第三章 研究方法
3.1 ArcGIS 軟體介紹
本研究為將山崩、堰塞湖的文獻、圖、與資料作有系統整理,利用 地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)軟體進行資料彙整,
建立後續迴歸分析所需之堰塞湖形成因子,以及繪製堰塞湖形成潛勢 圖;亦利用 GIS 統計分析系統程式進行羅吉斯迴歸運算及相關成果驗 證。
ArcMap、ArcGlobe、ArcToolbox 和 ModelBuilder 等套件模組軟體。本 研究利用 ArcMap 進行山崩、堰塞湖文獻與影像、地圖等的套疊作業 (如圖 3-1),本文將山崩及堰塞湖原始文獻分為有相關影像可對照及無 相關影像可對照的兩組後,將文獻資料和有相關影像之資料於 ArcMap 進行套疊並且儲存為空間資料檔案(shp);若為無相關影像之資料,本研 究會利用購買之衛星影像進行套疊後亦存為空間資料檔案。
圖 3-1 ArcMap 進行影像地圖套疊作業流程圖
ArcGIS 的資料型態,包括地理實體有關的空間資料(例如上述之 shp)以及描述這些地理實體的屬性資料。空間資料(spatial data)主要有 點 狀 圖 例 (point feature) 、 線 狀 圖 例 (line feature) 及 面 狀 圖 例 (area or polygon feature)三種型態;而屬性資料(attribute data)則描述了空間資料 的內涵。舉例來說,道路為真實世界常見的地理實體;在地理資訊系統
便記錄它的車道數、車道寬度、路面型式、交通流量、路名等資訊(張 郇生,2004)。
除了進行資料彙整,本研究亦將 ArcToolbox 及 ArcHydro 嵌入 ArcMap 進行空間資料處理和分析,以建立後續迴歸分析所需之堰塞湖 形成因子及繪製堰塞湖形成潛勢圖(圖 3-2 及圖 3-3)。
根據圖 3-2 本研究先是將選定欲分析之山崩及堰塞湖案例之空間 資料(.shp)進入地理資訊系統與數值地形模型(DTM)進行套疊整合後,
利用 ArcHydro 與 ArcToolbox 的功能進行相關運算,即可得到堰塞湖 形成的相關因子(因子建立過程與步驟詳附錄 1)。
圖 3-2 ArcMap 建立堰塞湖形成因子流程圖(鄭伊婷,2013)
圖 3-3 ArcMap 繪製堰塞湖潛勢圖流程圖(鄭伊婷,2013)
ArcHydro 為美國 ESRI 公司所開發之水文運算模組,可由 ArcGIS 官網免費下載安裝,ArcHydro 主要是提供水文運算功能及相互連結水 文屬性資料之功能。本研究透過 ArcHydro 水文運算功能其中之一的 Flow Path Trancing,依照數值地形模型運算出其相關因子。
而 ArcToolbox 為 ArcGIS 之套件模組軟體,為一系列的地理資料 分析及處理(geoprocessing)模組,可以新增、操作和編輯各種不同空間 資料和屬性資料,本研究主要使用 ArcToolbox 中的 Slope、Curvature、
Flocal Statistics (焦點統計模組)和 Drainage Line Processing 進行堰塞湖 形成相關因子建立。
圖 3-3 即是繪製堰塞湖形成潛勢圖的流程:本研究先是根據不同 山崩型態(土石流、岩屑崩滑及岩體滑動)之堰塞湖形成潛感單元繪製方 法繪製堰塞湖形成潛感單元後,將堰塞湖形成潛感單元資料輸入 ArcGIS 成為空間資料,再套疊相對應山崩型態之山崩潛勢圖層與本研 究所作之山崩後堰塞湖形成潛勢圖層,以 ArcToolbox 的連結(join)功能 將兩者潛感相結合並作圖為堰塞湖形成潛勢圖。