 算 (Hillshade) 、 坡 向 分 析 (Aspect) 、 曲 率 (Curvature) 、地表粗糙度(Surface roughness)、特 徵 比 值 (Eigenvalue ratio, ER) 、 透 空 度 分 析