行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
環境正義視野下的流域治理：石門水庫集水區上游泰雅族
部落永續發展策略之行動研究--以整合式空間資訊系統輔
助流域治理政策之研究(II)
研究成果報告(完整版)
計 畫 類 別 ： 整合型 計 畫 編 號 ： NSC 100-2621-M-004-005- 執 行 期 間 ： 100 年 08 月 01 日至 101 年 07 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立政治大學地政學系 計 畫 主 持 人 ： 林士淵 共 同 主 持 人 ： 黃灝雄 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 公 開 資 訊 ： 本計畫可公開查詢中 華 民 國 101 年 10 月 31 日
中 文 摘 要 ： 對於石門水庫集水區馬里光溪流域泰雅族部落之資源利用與 環境永續之議題，本計畫擬從量化研究面向切入分析，描述 「人/地」之間的關係，以及在不同時期這種關係的變化，作 為永續流域治理策略制定之參考依據。 本子計畫第一年之研究目的為研究區之多元且多時期數值地 形模型之製作與整合。透過多重來源製成之地形模型，可確 實掌握研究區的真實地表起伏；而多時期數值地形模型的製 作，將可偵測該地區之地形變遷。最後利用三維表面套合技 術，整合所有數值地形模型，做為本計畫後續空間分析及整 合平台的基準地形資料。 第二年計畫將以第一年的地形成果為基礎，製作多時期之正 射影像，再利用影像分類技術，判釋不同時期土地利用/覆蓋 變遷發展的趨勢、規模與時空關係。另外，亦將建立一套規 劃支援系統，藉由各個子計畫所提出不同影響參數的設定， 模擬不同的治理策略，並預測往後土地利用型態與空間分佈 的改變，使部落居民了解集水區治理策略訂定與其未來土地 使用狀況間的關係。 第三年將以前二年度完成的空間資訊整合資料庫以及規劃支 援系統為架構，建置大眾參與式地理資訊系統，期能在計畫 的最後階段，透過部落居民與各子計畫研究團隊的參與，討 論出流域治理政策制定的具體建議。 中文關鍵詞： 數值地形模型、土地使用/覆蓋變遷、規劃支援系統、大眾參 與式地理資訊系統
英 文 摘 要 ： A watershed management considering existence of local indigenous community and sustainable environment is critical. To support the policymaking, a system integrated various geomatics techniques and GIS is proposed.
It is proposed to produce resource and multi-temporal digital terrain model covering the target area in the first year. The fused topographic product will be treated as the reference terrain for the whole spatial data.
In the second year, multi-temporal ortho-rectified imagery will be produced based on the resultant DTMs. These images will then be used to detect change of land use/cover over the target area. The trend and magnitude of the change will be determined and factors causing the change can be further examined. In addition to the topographic datasets employed in
this project, other spatial datasets (and
corresponding attributes) are required or produced from other team groups. Therefore a geo-database and a data sharing platform are established. To
accommodate all spatial and non-spatial data
collected by other team groups, also considering the characteristics of 4D topographic datasets provided by this project, the design of the geo-database
structure will be evaluated. Subsequently, a planning support system (PSS) will be established. The
qualitative and quantitative results affecting watershed management derived from other team groups will be converted to analyzable parameters and then input to the PSS. By changing the set of the
parameters, different policies of watershed management are formed and the change of land use/cover will be simulated in PSS accordingly. To broaden public involvement in policymaking of watershed management, public participation geographic information system (PPGIS) is proposed in the third year＇s project. The establishment of the system will be based on the geo-database and the PSS provided from the second year＇s project. Using the system, the visualization of 4D topographic datasets and other spatial information can be realized. It will also allow local indigenous communities to manipulate all the datasets straightforward by themselves.
Furthermore, potential policies of watershed
management are formed and a conclusive decision will be made based on the discussion and analysis
performed in the systems.
英文關鍵詞： Digital Terrain Model, Land Use/Cover Change, Planning Support System, Public Participation Geographic Information Systems
目錄
1 前言……… 2 1.1 研究背景………. 2 1.2 研究目的………. 2 2 文獻回顧………... 3 3 研究方法………... 8 4 研究成果………..…. ………8 4.1 影像分類與變遷……….…… 8 4.2 規劃支援系統軟體之測試與使用分析………10 4.2.1 軟體操作比較……… 10 4.2.2 What if? TM軟體實作測試………. 11 4.2.3 IDRISI 軟體實作測試……… 18 4.2.4 小結……… 24 6 結論與後續工作……… 25 參考文獻………. 251
1 前言
1.1 研究背景 台灣位於太平洋低壓生成颱風所經常通過的路徑上︽幾乎每年都會多次面臨颱風的侵襲︽一旦颱 風來襲︽常常因為颱風所帶來的豪雨︽造成山區土石下滑衝擊山坡地帶︽進而形成土石流淹沒原住民 部落﹀或者土石滾入溪河︾夾帶於山洪之中︽造成河流淤積︾河水泛濫潰堤而淹沒城市或農田等災害 �裴晉國︽2008 〈從近年來經過台灣的颱風所引發的災情︽包括 2008 年的卡玫基與辛樂克颱風︽以 及2009 年的莫拉克與芭瑪颱風︽都可以發現颱風帶來快速累積的大量降雨︽對於地表環境以及人類活 動的影響相當嚴重〈根據台灣地區過去四十年的降雨資料統計︽大量降雨主要伴隨著颱風而來︽但是 近十年來在非颱風季節出現極端性暴雨�每小時雨量超過60 毫米以上 發生的機會也逐漸增加�彭啟 明︽2009 〈為了因應極端氣候以及暴雨發生機率提高所可能造成的環境災害︽我國水資源的管理政策 確有重新檢討的必要︽其中集水區的部分︽由於普遍地勢較高︽加上地形︾地質等關係︽對於大量降 雨量的敏感度較高︽因此更需要進一步檢視該區域的治理政策〈過去此相關事務被分割到政府的不同 部門︽因為缺乏橫向連結︽所以在管理與執行面向呈現多頭馬車的現象︽針對此項問題︽政府︾學界 都已體認�流域治理應為是我國未來治水的方向〈 由於我國的水庫集水區多位於原住民族傳統生活領域內︽因此�流域治理之內涵除當前政府與 學界所主要關注之資源治理相關單位的事權統一︽以及跨尺度的水文︾土地利用監測與管理技術外︽ 亦必須兼顧集水區中原住民生存發展之需求︽避免因下游之防洪︾用水目的︽造成犧牲上游原住民權 益之現象〈為深入探討此問題並提出適切的治理政策建議︽本計畫選定石門水庫集水區中馬里光溪�又 名玉峰溪 流域�涵蓋新竹縣尖石鄉玉峰︾秀巒兩村︽共計十九個部落︽人口約兩千六百餘人︽為石 門水庫集水區之最上游 作為研究區域︽採用整合式空間資訊技術�Integrated geomatics technique ︽ 從量化研究面向切入描述並分析�人�原住民部落 /地�集水區土地利用 之間的關係︽以及在不 同時期間此關係的變化情形︽預期成果將可作為集水區的永續治理策略訂定與檢討之參考依據〈 1.2 研究目的 本整合型研究計畫以石門水庫集水區中之馬里光溪流域為研究地點︽探討集水區中之原住民部落 為因應氣候變遷之衝擊︽應如何形成其永續發展策略︽而國家又應如何在政策制度上進行調整︽以達 成符合環境正義原則之流域治理〈為回應此問題︽在各個子計畫中︽分別分析原住民部落在�災害防 治︾�公共衛生︾�資源利用等面向所面臨之困境與對策︽並檢視集水區中原住民部落之�社會發 展策略︽最後提出符合環境正義原則之流域治理�政策制度的具體建議〈在各子計畫進行質化研 究的同時︽本子計畫從量化面向切入︽蒐集和製作與研究區域相關的空間資訊︽經整合後提供具有絕 對精確度的參考資訊予各個參與團隊︽作為各團隊在分析研究區永續治理問題時之有效參考依據〈 本子計畫的最終研究目的︽為建置一套以原住民在地觀點設計的大眾參與式地理資訊系統�Public participation geographic information systems, PPGIS ︽對集水區部落居民而言︽可透過此系統對其生活 環境有更多面向的認識︽並藉由規劃支援系統�Planning support system, PSS ︽可讓大家直接參與流域 治理計畫的制訂︽了解在同一研究區域︽若是實行不同的治理計畫︽會導致何種土地使用與土地覆蓋 的變化︽藉由整個過程的直接參與︽可加深部落居民對於流域治理與發展的認同感〈而對於研究團隊 內的成員而言︽此系統除了可供作一般操作使用之外︽亦是各子計畫所需要︾或是製作各類空間與非 空間資料的整合平台︽團隊內的成員可任意存取資料︽進行各相關主題的研究分析︽確切落實整合型 計畫中資源共享以及資源整合的目標〈由於各子計畫的溝通與整合皆在此系統中完成︽對於最後針對 流域治理的政策制度︽各計畫亦能提出具有一致性的建議〈本計畫年期設定為三年︽本年度�第二年2 的主要研究目的為建立大眾參與式地理資訊系統中的規劃支援系統︽透過此規劃支援工具︽將可整合 其他子計畫研究所得成果與意見︽經軟體分析與模擬後︽投射出適合本實驗區之流域治理方案︽最後 透過互動分析與可視化展示︽可讓地方政府︾主管機關︾原住民部落居民等土地公共利益關係人︽直 接參與流域治理計畫的制訂〈總言之︽本年度研究計畫之具體研究目的為「 �1 處理多時期航空影像資料以製成正射影像〈 �2 偵測不同時期土地利用/覆蓋之變遷〈 �3 測試並評估規劃支援系統軟體〈 �4 整合規劃支援系統與地理資訊系統〈
2 文獻回顧
以長遠並廣泛的定義來說︽規劃支援系統�Planning Support System, PSS 是指在一定範圍內︽利 用技術並以有效的方式來解決問題或對問題的解決加以規劃〈廣義的說︽規劃支援系統包括分析︾設 計︾規劃參與︾通訊以及圖形化〈狹義來說︽規劃支援系統是地理資訊系統所延伸出的模組之一︽用 來估算有關分析︾規劃決策可能造成的影響�Brail, 2008 〈 由地理資訊系統所延伸運用發展出的規劃支援系統︽常被運用在公共決策和社區規劃上︽因為此 系統注重用戶的需求和使用技術︽而不是過分重視需要高度地理訊息系統的專門知識︽所以規劃支援 系統有助於社區規劃︽並使大眾參與能夠更加容易實現〈在過去十年內︽隨著電腦科技軟︾硬體的發 展︽規劃支援系統在空間整合表現︾分析及圖形化上都有長足的進步︽據此︽各種面向的公共政策概 念已可藉由規劃支援系統︽配合多元的數據輸出︾輸入︽產生並轉化為有用且實質性的業務框架與模 式︽由此可知決策系統在公共決策規劃的重要性�Brail and Klosterman, 2001 〈
規劃支援系統在規劃決策上所應用的層面很廣泛︽像是縣市轄區的公共決策︾社區規劃等︽此外︽ 此系統在運用過程中所服務的層級亦相當多元︽不論是公民︾利益團體和政府官員皆可以藉由系統的 運作來參與議題以及互動〈過去幾十年來對於規劃支援系統的運作是自上而下的︽隱含由專業技術人 員主導的特質〈但隨著規劃支援系統加入規劃決策︽規劃者和居民︾利益團體以及政府的參與互動增 加︽使公共議題更能達到施行效果�Brail, 2008 〈例如 Geertman�2002 以參與式規劃及 GIS 概念︽ 在荷蘭執行的Land Water Environment Information Technology�LWI 計畫中︽設計一套規劃支援系統︽ 製作可能形成的多元化空間環境景象︽協助大眾真實觀察研究區域未來的潛在發展﹀另外︽由Integral Layout of the Veluwe Lakes�IIVR 計畫中︽也發現硬體設備�如觸碰螢幕�touch screen ︾投影白板 �smartboard 等 在大眾參與規劃過程中的重要性〈美國農業部支持的 National Consortium for Rural Geospatial Innovations�RGIS ︽即是以促進鄉村居民對地理空間技術的可及性為任務︽透過技術移轉︾ 先期研究︾教育推廣以及其他各種方法︽使鄉村居民接觸並了解地理空間技術〈再配合規劃支援系統 的操作︽能夠使各村落的領導者以有效率的方式︽向居民說明並示範因土地開發政策不同所可能導致 的結果�Niemann and Limp, 2004 〈
由以上敘述可知︽透過規劃支援系統能使參與者易於融入現場情境︽並激發討論的熱情〈若再搭 配大眾參與式地理資訊系統�Public participation geographic information systems, PPGIS ︽將能使大眾更 容易參與土地開發決策︽更有助於凝聚發展共識〈Aggett 與 McColl�2006 以及 Geertman�2002 皆 指出︽整合此二套系統後其應用功能與範圍皆能擴大︽可幫助村落探索因為不同開發策略︽對環境︾
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經濟︾社會等方面帶來的潛在衝擊〈此特點相當符合本計畫需求︽因此在第二及第三年計畫執行期間︽ 將分年建置規劃支援系統以及大眾參與式地理資訊系統︽使原住民部落能夠參與並提供集水區流域治 理的政策建議〈
首先︽將參考RGIS�2004 所作的調查成果︽整理目前全球各個單位常用的規劃支援系統︽包括 What if? TM︾INDEX︾Community Viz ®以及 PlaceIT 等軟體︽瞭解其適用時機與環境〈
�1 What if? TM
What if? TM軟體是一套架構於GIS 的規劃支援系統︽可用來規劃社區未來的可能發展〈它可用於 推測用戶定義的區域︽如學區︾交通分析區內長期的土地利用︾人口︾住房和就業等發展預測〈透過 What if? TM軟體可使規劃者︾政府官員︾土地利害關係人和公民了解︽如果公眾依據對未來的假設作 出政策選擇後︽會發生什麼變化�參見圖一 〈該預測模型已被成功用於擴大公共設施基礎設施﹀執行 耕地或開放空間保護政策﹀實施土地利用規劃︾土地使用分區以及其它都市成長控制〈以下將What if?
TM軟體之優點與限制整理為表一�RGIS, 2004 〈
圖一 利用 What if? TM軟體預測並展示不同年份之土地利用情形�改自What if? TM, Inc., 2010 表一 What if? TM軟體之優點與限制 優點 限制 軟體易於安裝〈 程式運作快速且穩定〈 輸入與輸出之資料可直接和 ESRI ArcGIS 地理資訊軟體相關程式整合運 作〈 軟體價格合理〈 其在模組設計上不易學習︽且需要進 階的GIS 技巧以進行後續分析〈 為了正確決定在特定應用程序上該 使用何種What if?軟體元件︽以及如何 有效運作︽操作人員必須經過訓練〈 和 ESRI ArcGIS 以外的地理資訊軟 體整合不足〈 What if? TM軟體屬於政策導向的規劃工具︽可以藉此準確推算出若某項公共政策選擇實施︽該區域
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將會發生何種後果︽以及遠程的土地使用影響分析�Klosterman, 2008 〈在特定的土地使用準則規範下︽ What if? TM亦有能力預測未來土地發展將在何處進行〈以美國華盛頓州Roslyn 社區為例︽在使用 What if? TM軟體預測其社區成長模型後︽了解在城市限制下︽發展將於何處進行﹀同時也知道在不同發展策 略下的影響可能性〈此分析成果將有助市議會規劃成員更有效地進行土地使用決策︽以符合多數土地 利害關係人的意見〈What if? TM軟體亦曾被應用在美國華盛頓州戴恩縣的黑土河�Black Earth Creek 流域︽仿照不同發展密度下的未來成長︽其結果並接著應用在計算不透水層區域的面積︽以供未來發 展方案的參考〈
What if? TM軟體也應用在美國South Georgia 內 Hahira 市的再開發�Strom and Roberts, 2007 〈Harira 曾是該區域的鬧區核心︽然而現在已成為鐵路時代的殘存物︽有很多英畝的土地為其再開發的標的〈 市議會為此方案的委託人︽他們對如何再開發以滿足社區內民眾對於商業區和居住的需求十分感興趣〈 城市內的居民參與各個階段的發展討論︽包括地點選擇及發展策略︽建築的種類及風格則由市議會以 及公民委員會決定〈在這個例子中︽What if? TM軟體的功能非常顯著︽市議會以及城市內的居民可透 過軟體模擬的結果︽在不需要真正開發的情況下︽得知各項發展可能帶來的改變〈 �2 INDEX INDEX 軟體是一套互動式 GIS 支援決策工具︽可輔助社區規劃和發展的整個過程〈在實際操作中︽ 於進行現有條件的基準測量後︽可以先確定可能遭遇問題和可能開發的機會︽接著以INDEX 來設計和 可視化各種可能的規劃方案︽並針對各個方案的效果進行分析以及評分︽最後再以欲達成目標之成果︽ 進行比較和排名〈隨著時間的推移︽INDEX 可評估真實發展與規劃方向之一致性︽並定期報告發展中 各階段之成果〈 INDEX 軟體中設計了 90 項指標︽此指標為 INDEX 軟體的核心︽規劃者或是土地利益相關者以選 擇適合指標的組合︽來描述發展條件並衡量變化�Allen, 2008 〈一整套的指標可解決土地利用︾城市 設計︾交通和環境等現象︽INDEX 並允許使用者專門為當地的問題︽自定所需要的指標〈舉例來說︽ INDEX 可用來讓使用者根據想要的社區特徵︽創造出未來土地使用和交通運輸的方案︽再根據這些土 地使用型態︽進一步描繪出人口成長及就業成長〈下圖說明社區規劃過程以及INDEX 在過程中的輔助 功能「 規 劃 流 程 步 驟 1 2 3 4 5 6 什麼是重 要的? 什麼地方? 有什麼選擇? 方向為何? 選擇對嗎? 要如何做? 社區意見 目前條件 多元方針 確定方案 產生變數 最後改進 INDEX 支 援 決 策 建立並整 合資料庫 界定問題 以及設定 檢核點 設定可能方 案並且開始 評估 適度修改 已選方案 近一步改 善設計目 標並評估 檢核成果 並與設定 目標對照 圖二 一般規劃流程步驟與 INDEX 軟體提供對應之策略�改自 Criterion Planners, 2003 整體來說︽INDEX 軟體的功能包括�Criterion Planners, 2010 「評估社區狀態︾設計未來的實際開 發方案︾由發展的表現來衡量開發方案︾藉由目標達成程度將各種方案排序︾以及追蹤執行中計畫之
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成果〈若就實際應用案例來說︽INDEX 軟體已有效利用在多項區域規劃計畫︽例如因應氣候變遷的都 市發展規劃︾海岸地區之永續發展︾都市成長︾為降低二氧化碳排放量之區域發展策略︽以及大都會 中各次區域的互動式發展策略等〈
�3 Community Viz ®
Community Viz ®軟體包含兩個模組 Scenario 360 以及 Scenario 3D〈其中︽Scenario 360 是以 GIS 系統為基礎的決策支援系統︽該模組以ArcGIS 為平台︽添加了互動式的分析和可幫助作決定的對話工 具︽可以輔助觀察︾分析︾和了解土地使用的選擇和其影響�Janes and Kwartler, 2008 〈Scenario 3D 亦為ArcGIS 軟體的延伸︽主要負責四維資料�三維模型加上時間維度 之展示︽可將長期間內土地使 用政策制定和其引起的影響︽以視覺化方式展示�參見圖三 ︽提供使用者之間接近真實的互動與分享〈 其特點整理如下表二〈
圖三 利用 Community Viz ®軟體建構不同年代之三維模型可視化成果�Strom and Roberts, 2007
表二 Community Viz ®軟體中 Scenario 360 與 Scenario 3D 模組之特點�改自 RGIS, 2004
Scenario 360 Scenario 3D �1 在規劃出土地使用模式後︽可即時看 到相關的社會經濟以及環境的影響〈 �2 程式會計算出土地的發展容積︽以量 化數據在3D 空間中呈現〈 �3 在規劃土地使用模式過程中︽可根據 不同地點自行給定不同發展權重〈 �4 可觀看逐年的變動〈 �5 可在同一個分析模式裡觀看多個發展 情境〈 �6 依分析成果可簡單創造 2D 或 3D 插 圖︽並可藉由Google Earth 觀看〈 �7 相關發展訊息會在不同發展模式設定 下即時更新〈 �1 透過光影角度和物體表面的調整︽可 得到高真實度的3D 模型〈 �2 提供多種導航模式觀看以及操作三維 模型〈 �3 提供免費的 Scenario 3D Viewer 讓所 有人都可以觀看3D 模型〈 �4 Scenario 3D 模型附帶著對應之 GIS 屬性資料︽因此可透過屬性選取或是超連 結設定點選目標〈 �5 支援多種 3D 模型格式︽例如「 SketchUp™︾CAD︾3ds Max™︾Maya™︾ COLLADA™︾KMZ〈
美國Allegheny County 曾經用 Community Viz ®去進行都市未來的規劃︽地方政府與居民使用這套 軟體去探索未來都市土地要如何使用︽以及分析使用後可能發生的情況︽以期能達到他們想要的都市 願景�Sweet and Frank, 2004 〈在分析中加入人口普查資料︾地方發展資料︾人口數等相關資料︽再用
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Community Viz ®分析︽並把分析成果輸出成統計表格或其他展示方式︽以利資料之分享〈此外︽軟體 中Trend Scenario Map 可依過去資料︽呈現未來都市發展的特點和商業趨勢︽並可模擬現存的建築被拆 毀後的模樣︽例如在Allegheny County︽即先藉由過去拆除的趨勢分析︽將都市分成了四個區塊︽分別 是Good Old Place︾Hot New Place︾River Places 和 Transit Oriented Places︽接著用軟體估算每個區塊未 來發展的情況︽依此成果規劃當地公共工程計畫〈簡言之︽在這個計畫中︽Community Viz ®有效的將 所有資料進行分析和評估︽並多面向的展示其分析結果〈 在英國曼徹斯特的居民︽想在保有天然的地景資源和豐富的可更新資源的同時︽興建 5 個風力發 電的機組︽為了擬定新的環境保護計畫︽當地政府與居民先利用Community Viz ®去建構一個 3D 的模 型︽使得當地居民能輕易的用任何角度觀察保護區裡的景象︽以便提出各種想法〈這成功的讓居民能 夠了解這計畫的目標︾影響和未來的結果〈 �4 PlaceIT
PlaceIT�Population Land-Use Allocation Exercise using Information Technology 為架構在 ArcGIS 軟體中的PSS 模組�Ventura et al., 2002 ︽使用者可以利用 PlaceIT 完成以下兩個任務「一是他們可以 選定某幾塊地︽在特定時間內︽以自訂的密度將該地區發展為各類使用︽可獲得關於變更使用之土地 數量及種類的即時資訊〈另一是PlaceIT 提供多種類別的土地配置方案︽為制定土地使用計畫以及比較 替選方案的一種工具〈以下將PlaceIT 軟體之優點與限制整理為下表三�RGIS, 2004 〈 表三 PlaceIT 軟體之優點與限制 優點 限制 提供民眾參與的機會〈 創造各種替選方案及相關分析與回 〈 回 機制尚有改善的空間〈 與其他衝擊評估模式的連結稍嫌不足〈 根據位於美國威斯康辛州的丹麥郡�Dane County 的規劃者預測︽未來人口將持續迅速成長︽保 守估計於 2020 年之前至少會增加 72,000 人︽因此足以容納成長人口的新住宅之需求是顯而易見的〈 分析顯示︽丹麥郡內真正未開發的土地比例不到 50%︽然而丹麥郡內所謂可發展空間以及開放空間︽ 大多都是由富生產力的農田與環境敏感區︽如陡坡︾濕地︾水體︽以及高速公路穿越用地所組成︽因 此當面對要發展何種土地︾於何處發展︽以及涉及財產轉換的接受度等抉擇時︽Ventura 等�2002 指 出PlaceIT 可輔助於未來土地使用之適當決策〈 在利用PlaceIT 規劃過程中︽可幫助規劃者與當地居民辨認何處有發展的潛力︽及何處應該加以保 存〈此外︽可更進一步展望未來發展的模式與過程︽並引導不可避免的發展到能最大化住宅價值︽並 同時最小化負面效果的區域〈而不論是透過紙上的地圖︾電腦螢幕或是觸控螢幕等輔助硬體工具︽對 於土地規劃與配置都相當有幫助〈利用PlaceIT 軟體加上前述硬體的使用︽可展示發展的空間型態︽使 得有限土地供給做為何種特定目的使用更顯而易見︽並且對於替選方案中可能帶來的潛在衝擊︽提供 立即且明確詳盡的回 ︽配合現有土地使用議題的討論︽可幫助民眾對可能的替選方案有深入的了解〈 總而言之︽利用PlaceIT 工具進行土地配置︽啟動了一個看得見的過程�一個景觀在未來某特定日期看 起來可能是什麼面貌 ︽也以直接或間接�輸入配置統計資料至模式內 方法提供土地使用的可能選擇〈 由於使用需求廣泛︽除了以上介紹的四項軟體外︽在國外還有許多相關工具輔助土地規劃分析︽ 例如「California Urban Futures model�CUF �Landis, 1994 ︾Smart Places�Croteau et al., 1997 ︾SLEUTH �Clarke and Gaydos, 1998︾Clarke, K. C., 2008 ︾Landuse Evolution Assessment Model�LEAM TM �Deal, 2003︾Westervelt and Rank, 2006︾Deal and Pallathucheril, 2008 ︾UrbanSim�Waddell et al., 2008 ︾Mainport
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Planning Suite�Chin, 2009 ︾System for Monitoring URban Functionalities�SMURF �Soutter and Repetti, 2009 等︽皆可根據不同需求或特定目的之規劃提出建議〈在國內︽賴世剛︾陳建元�2004 利用細 胞自動體�Cellular automata ︽模擬探討都市空間結構的秩序與變遷﹀鄒克萬︾張學聖�2004 提出一 套案例式都市規劃支援系統�Case-based urban planning support system ︽以解決傳統上由於規劃知識的 高度複雜性與不易結構化的特性造成專家知識擷取困難︽以致系統發展成效受到影響所造成之問題〈 如本章開始所述︽本年度計畫�第二年 將著重於規劃支援系統之建置〈透過以上軟體的介紹︽ 發現各個系統皆能達成各類土地規劃預測分析︽但考慮到與規劃支援系統配合之地理資訊系統軟體的 可及性︽以及各個軟體執行成功案例的多樣性︽本子計畫本欲採用 What if? TM︾以及 INDEX 二套
軟體進行分析︽但在計畫通過後實際採購階段︽發現 INDEX 軟體並不開放出售與美國國外之
使用者︽因此︽於實際執行時乃採用 What if? TM軟體︽以及另一套由美國 Clark University 開發
的 IDRISI 軟體︽執行規劃支援工作〈預期本年度計畫成果將整合於第三年計畫中欲建置之大眾參 與地理資訊系統︽幫助實驗區內原住民部落更能融入現場情境︽探索因為不同開發策略︽對環境︾經 濟︾社會等方面對土地帶來的潛在衝擊︽此過程將能使原住民部落有效參與討論︽並針對集水區流域 治理得到發展共識〈
3 研究方法
本計畫將採實驗法以達本年度預定之研究目的︽以下將依前述各項研究目的︽整理後分別說明對 應之研究方法「 �1 製作多時期航空正射影像以偵測不同時期土地利用/覆蓋之變遷 對於各子計畫所要求於特定時間在特定地點的地形與航空影像資料︽本計畫擬向行政院農林航空 測量所購買航空影像︽再使用專業航遙測商業軟體︽依照標準航空攝影測量處理程序︽製作多時期之 高解析度數值地形模型以及正射影像〈接著採用分類後比較法�Post-classification comparison method ︽ 採監督式分類�Supervised classification 方式對處理完成之正射影像先行分類︽再依據各張分類圖 �Classification map 進行比較︽以偵測不同時期之間土地覆蓋之變化〈 �2 測試並評估規劃支援系統軟體 規劃支援系統為本年度子計畫之另一項工作重點︽由前述文獻整理成果可知︽目前有許多可執行 規劃支援的工具︽並且也都有使用該軟體成功的規劃案例︽因此選擇適合本整合計畫之軟體即為首要 工作〈根據相關文獻整理成果︽以及各個軟體執行成功案例的多樣性︽並考慮到與規劃支援系統配合 之地理資訊系統軟體的可及性︽本研究採用What if? TM︾以及IDRISI 二套軟體︽分別進行資料處理與 分析︽最後並評估軟體的表現〈4 研究成果
4.1 影像分類與變遷 民國92 年的納莉颱風造成新竹縣尖石鄉多處坍方︽針對民國 92 年和 93 年︽偵測不同時期的土地 使用︽將分類項目設為森林和非森林︽以凸顯因風災所發生的地表山林變化〈並選擇以下崩塌情形較 為嚴重的區域呈現〈使用ERDAS IMAGINE 9.3︽對民國 92 年和 93 年的航照正射影像進行監督式分類︽ 以人工方式選取訓練樣本區︽並反覆檢視並修正訓練樣本區︽以增加影像分類的正確度︽下圖分別用 民國92 年和 93 年航照影像為監督式分類結果〈8 圖四 民國 92 年影像分類 圖五 民國 93 年影像分類 利用兩張分類過後的影像︽進行變遷偵測︽其變遷矩陣如表四︽表格中的數值代表該顏色的像元 個數︽但因河流像元色彩接近森林︽無法明顯區分〈雖然影像有部分無法明確分類︽造成多處雜點︽ 但崩塌多處仍相當明顯〈 表四 民國 92/93 年變遷矩陣 變遷矩陣 民國92 年 森林 非森林 民國93 年 森林 251387 15953 非森林 26962 14527 若再進一步以不同色調觀察發生崩塌區域︽圖六中顯示為以黑色和白色分別代表民國92-93 年間的 森林和非森林範圍︽並未因自然或人為因素發生變化〈淺灰色為民國 92-93 年間由非森林轉為森林範
9 圍︽如第一組影像的左上方︽過去為裸露地︽民國93 年已復育成森林〈深灰色為發生崩塌的區域︽由 深灰色分布的位置︽可看出民國 92-93 年尖石鄉內因風災而有嚴重的崩塌情況發生的區位與崩塌的面 積規模〈 92 年 93 年 變遷矩陣 圖六 不同時期航測正射影像和變遷矩陣影像 4.2 規劃支援系統軟體之測試與使用分析
本節主要以What if? TM︾以及IDRISI 二套軟體為測試對象︽說明二套軟體之使用方法︽特別是土 地適宜性分析工具︽為規劃支援功能成功與否的重要功能︽因此以下測試特別比較此工具在設計與操 作上的差異︽並分析於不同情境下之土地利用狀態︽最後展示規劃成果〈 4.2.1 軟體操作比較 分別以此二套軟體做土地適宜性分析︽兩者在執行前都必須先探討有哪些影響因子︽會對研究區 內的土地利用產生影響︽並針對影響因子還選擇適合的圖層︽以表是地理環境的各種特徵︽包含坡度︾ 地質︾敏感區等〈同樣是適宜性分析︽但兩個軟體間的處理方式並不同︽以下分為二個部分來討論〈 �1 資料處理
What if? TM在進入軟體執行操作前︽必須先在ArcGIS 或是其他地理資訊軟體中處理︽包括各圖層 套疊︾設定坐標系統︾設定網格大小�Fishnet ︾計算單元分析面積︾刪除多餘資料等︽值得注意的是︽ 為後續能在What if? TM中使用︽必須先將各圖層的資料分類�1-5 類 ︽但是對於特定需求︽例如「坡 度常分為<5%︾5%-15%︾15%-30%︾30%-45%︾45%-55%︾>55%等六類︽若是依據 What if? TM中的 格式︽只能設置至多五類︽故必須將其中一類製作成另一個圖層因應〈而處理後的圖層會利用內建的 程式將*.dbf 檔轉為*.wif 檔〈
IDRISI 是由 Binary 網格格式讀取資料︽故需先在 ArcGIS 中將圖層轉為*.flt 檔︽再進入 IDRISI 用 ArcRaster 功能轉為 IDRISIˋ專用格式�*.rst 檔 〈
10 �2 操作流程 於What if? TM進行適宜性分析時︽需先決定研究區內探討的土地利用項目︽整合研究區內所有的 影響因子︽再針對各項土地利用的影響因子︽依據重要程度給予權重︽此為第一權重〈接著對影響因 子內的分類︽依據是否適合該項土地利用的程度給予權重︽此為第二權重︽亦表示對該項土地利用的 優先條件和限制〈舉例來說︽假設圖七中Land use 1 為農業使用︽必須先全面蒐集影響農業使用之因 素為何�假設包括Factor 1︾Factor 2︾Factor 3 ︽接著針對此三項因素給與影響農業使用之權重�第一 權重 ︽再接著對每個因素中的類別給與權重�第二權重 ︽What if? TM依此權重設定即計算研究區內 適合以及不適合作農業使用之區位各為何︽並針對適合作農業使用之區位再依適合程度分級〈
圖七 What if? TM之土地適宜性架構圖
於IDRISI 進行適宜性分析的理念和 What if? TM相同︽皆先整合研究區內的土地利用項目和影響因 子︽再針對各項土地利用討論〈IDRISI 不同於 What if? TM的是︽後者透過權重來表示影響因素對土地 利用的限制︽而前者則是對條件因子和限制因子作區分�參見圖八 ︽再針對各項影響因子�Factor 1︾ Factor 2 設定權重︽以及影響因子之類別對該項土地利用︽是視為可開發�Y ︽還是不可開發�N 〈 依此設定所得適宜性分析成果仍可得知研究區內適合作農業使用之區位為何︽但是這些適合農業使用 的區位並無再細分其適用等級〈 圖八 IDRISI 之土地適宜性架構圖 4.2.2 What if? TM軟體實作測試 以下測試皆以農業使用為例︽但考慮的條件因素分為三組︽包括以自然地形︾災害潛勢以及專家 意見︽執行農業適宜性分析〈此外︽在考慮的自然因素當中地形為一重要條件︽本計畫特別選用以航 空攝影測量以及衛星測量方式製作之數值地形模型為變數︽測試不同空間解析度的地形模型�前者為 5 公尺︽後者為 30 公尺 所呈現之適宜性分析成果有何差異〈 Factor 1 Factor 2 Factor 3 Factor 4 ⋮ Land use 1 Land use 2 Land use 3 ⋮ 研究區 影響因子 Factor 1 Factor 2 Factor 3 第一權重 Land use 1 Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5 第二權重 Factor 1 Factor 2 Factor 3 Factor 4 ⋮ Land use 1 Land use 2 Land use 3 ⋮ 研究區 影響因子 Factor 1 Factor 2 設定權重 Land use 1 Level 1 (Y) Level 2 (Y) Level 3 (Y) Level 4 (N) Level 5 (N) Constraint 1 Constraint 2
11 �1 自然地形 此處為利用What if? TM軟體︽以5 m 航測 DTM 進行坡度分析︽並採用下表之權重組合︽模擬當 地原住民的農業利用方式︽故此部分僅以坡度作為主要影響因子︽並列坡度的第一權重為 5︽進行適 宜性分析〈 表五 自然地形觀點之因素權重組合 影響因子 第一權重 分級項目 第二權重 坡度 5 <5% 5 5%-15% 5 15%-30% 4 30%-45% 3 45%-55% 1 >55% 0 成果如下圖所示︽左圖是以30 m DTM 為基礎︽對研究區作農地的適宜性分析︽由圖利中的顏色 可對應得知研究區內適合作農業使用之區位為何︽並對於適合農業使用的區域再細分其適用等級〈右 圖為相同區域︽比較不同DTM 時所得到的適宜性分析成果︽其中紅色區塊為最適合之區域︽橘色和黃 色分別為次適合︾中度適合之區域︽依序為綠色和藍色︽淺灰色為不適合作農業使用的區域︽深灰色 為不可開發地區︽包含道路︾水域︾崩塌地︾池塘等〈 農 地 (a) 30 m DTM (b) 5 m DTM 圖九 自然地形觀點之農業使用適宜性分析成果�What if? TM軟體 為了解分析成果與實際使用情形之差異︽在下圖中亦加入2006 年土地利用調查資料︽淺藍色多邊 形所框範圍即為2006 年農業用地之區域︽包含旱作地和水田〈由此套疊成果可看出基於高解析度之航
12 測數值地形模型所作出之土地適宜性分析成果大部分都和土地利用現況結果重疊〈但30 m DTM 之分 析成果則因坡度計算的網格單元不同︽無法確實地表現地形︽導致適宜性分析成果表現較差〈接著細 找出幾塊土地適宜性分析成果與土地利用現況之間差異較大的區域︽加入航測正射影像整合分析︽如 此可進一步觀察其異同︽並可供當地原住民或是專家學者公眾討論發生差異之原因〈 表六 自然地形觀點之土地適宜性分析成果與土地利用現況之比較 土地適宜性分析 95 年土地利用 在作農地使用 未作農地使用 在作農地使用 未作農地使用 �2 災害潛勢 由於本研究區位於山區︽易因風災造成崩塌︾土石流等災害︽因此第二個部份是由原住民的安全 為優先考量︽應避免在災害潛勢的區域居住︽或進行農耕行為〈據此︽藉由相關文獻探討︽整理得出 下表七和評估山坡地環境災害相關之影響因素︽且由於研究區內多屬山坡地︽因此將坡度和地質因素 列為災害潛勢之影響因子︽第一權重分別給予4 和 5︽其餘和自然環境相關之敏感地設為 3〈崩塌地依 土壤和性質區分︽有崩塌情形都不被列為可用農地範圍︽屬於限制因素︽故將其權重都設為 0〈農地 和居住地所使用的圖層皆相同︽在進行居住地之適宜性分析時︽必須將有災害潛勢問題的區域排除︽ 故對第二權重作調整︽只給予無災害潛勢和不嚴重的分級項目權重〈其分析成果以及加入正射影像之 比較表格如圖十以及表八所示〈 表七 災害潛勢觀點之因素權重組合 影響因子 第一權重 分級項目 第二權重 地質災害敏感區 5 無潛在災害 4 潛在災害不嚴重 3 潛在災害次嚴重 2 潛在災害嚴重 1 坡度 4 <5% 5 5%-15% 4 15%-30% 3 30%-45% 2 45%-55% 1 >55% 0
13 崩塌地 0 危險等級A 0 危險等級B 0 危險等級C 0 危險等級D 0 地表水源敏感地 3 非地表水源敏感地 5 水質水量敏感地 4 水量敏感地 3 水質敏感地 2 水質水量保護地 1 地下水補注區 3 非地下水補注敏感地 4 潛在滲透率一級 3 潛在滲透率二級 2 潛在滲透率三級 1 優良農田敏感地 3 優良水田 5 優良旱田 4 次優良水田 3 次優良旱田 2 非優良農田敏感地 1 農 地 (a) 30m DTM (b) 5m DTM 圖十 災害潛勢觀點之農業使用適宜性分析成果�What if? TM軟體
14 表八 災害潛勢觀點之土地適宜性分析成果與土地利用現況之比較 土地適宜性分析 95 年土地利用 在作農地使用 未作農地使用 在作農地使用 未作農地使用 �3 專家意見 根據陳志彰在�山坡地可利用限度之查定及土地利用合理性之研究所述︽選擇適當的土地條件 時︽應考量到山坡地地形︽較容易發生地質災害︽故採用坡度︾土壤深度︾岩性︾土石流潛勢溪流︽ 及崩塌地以上多種土地影響因子︽其中坡度和崩塌地對土地可利用限度查定結果有很大的影響︽下表 九為陳志彰在其論文中所整理出的土地條件〈參酌此列影響因素︽以及實際可得之圖層︽本計畫將各 項影響因子之權重調整如表十所示〈其分析成果以及加入正射影像之比較如圖十一以及表十一所示〈 表九 專家意見之土地影響因素 條件因子 0 1 2 3 4 5 6 坡度 六級坡 五級坡 四級坡 三級坡 二級坡 一級坡 >55% 40%-55% 30%-40% 15%-30% 5%-15% <5% 岩性 軟岩 硬岩 土壤深度 淺層 甚淺層 甚深層 深層 土石流 潛勢溪流 有通過 無通過 崩塌地 有崩塌 有崩塌 無崩塌 危險度A 危險度B 危險度C 危險度D
15 表十 專家意見之因素權重組合 影響因子 第一權重 分級項目 第二權重 地質災害敏感區 5 無潛在災害 2 潛在災害不嚴重 1 潛在災害次嚴重 1 潛在災害嚴重 0 坡度 5 <5% 5 5%-15% 4 15%-30% 3 30%-45% 2 45%-55% 1 >55% 0 崩塌地 5 危險等級A 0 危險等級B 0 危險等級C 1 危險等級D 1 無崩塌 2 農 地 (a) 30m DTM (b) 5m DTM 圖十一 專家意見之農業使用適宜性分析成果�What if? TM軟體
16 表十一 專家意見之土地適宜性分析成果與土地利用現況之比較 土地適宜性分析 95 年土地利用 在作農地使用 未作農地使用 在作農地使用 未作農地使用 �4 What if? TM軟體執行成果比較 分別將上述三組權重組合結果相比�表十二 ︽將土地適宜性成果和 95 年土地利用套疊︽依兩者 重疊程度︽成果(a)和成果(b)相近︽且對於 95 年土地利用︽在形狀上︽由淺藍色線條所框之農業用地 也和適宜性結果相符〈但若依土地適宜性結果之適合程度︽成果(b)結果較成果(a)好︽而成果(c)因崩塌 地分類項目�無崩塌權重過低︽應再作調整︽故其成果(b)之權重組合較符合 95 年土地利用〈 表十二 What if? TM軟體執行成果比較表 (a) (b) (c)
17 (a) (b) (c) 從三組不同權重組合︽選取相同區塊作比較︽適宜性分析結果和95 年農業用地皆相符︽但因挑選 的影響因子不同︽使適合程度有所差異︽成果(a)只根據坡度來進行分析︽但自然環境複雜︽僅以單一 影響因子作為土地條件︽略顯不足〈為達到適宜性分析結果和95 年農業用地高度適合之目的︽成果(b) 考慮多項影響因子︽並反覆調整權重後︽適合程度較成果(a)高〈成果(c)之權重組合對土地條件的限制 過高︽使得適合程度偏低〈 4.2.3 IDRISI 軟體實作測試 根據前述What if? TM軟體所作的測試︽包含以自然地形︾潛在災害以及專家意見所作的不同影響 因子組合︽其中以潛在災害為考量的組合最為接近2006 年的土地使用狀況〈在參考該項因素組合後︽ IDRISI 軟體中以多條件評估�Multi-Criteria Evaluations, MCE 模型進行適宜性分析︽值得注意的是︽ 其權重設計上和What if? TM軟體不同︽IDRISI 僅是將各圖層類別分為 2 類︽即限制發展區域和可發展 區域︽後續將以 IDRISI 中的 MCE 模組來進行適宜性分析︽而 MCE 模組可以兩種方式進行演算︽分 別是布林交集�Boolean Intersection ︽以及加權線性組合�Weighted Linear Combination, WLC ︽成果 分別介紹如下〈
�1 布林交集
利用在What if?中所得到的權重組合︽在 IDRISI 中用指派�Assign 分成 0 和 1〈下表十三是依據 災害潛勢觀點之因素選擇適合農地開發的區域︽以 Boolean Intersection 方式給權︽並嘗試下列四種不 同權重組合〈因研究區內無優良水田︾優良旱田︾次優良水田︽故以次優良旱田︾非優良農田敏感地 兩項作0 和 1 的配對〈 表十三 災害潛勢觀點之因素權重組合�IDRISI 軟體布林交集運算 影響因子 分級項目 What if? 第二權重 IDRISI (a) IDRISI (b) IDRISI (c) IDRISI (d) 地質災害 敏感區 無潛在災害 5 1 1 1 1 潛在災害不嚴重 4 1 1 1 0 潛在災害次嚴重 0 0 0 0 0 潛在災害嚴重 0 0 0 0 0 坡度 <5% 5 1 1 1 1 5%-15% 4 1 1 1 1 15%-30% 3 1 1 1 1 30%-45% 2 1 1 0 0 45%-55% 1 1 0 0 0 >55% 0 0 0 0 0
18 地表水源 敏感地 非地表水源敏感地 5 1 1 1 1 水質水量敏感地 4 1 1 1 0 水量敏感地 3 1 1 0 0 水質敏感地 2 1 0 0 0 水質水量保護地 1 0 0 0 0 地下水 補注區 非地下水補注敏感地 4 1 1 1 1 潛在滲透率一級 3 0 0 0 0 潛在滲透率二級 2 0 0 0 0 潛在滲透率三級 1 0 0 0 0 優良農田 敏感地 優良水田 5 0 0 0 0 優良旱田 4 0 0 0 0 次優良水田 3 0 0 0 0 次優良旱田 2 1 1 1 1 非優良農田敏感地 1 1 1 1 0 布林交集是將各個根據前述設定之條件︽以邏輯運算�AND 交集和 OR 聯集 結合各圖層︽在布 林交集運算中︽將各圖層設定為限制條件︽且各圖層間並沒有在重要程度上做區分︽其成果如下圖十 二所示︽桃紅色區域為適合進行農地使用的區域〈 (a) (b) (c) (d)
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執行過程中︽在開發區域 0 和 1 的調整過程中︽逐漸將有潛在災害的區域排除︽同時避免在敏感 地上作農地使用︽以達到永續經營的目的︽但也因限制條件由愈加嚴苛︽適合區域的面積逐漸縮減〈
圖十三 以 Boolean Intersection 製作(a) (b) (c) (d)適合農業使用區域之面積 �2 加權線性組合
以加權線性組合方式演算︽不再是0 和 1 間 AND 和 OR 關係︽會將限制條件�Constraints 和影 響因子�Factors 區分︽並給予影響因子權重︽如下表中的地質災害敏感區︾30 m 坡度︾地表水源敏 感地︾地下水補注區及優良農田敏感地︽而限制條件則利用2006 年的土地使用圖層︽將水體︾道路及 建築等區域設為不可開發區〈在測試中將IDRISI 的 Factor weight 視為 What if?TM軟體測試中的第一權 重︽並調整如下表十四〈其成果如下圖十四所示︽桃紅色區域為適合進行農地使用的區域〈 表十四 災害潛勢觀點之因素權重組合�IDRISI 軟體加權線性組合運算 影響因子 地質災害 敏感區 坡度 地表水源 敏感地 地下水 補注區 優良農田 敏感地 What if? 第一權重 5 4 3 3 3 ISRIDI Factor weight 1 0.8 0.6 0.6 0.6 1855.62 1436.31 679.86 253.35 0 500 1000 1500 2000 (a) (b) (c) (d) 適合面積 (H ec tar es ) 面積
20 (a) (b) (c) (d) 圖十四 以 WLC 製作(a) (b) (c) (d)四組農業使用適宜性分析成果�IDRISI 軟體 在逐漸將潛在災害區域和敏感地提升限制條件門檻的過程中︽由適合區域面積的圖十五可看出︽ 其成果和Boolean Intersection 的成果︽因條件愈加嚴苛︽適合的區域逐漸減少的趨勢〈 圖十五 以 WLC 製作(a) (b) (c) (d)適合農業使用區域之面積 �3 IDRISI 成果與現況比較 由前述兩種方式相比︽以WLC 方式進行分析較為妥當︽將其和 95 年的土地利用在 ArcGIS 中套疊︽ 粉紅色為前項桃紅色的適合區域︽藍色多邊形所框的地區為民國95 年作為農耕地使用的區域︽底圖為 16641.81 11458.89 3937.41 2901.87 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 (a) (b) (c) (d) 面積 (H ec ar es ) 面積
21 民國93 年航照影像〈並分別以 30 m DTM 和 5 m DTM 製作︽適合的區域明顯減少︽但 5 m DTM 的坡 度計算單元更細緻︽應更符合當山坡地地貌情形〈 圖十六之一 IDRISI (a)組 5 m DTM/30 m DTM 成果 30m DTM 5m DTM 圖十六之二 IDRISI (b)組 5 m DTM/30 m DTM 成果 30m DTM 5m DTM
22 圖十六之三 IDRISI (c)組 5 m DTM/30 m DTM 成果 圖十六之四 IDRISI (d)組 5 m DTM/30 m DTM 成果 將四種不同條件組合下的結果︽以深色藍框部分放大至圖十七中比較︽由(a)至(d)條件逐漸變得嚴 苛︽不只整體適合範圍逐漸縮減︽原先紅框內適合的區域︽符合民國95 年農地利用︽但符合的重疊區 域也愈來愈少︽甚至30 m DTM 的(c)和(d)幾乎沒有重疊的部分︽這部分不論 30 m 或 5 m DTM 都有這 30m DTM 5m DTM 30m DTM 5m DTM
23 種情形〈 30 m DTM (a) (b) (c) (d) 5 m DTM (a) (b) (c) (d) 圖十七 IDRISI(a) (b) (c) (d)組於 5 m DTM/30 m DTM 中細部成果 4.2.4 小結 由前述介紹可知︽兩套軟體在設計與操作上皆有差異︽造成在成果展示的部份︽What if?TM會以不 同的顏色表示不同地區在眾多影響因子下︽對該項土地利用的適合程度︽相對來說IDRISI 並沒有在色 彩上強調適宜性程度的高低︽從成果圖上只能看出不同地區對此項土地利用是否適合〈
雖然What if?適合展示成果︽但因為版本問題︽和不同版本的 ArcMap 軟體的整合卻存在問題︽無 法將What if?成果匯出並在 ArcMap 10 中展示︾和其它資料套疊︽故此計畫乃採用地理對位的方式將 其和95 年土地利用結合〈而 IDRISI 在資料結合上並沒有任何問題︽能和航照影像︾What if?圖套疊︽ 也能保留坐標系統︽方便作後續相關研究〈
除了操作流程不同外︽權重設定方式也不同︽故結果可能會產生差異︽下圖皆以93 年航照影像為 底圖︽將What if?和 IDRISI 成果套疊︽為凸顯兩者差異︽將 IDRISI 成果圖改為藍色並調整其透明度︽ 以利於比較和區分使用不同軟體進行適宜性分析的成果差異〈圖中IDRISI 判定為適合的區域︽有些在 What if?則判定為不適合〈其中︽淺藍色多邊形所框之範圍︽即 95 年作為農地使用的地區︽兩種不同 軟體的適宜性分析結果都和其相符︽有互相重疊︽但對於95 年未作農地使用的區域︽兩種軟體在判定 是否也適合農業的部分︽其差異性較大〈 30 m DTM
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5 m DTM
圖十八 What if?TM與IDRISI 成果與正射影像套疊
5 結論與後續工作
第二年研究計畫著重於規劃支援系統之使用︽由上述研究成果可知︽本計畫已完成 What if?TM與 IDRISI 兩套軟體之測試與評估︽並能掌握不同軟體在使用上的特性︽整體來說︽本計畫之成果已達成 起初設定之研究目的〈於此同時︽本計畫認為規劃支援工作之成功與否︽重點必須延伸到土地使用相 關評估條件之建立︽尤其本子計畫之關鍵在於大眾參與︽因此如何讓大眾參與所提出的意見能夠具體 呈現在規劃過程︽應為第三年計畫之執行重點〈另外︽在整理大眾意見後︽如何針對各項意見找到對 應的 GIS 圖層亦為一重要工作︽這點除了研究人員自行蒐集︾數化之外︽也必須依靠政府機關支援提 供〈 在未來工作部份︽對於分析成果與實際土地利用情況不一致情形的判讀與分析︽實為另一重點︽ 本子計畫將透過子計畫研究人員以及當地原住民之間的意見交換與討論︽充分瞭解此一現象發生的原 因︽依此補充在分析階段或許存在考慮條件不充足的限制︽最後成果在提出政策建議時︽也將更具有 代表性〈參考文獻
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國科會補助專題研究計畫項下出席國際學術會議心得報告
日期「 101 年 10 月 31 日一︾參加會議經過
計畫主持人官大偉於民國 101 年初的某次整合型計畫會議中提到此研討會︽本計畫各個研究同仁 認為若是能夠以團隊方式在此研討會中籌組一個Panel︽發表國科會研究計畫成果︽將會非常有意義〈 此提議經大家同意後︽即開始與研討會承辦單位連絡︽告知對方我們的構想︽經研討會承辦單位同意 後︽本整合型計畫的參與研究人員便著手準備摘要供大會審查︽於審查同意接受該文章後︽於 5 月 3 日至5 月 6 日赴日本大阪發表論文〈二︾與會心得
這次是本人第一次參加由自己籌辦的Panel 形式的研討會︽個人覺得有以下幾項優點「 �1 整合型研究成果之更新與瞭解「透過這樣形式的研討會︽可以更深入瞭解各個子計畫的研究 進度︽而且因為是在國外舉辦︽可以有更多的時間讓團隊中的成員深入的討論彼此遇到的問題︽加深 整合的程度〈�2 國外相關研究主題之互動「本次 Panel 名稱為 Watershed Governance and Environmental Justice: An Interdisciplinary Study on the Sustainable Development of Indigenous Community in Taiwan︽非常明確 指出我們的研究方向與報告主題︽藉此吸引國際間對於此主題有興趣之研究者︽於論文報告過程中︽ 出現非常精準的問題與討論︽也提高與其他國家研究者合作的機會〈 �3 跨領域知識交流「由於本人之研究主題比較偏向量化之空間資訊分析︽在此性質為社會科學 的研討會中較為特別︽但是當許多研究者被我們的主題吸引來之後︽個人的報告也引起部份與會者的 興趣︽提供給我其他可能可以應用的方向︽對於個人而言亦是非常難得的收穫〈
計畫編號
NSC 100-2621-M-004-005
計畫名稱
以整合式空間資訊系統輔助流域治理政策之研究�II出國人員
姓名
林士淵
服務機構
及職稱
國立政治大學地政學系
/助理教授
會議時間
101 年 5 月 3 日至
5 月 6 日
會議地點
Osaka, Japan
會議名稱
(中文) 第三屆亞洲社會科學研討會
(英文) The 3
rdAsian Conference on the Social Sciences
發表論文
題目
(中文) 整合多元地形模型提供流域治理之研究
(英文) Integration of Multiple Topographic Products for Supporting
Watershed Management in Northern Taiwan
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三︾考察參觀活動(無是項活動者略)
此次會議期間並無參加考察參觀活動〈四︾建議
基於前項個人的與會心得︽本人覺得這種形態的研討會很值得參加︽特別是對於正在執行整合型 計畫的團隊︽可以藉此機會加強對內以及對外的整合效果〈五︾攜回資料名稱及內容
會議議程以及所有被收錄︾發表文章之文件檔與簡報檔〈3
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[發表之論文摘要]
Integration of Multiple Topographic Products for Supporting Watershed Management in Northern Taiwan
Shih-Yuan Lin Assistant Professor
Department of Land Economics National Chengchi University
No.64, Sec.2, Zhinan Rd., Wensham District, Taipai, Taiwan Email: [email protected]
A number of issues needs to be considered during the procedure of policy-making for watershed management, such as local indigenous communities, historical and current land use/cover types, water supply and safety, physical environment, etc. Considering the factors contributed from various perspectives, our research team aims to develop a prototype of policy-making for watershed management. The target site of this study is the Mariqwan Basin, the upstream of Shih-Men Reservoir in northern Taiwan. And this paper mainly focuses on the construction and integration of multiple topographical models, which forms the spatial-referenced terrain of the target site. First of all, ASTER and SRTM global digital elevation models (DEMs) are introduced. As they were created from different sources and have different characteristics, they are fused to generate a comprehensive topographic product and will be treated as the reference terrain for the whole spatial data applied in this research. Other sets of remote-sensed data, including high-resolution aerial imagery and synthetic aperture radar (SAR) image, are also proposed for DEM creation. Once the multiple DEMs are created, a surface matching technique is applied to co-register all the topographic data so that they can be displayed and observed based on the same reference system. Moreover, if detection of terrain change is required, archived imagery data can be processed and compared to determine location and magnitude of the change occurring before and after specific events. In summary, the 3D topographic products produced in this study not only improve visualization and understanding of the physical environment of the target site, also provide the research team as the basic tool for investigating and interpreting their research findings.
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2012/10/31國科會補助計畫
計畫名稱: 以整合式空間資訊系統輔助流域治理政策之研究(II) 計畫主持人: 林士淵 計畫編號: 100-2621-M-004-005- 學門領域: 永續發展研究-人文及社會科學無研發成果推廣資料
100 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：林士淵 計畫編號： 100-2621-M-004-005-計畫名稱： 環境正義視野下的流域治理：石門水庫集水區上游泰雅族部落永續發展策略之行動研究--以整合式空間資訊系統輔助流域治理政策之研究(II) 量化 成果項目 實際已達成 數（被接受 或已發表） 預期總達成 數(含實際已 達成數) 本計畫實 際貢獻百 分比 單位 備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ... 等） 期刊論文 0 0 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 0 1 100% 篇 臺 灣 人 類 學 與 民 族學學會 2012 年 會文章 論文著作 專書 0 0 100% 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 3 100% 臨時工讀生 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國內 參與計畫人力 （本國籍） 專任助理 0 0 100% 人次 期刊論文 0 0 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 0 1 100% 篇 Asian Conference on the Social Sciences paper. 論文著作 專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國外 參與計畫人力 （外國籍） 專任助理 0 0 100% 人次其他成果
