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陸、路網特性分析與最佳交通路網評估

利用 GIS 軟體之網路分析功能,進行最佳路網評估時,必須將路網特性加以 考量;因此,除了將道路分佈之現況加以數化之外,並將道路的寬度、路面材料、

道路兩側之植被結構與道路兩側之土地使用類型等道路特性整合到 GIS 資料庫 中,這些路段特性將被給予不同的評值,並與其所佔道路長度之乘積加總後,最 後加以平均後,成為道路特性之平均阻抗值,以便帶入 GIS 網路分析模式中,進 行最佳路徑評估。其中道路特性於空照圖無法判讀者,則以現況調查方式整合。

一、最佳路徑分析之目的

由 ArcView 網路分析模組中找尋最佳路徑功能,可以解決最短路徑與旅行推 銷員兩種網路分析問題。

(一)最短路徑:

最短路徑之應用是根據路網系統中,依據目的地的數目(村落之數目),找 出一條由起點到終點(村到村)的最快路徑,也就是平均阻抗值越小的路徑,作 為最短路徑的標準,而這些最短的標準統稱為成本;依研究目的,本研究則以道 路特性、交通特性、路側特性、道路兩側土地使用狀況特性,作為最短路徑之阻 抗標準,也就是成本最少的路徑。

(二)旅行推銷員路徑分析:

旅行推銷員路徑之應用是根據路網系統中,由起點出發到任何可能目的地,

帶入道路特性之平均阻抗值(成本),再回到原點之最佳路徑。

二、路段阻抗值之計算

著重於路網建設對景觀結構的衝擊主因:道路特性、交通特性、路側特性、

周邊土地使用狀況、物種特性等決定道路阻隔效應的五種道路特性上思考,排除 研究限制因子,將道路之阻隔效應當作環境成本來看時,假設阻隔效應越大,動 物穿越馬路越困難,一般位於受人為干擾頻繁地區;較自然之地區,動物穿越馬 路成功的機率越高,但在道路興建時,所需付出的環境成本越高。為配合 GIS 進 行最佳路徑分析時,便於將道路阻隔效應即環境成本帶入分析中,故將環境成本 當作分析所用之阻抗值,阻抗值之計算選擇四項分析參數:道路寬度、舖面形式、

路側植被覆蓋度、周邊的土地使用狀況;以公路路線設計規範(交通部,2001),

農路設計規範(農委會,2001)與田野調查資料為依據,予以細分等級給予不同 之評值,茲將分析參數說明如下:

(一)道路特性:以現有道路之寬度與舖面形式兩項加以分級,並給予阻抗(成 本)評值。

1

、道路寬度:依公路路線設計規範與農路設計規範之道路寬度加以分級,

寬度愈寬,動物穿越馬路愈困難,但相對於環境之成本則愈低,共分七 等級:(

1

)道路寬度為

3m

以下;(

2

)道路寬度為

3~5.99m

;(

3

)道路寬 度為

6~8.99m

;(

4

)道路寬度為

9~11.99m

;(

5

)道路寬度為

12~14.99m

6

)道路寬度為

15~17.99m

;(

7

)道路寬度為

18m

以上。

2

、道路舖面材料:依公路路線設計規範與農路設計規範之道路舖面種類加 以分級,舖面形式愈自然,動物穿越馬路障礙愈低;舖面形式等級越高,

對動物之阻隔性越高,環境成本相對降低;共分四級:(

1

)土路;(

2

) 碎石子路面;(

3

)混凝土路面;(

4

)瀝青柏油路面。

(二)路側特性:

以道路兩側現有之植被覆蓋度,依植被組成結構加以分級,並給予阻抗(成 本)評值。分級項目共分四項:(1)植被結構複雜,具高、中、低複層植被;(2)

植被結構單純,具高/中、高/低層植被;(3)植被結構單調,具中/低或低層植 被;(4)植被結構大部份消失不見,多為人工構造物。

(三)周邊土地使用狀況:

依景觀類型第

II

級分類項目,即農作、林業、畜牧、鐵路、公路、河道/溝 渠、蓄水池、住宅、陸上遊憩設施、土石、草生及灌木荒地等十一類,將三樣區 各景觀類型內部棲地碎裂度加以平均,並由小而大排序,並考量人為干擾頻率,

給予阻抗(成本)評值;共分七級:(1)林業用地;(2)畜牧/草生及灌木荒地;

(3)河道/溝渠/蓄水池;(4)陸上遊憩設施;(5)農作;(6)住宅;(7)鐵/

公路/土石。並依道路兩側土地使用類型組合,加以平均,得到路段阻抗值。

(四)交通特性:

建議由交通流量(PCU)調查結果,依「各類道路自由車流速率與容量對照 表」(交通部運輸研究所,1999),轉化為交通服務水準等級。依據「服務水準分 析」(交通部運輸研究所,2001),共分六級,道路服務等級越高,對動物穿越馬 路所造成之阻隔效應越低,服務等級越低,阻隔效應越高。

本研究因人力、財力之限制,無法將研究範圍內所有道路依交通流量調查作 業程序作詳細之調查;省道、縣道之交通流量調查,根據公路總局九十二年度公 路交通量調查結果,換算研究範圍內之省道、縣道道路交通服務等級,均為 A 級。

鄉道以下之道路,由現地觀察中,各道路交通流量均偏低,而在農村道路系統中,

路網的形成往往以「可及性」及「機能性」考量為前提,故認為適用於都市地區 交通規劃之交通流量分派方式並不適用於農村地區,因此在本研究中將不予考量 交通流量因素所造成之阻隔效應。

三、道路特性分析

依現況所建立之道路資料,共計 6718 筆,鐵、公路總長 1184327.35 公尺,

扣除鐵路 10 筆,29731.14 公尺,計公路長度為 1154596.21 公尺,依據評值之 建立,利用 Excel 進行平均阻抗值之計算,及道路阻抗值(環境成本)計算,以 提供 ArcView 進行最佳路徑分析;計算結果,平均阻抗值其值最小為 1.125,最 大為 5.5,依值域,取中位數及四分位數將道路特性歸類分為四個等級,Ca1 級:

平均阻抗值 1.125~2.2188;Ca2 級:平均阻抗值 2.2189~3.3124;Ca3 級:平均 阻抗值 3.3125~4.4063;Ca4 級:平均阻抗值 4.4064~5.5。

圖 4-6-1 研究範圍內道路特性分佈圖

METERS

圖 4-6-2 萬安村至各村落最短路徑分析圖

METERS

研究區域中道路特性等級 Ca1 級,大多分佈於都市計畫地區及省道台 9 線部 份路段。道路特性等級 Ca2,多分佈於平原都市計畫地區或非都市計畫地區之農 業區與住宅區,以及局部丘陵區。道路特性等級 Ca3,多位於平原農業區或丘陵 區並有往山林區發展之趨勢。道路特性等級 Ca4,本類型路段多位於山區,平原 區亦有少許。道路特性等級分佈狀況詳(圖 4-6-1)。

四、路網最佳路徑評估

將平均阻抗值帶入各路段長度資料,以 ArcView 3.2a 之網路分析功能,進 行各村落的點對點之最短路徑分析及各點與旅行推銷員路徑分析;本研究區內之 村落數繁多,因此適當加以簡化同一路徑上之村落數,村里範圍較大者,亦將重 要聚落定點,整理後共計 41 個村落數,並依建制順序加以編號,被帶入最佳路 徑分析中。

將 41 個村落,分別依次以單點設為 起點,逐點對其餘 40 個點,進行兩點間

(點對點)之最短路徑分析,共計 820 筆;

旅行推銷員路徑分析,共計 41 筆。以池 上鄉萬安村為例,萬安村對其他 40 個 點所進行之最短路徑分析結果,如(圖 4-6-2)。萬安村對其他 40 個點之旅行 推銷員路徑分析結果,如(圖 4-6-3)。

利用各點兩點間之最短路徑分析結果,加以套疊,將獲得所有點對點之最短 路徑分析結果圖,如(圖 4-6-4)所示。同理,亦將各點旅行推銷員路徑分析加 以疊圖,獲得所有村落旅行推銷員路徑分析結果圖,如(圖 4-6-5)所示。考量

圖 4-6-3 萬安村至各村落旅行推銷員 路徑分析圖

METERS

圖 4-6-4 研究範圍內村落最短路徑 疊圖分析

METERS

圖 4-6-6 景觀樣區內村落旅行推銷 員路徑疊圖分析

METERS

圖 4-6-5 研究範圍內村落旅行推銷 員路徑疊圖分析

METERS

圖 4-7-1 富里鄉景觀類型分佈圖(C)

村民用路頻率與地方性道路機能,加以進行三景觀樣區內部之旅行推銷員路徑分 析,共計 41 筆,如(圖 4-6-6)所示。最後將所有村落最短路徑與旅行推銷員 路徑及三景觀樣區內部之旅行推銷員路徑疊合套圖,求得研究範圍內之最佳路徑 分析圖。

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