（一） 研究設計
本研究擬定研究架構可分為三個階段實施，第一階段：根據文獻回顧及相關 理論探討，分析土地使用變遷各項影響因子，及考慮時間與空間因素後，建立研 究架構，同時比較主要都市模擬模型的特性，評估符合研究需求的模型後，將作 為研究基礎並且從影響土地使用變遷因子及其變化等向度進行分析。第二階段：
在作業規劃上，準備所需的研究資料庫內容、作業程序、建立模型環境等。在研 究上運用普查資料及相關政府統計為模型之基礎資料。空間圖資方面包括準備土 地使用、相關交通與環境圖資等研究所需。同時依據研究內容，建立所需的資料
校正與模式驗證程序。在實證操作上建立不同情境的分析方案，作為本研究之分 析基礎。第三階段：討論與分析個案模擬結果，並作成結論與建議以達本研究目 的。
由於土地使用方式發生改變，是受到許多因子影響，包括政策、土地權屬、
經濟、社會、文化、居民行為及自然環境等交互作用下的結果，同時土地使用變 遷也會對相關環境因子造成衝擊，例如造成區域經濟結構改變等，基於這些理 由，使得瞭解土地使用變遷機制，即為相關規劃及決策所關心的主要議題。本研 究根據相關文獻回顧並據以建立研究架構等相關研究方法，如圖2所示。
圖 2 研究架構
資料來源：李萬凱，（2008）
在都市這一個錯綜複雜的大系統中，由於各次系統具有密切交互作用關係，
土地開發投入其中後，將對都市活動中的各項主要指標產生相互的關聯，這些指 標通常作為描述主要都市構成元素，以推估都市發展的活動力、經濟力及舒適 性，但各項指標間的交互影響與作用關聯，為都市模擬等相關研究的重點領域。
土地使用管制對於都市空間發展產生巨大影響，且其與社會經濟發展為動態交互 作用過程，因其複雜性、時效性及成本巨大，以致無法進行現地試驗。系統模擬 即在於不必透過實際實驗操作，即可評估土地使用管制對都市構成元素的影響。
考量土地使用型態的空間特性，本文亦將著重於以地理資訊系統為架構及效用理 論(Utility theory)為基礎或其衍生相關理論如邏輯特模型(Logit model)、個體選擇 模型(Discrete choice model)等足具代表性者進行分析。
（二） 研究方法
1. 羅吉特模型（Logit model）
在心理學方面，有一種理性的選擇行為 (Rational Choice Behavior) 理論，認
為一個決策者，對於一組「互斥」替選方案 (Alternatives) 的選擇，可按照其個 人的偏好 (Preference) 排列出優先順序，而選取一個最能滿足其偏好的最適方 案。滿足偏好的程度可以稱為效用水準，以土地使用類型選擇為例，決策者在各 type extreme value distribution)Ⅰ ，即 Gumbel 分配，則可推導出多項 Logit 模型 (multinominal logit model, MNL) (McFadden, 1981; Ben-Akiva and Lerman, 1985)，其數學式經推導如公式 (4)，其中Vji，V 為各方案之間接效用函數，而 μki 為Gumbel 分配之離散參數 (dispersion parameter)。
i
UrbanSim 模型特性可如下所述，UrabnSim 模型所描述的都市行為程序關聯圖如 圖4 所示。
土地（i）
j=1（空地）
使用型態 j=2（住宅） j=3（商業） … j=J（其他）
圖 4 UrbanSim 模型架構概念圖
資料來源：李萬凱，（2008）
（1） 模擬「關鍵決策者」對都市發展的選擇，特別是家戶(Household)或商 業行為(Employment)的移動、區位選擇及開發選擇。
（2） 以量化描述：土地使用型態、建築物(住宅及工商業建築)、使用者(家 戶及企業)。
（3） 同時考慮時間、空間及開發行為的影響，模擬都市發展的動態過程。
（4） 模擬土地市場供給與需求互動性，包括家戶及企業對區位的偏好、現 有空地、新開發及再開發土地等，對土地市場因供需不平衡所產生的 價格變動。
（5） 假定政府政策明確且穩定，以年為單位並藉由模型反映，以評估政策 影響。
（6） 利 用 隨 機 效 用 理 論 (Random utility theory) 及 羅 吉 特 模 型 (Logit models)，建構關鍵決策行為模型其運算式的構成要素。
（7） 空間分析以網格(Grid Cell)為資料分析的基礎單位，允許定義空間網 格解析度，以個體導向(Object Oriented)概念為推論機架構。
（8） 滿足不同都市發展階段與不同類別(家戶及企業)層級的決策分析需 求。
UrbanSim 模型中其驅動方式(trigger driver)，係依據離散選擇(discrete choice) 假設各模組中趨動變數選擇對模組的最大效用選項。在整個系統環境中，各模組 並依據決策者設定的情境(scenario)因素納入各模組的線性效用函數中。此效用函 數描述決策者對可行替選方案的偏好特性，將決策者選擇視為機率行為，各替選 方案間的相對機率維持隨機特性。以最大隨機效用理論建構相關子模型函數式。
系統間各次模組與資料流程架構如圖5 所示。
圖 5 UrbanSim 都市模擬系統各模型間之資料流程圖
資料來源：Waddell, Paul,（2002）