子做為分析崩塌潛感之影響因子;利用類神經網路與多變量分析進 行研究區域崩塌潛感分析與影響因子權重之比較,各項因子中以土 地利用對邊坡破壞影響最大,距斷層距離的影響最小。
張舜孔(2003)[16]以阿里山地區公路之道路邊坡作為研究區域,將 研究區域內邊坡監測資料及雨量監測資料彙整成邊坡資料庫及雨量 資料庫。共採用之影響因子計有地層、坡度、坡向、坡高、坡型、
風化土層厚、基岩基性、當日降雨量,以及前 7 天累積雨量等 9 項 影響因子,並對集集地震前與地震後之因子權重改變情形進行探 討。以倒傳遞類神經網路分析資料庫,建構出參數最佳化流程,並 以均方根誤差值的大小作為最佳化的依據;在流程中決定參數順 序,再將各項最佳化後之參數建構成最佳類神經網路架構,並以此 分析架構進行環境影響因子評估。
陳凱榮(2000)[17]以中部橫貫公路作為研究範圍,藉由潛感分析因 子做區域性統計,成為岩石工程系統影響因子分級依據,得到所有 調查邊坡的危險程度值,再利用落石危害度評分系統評估岩石工程 系統於研究區的適用性。潛感分級方法為以地理資訊系統配合衛星 影像擷取可能之山崩因子,其中包括斷層、褶皺、地震、降雨、坡 向、坡度、侵蝕溝,由 SQL 功能界定出因子分級值。山崩潛感值則 利用「不安定指數法」,藉由因子內評分與彼此間權重以加權線性組 合方式作量化分級。
陳志豪(2001)[18]以南橫公路啞口至新武段為研究區域,將在此路 段中收集之現地調查資料作為分析資料庫,以不安定指數法、岩體不 安定指數法、區別分析、類神經網路分析等 4 種分析方法分析現地資 料,將分析所得之影響因子分為 6 項與 15 項進行潛感值分級,比較 4 種分析方法對研究區域分析之精確性,探討各個方法的適用性。
2.本研究分析方法
經由上述在本研究區域範圍之各邊坡穩定相關文獻可知,道路 邊坡穩定評估主要由定性分析法及定量統計法兩大類所構成,如圖 7-5 所示;其中,定性分析是由專家學者依主觀經驗評判危險區域與
程度,又稱為專家評估法法(Leroi, 1996),並可分成野外地形分析 與使用指數或參數圖兩種方法,兩法優缺點如表 7.3 所示,就一般現 場調查崩塌易發生情況,對各崩塌因子作相對排序,並將各因子予 以評分值。由於此類方法可以快速的評估一給定區域的危險程度,
可適用於任何比例大小之區域,分析時不需要地理資訊系統的輔 助,為一簡便之方法。
定量分析法則是利用統計分析方式計算各因子的評分、組合其 權重或單一量的分級,此法提供了較為客觀的評分方式,且能忠實 反應出各崩塌地的特徵。其中,該法主要包含統計分析、大地工程
(Geotechnical Engineering)方法、類神經網路分析。其中,統計分 析可分為二變量分析與多變量分析,大地工程方法包括定論分析(安 全係數計算)與機率方法,由表 7.3 可得上述分析方法之優缺點。一 般而言,定量分析法常會與地理資訊系統相互配合,主要因地理資 系統以地理數學、地圖測量、電腦科學等科技,建立輔助決策的資 料庫管理系統,對於不同來源的地理資料如:地圖、數值化地形、
GPS 定位資料、遙測影像及資料庫文字圖片等具有高度的整合性,
並可依資料特性進行空間資料的建立、存取、管理、分析、輸出及 展示,對於大區域的研究範圍而言是一良好且功能強大的輔助工具。
其次,由於地理資訊系統在配合相關定量分析方法與技術上日 臻成熟的地理資訊系統,儼然有助於增進處理大量空間資訊速率及 資料分析結果準確性。不論是定性或定量分析方法乃以數學分析模 式進行邊坡穩定分析與模擬為主,因此,本計畫將藉由地理資訊系 統彙整出實際邊坡災害的基本資料並與定量分析中多變量不安定指 數法相互配合(multivartive dangerous value method),由 GIS 統計出 實際破壞相關資料,如崩塌量與里程之關係,或災害破壞次數與里 程的關係,並建立分析所需之相關圖資,如里程樁資料、災損明細、
邊坡基本資料及自然環境資料等,再搭配多變量不安定指數分析 法,利用該法將崩塌圖層與各潛感因子互相疊合分析,所得到崩塌 潛感因子評分與權重,以疊加的方式得到不安定指數值完成臺 18 線
經由 GIS 建立之邊坡破壞統計、分析資料及道路邊破崩塌潛勢 分級圖資匯出至 Microsoft Access 資料庫中,把所有資料統一管理存 放,使得在未來研究中需要資料時可以從中取得,並可再從 Microsoft Access 輸出資料時直接轉換資料,轉成使用者所需之檔案格式,讓 使用者可以減少許多繁雜的步驟,快速使用資料庫中的資料,以節 省存取資料所需之時間。
圖 7-5 崩塌災害分析法
(資料來源:本研究繪製)
圖 7-6 臺 18 線道路崩塌潛勢分析流程圖
(資料來源:Aleotti P. et.al, 1999)
7.2 災害潛勢統計分析結果
由於兩路段中各里程的邊坡崩塌調查資料較為完整,且各道路邊 坡破壞有較詳細說明,因此將兩路段設定為研究示範區,利用各路段 在歷次災害後調查之崩塌累積次數進行資料統計分析。
上述是以崩塌發生後調查出崩塌資料作為分析主軸,考慮歷年災 害累積次數與災害相關資料,其中未考慮人為影響因子,乃是因人為 因素屬外在因子且本身調查不易,其次統計種類分佈範圍較廣,完全 整合不易,因此直接整合邊坡本身發生崩塌的次數與邊坡自然資料作 為後續分析所需。