地震防救災決策支援系統之研究（Ⅱ）－－ 921 集集大地震後中小產業受災情形及重建需求之案例式推理系統

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告

地震防救災決策支援系統之研究（Ⅱ）－－

921 集集大地震後中小產業受災情形及重建需求之案例式推理系統

Small and Medium Industries in Chi-Chi Earthquake

計畫類別：¨個別型計畫　　þ整合型計畫

計畫編號：NSC 89-2625-Z-002-034

執行期間：88 年 8 月 1 日至 89 年 7 月 31 日

計畫主持人：林峰田 教授

共同主持人：

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

執行單位：國立台灣大學建築與城鄉研究所

中　華　民　國 89 年 10 月

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

地震防救災決策支援系統之研究（Ⅱ）－－

921 集集大地震後中小產業受災情形及重建需求之案例式推理系統

Small and Medium Industries in Chi-Chi Earthquake 計畫編號：NSC 89-2625-Z-002-034 執行期限：88 年 8 月 1 日至 89 年 7 月 31 日 主持人：林峰田　　國立台灣大學建築與城鄉研究所副教授 計畫參與人員：李佳昀 國立台灣大學建築與城鄉研究所研究助理 一、中文摘要 本研究以「案例式推理」(Case-Based Reasoning, CBR)為研究方法，採用 921 集 集大地震發生後，國科會《社會及經濟震 災調查組》調查所得之〈中小企業受災情 形調查〉資料為基礎，利用 Excel 軟體發展 完成「921 集集大地震後中小產業受災情形 及重建需求之案例式推理系統」。 「921 集集大地震後中小產業受災情 形及重建需求之案例式推理系統」共採用 二十餘項屬性來呈現案例，案例分佈範圍 涵蓋中部十九個受災鄉鎮。本系統最大的 功能是提供使用者在龐大的案例庫中，根 據所輸入的限制條件，擷取相似案例在 921 大地震後所受各項損失、重建需求與願 景，並計算推理各項屬性值所佔比例，提 供使用者進一步做分析，提出重建計畫。 此外，並可提供決策者或行政單位推估將 來若發生相似地震時，所可能引發的災害 以及重建需求，作為研擬防災計畫之參 考。 關鍵詞：案例式推理、中小產業 Abstr act

Based on the technique of Case-Based Reasoning, this study employs Excel to

develop a query system concerning disaster loss and reconstruction attitude of small and medium industries based on a field investigation after the Chi-Chi earthquake. There are more than 20 attributes for identifying the characteristics of each case. More than 1,000 cases are collected from 19 townships in the Chi-Chi earthquake area. Upon having a query case, similar cases will be retrieved from the case base. We believe that it will be very useful for reconstruction projects of the Chi-Chi earthquake and similar situations in the future.

Keywor ds: Case-Based Reasoning, Small

and Medium Industries

二、計畫緣由與目的 921 集集大地震發生後，政府單位、學 術團體及民間組織均投入大量人力、物力 與資源進行救災工作與震災調查。如何將 此一龐大資料庫作充分的分析與應用，使 其發揮最大功能，一直是各界思考的問 題 。 本 研 究 試 圖 透 過 案 例 式 推 理 (Case-Based Reasoning, CBR)之研究方法，在儘量 保留資料原有各項訊息之原則下，協助使 用者擷取所需資料進行分析，作為研擬重 建計畫或防災計畫之參考。

三、研究範圍 本研究採用 921 集集大地震發生後， 國科會《社會及經濟震災調查組》調查所 得之〈中小企業受災情形調查〉資料為基 礎。案例分佈範圍涵蓋台中縣豐原市、石 岡鄉、新社鄉、大里市、霧峰鄉、南投縣 草屯鎮、南投市、名間鄉、竹山鎮、國姓 鄉、中寮鄉、集集鎮、鹿谷鄉、埔里鎮、 魚池鄉、仁愛鄉、彰化縣員林鎮、雲林縣 斗六市、古坑鄉等中部十九個受災鄉鎮， 共計一千餘個受災案例。 四、研究方法 本研究以「案例式推理」(Case-Based Reasoning, CBR)為研究方法，並利用 Excel 軟體發展完成系統。案例式推理的運作機 制包括擷取(REtrieve)、再使用(REuse)、修 正或調適(REvise)、保留(REtain)等一連串 步驟，Aamodt 和 Plaza 將這整個過程稱為 「4REs」(Aamodt and Plaza, 1994)(圖一)。

圖一 CBR 循環 (譯自 Aamodt and Plaza, 1994) 案例式推理「以 記憶為推 理基礎 」 (Leake, 1996)、「根據以前的經驗來解決新 問題」(e.g. Aamodt, 1994)，可輔助解決難 以結構化的問題，且其所引用的知識都是 已發生過、真實存在的案例，因此適用於 已經儲存了大量歷史資料的情形(Wheeler, 1998)。因為「案例式推理」具有上述特性， 故本研究採用案例式推理來處理資料量龐 大之 921 集集大地震震災調查。 五、結果與討論 本研究以 Excel 軟體發展完成「921 集 集大地震後中小產業受災情形及重建需求 之案例式推理系統」。本系統最大的特色 在於相似案例的篩選，以及篩選結果的自 動推理，提供使用者在龐大的案例庫中， 根據所輸入的限制條件，擷取相似案例在 921 大地震後所受各項損失、重建需求與願 景，並計算推理各項屬性值所佔比例，提 供使用者進一步做分析，提出重建計畫。 此外，並可提供決策者或行政單位推估將 來若發生相似地震時，所可能引發的災害 以及重建需求，作為研擬防災計畫之參 考。 在系統建構過程中，最困難的部份為 各屬性權重與相似性之設定。本研究引用 「模糊理論」來計算屬性之相似性，將所 有屬性分為「文數字屬性」及「空間屬性」 兩大類。就「文數字屬性」而言，「名義 尺度」(nominal scale)屬性之相似性高低取 決於比對率，比對率愈高則相似性愈高； 「順序尺度」(ordinal scale)、「區間尺度」 (interval scale)、「比率尺度」(ratio scale) 之屬性相似性取決於兩者的差，差愈小則 相似性愈高。「空間屬性」則以地理位置 關係來衡量相似性高低，地理位置愈相 近，則該空間屬性之相似性愈高。 保 留 再 使 用 擷取 舊案例 一般知識 測試過的/ 修正過的 案例 學習而來 的案例 被解決 的情境 被擷取的 相似案例 _問題 情境 問題情境 問題 建議的 解答 確認過的 解答 相似 性 調適 確認 學習 修正

本次《社會及經濟震災調查組》所進 行之各項問卷調查，因時間匆促，在問卷 設計上有多處考慮不周之處，造成後續分 析應用的困難。建議平時即應設計準備此 類災害調查問卷，一旦地震（或其他災害） 發生，再根據現況加以修改，即可作為調 查使用。此外，本研究在計算地理位置之 相似性時，遭遇的最大困難是缺乏各案例 所在位置的點位座標。建議以後在進行類 似調查時，調查者應攜帶 GPS（全球定位 系統）至現地，現場記載調查對象所在位 置，便於後續分析應用。 Excel 軟體常見且易操作，適合一般研 究者嘗試開發案例式推理系統。但因為它 並非專業 CBR 軟體，當案例庫愈來愈龐 大、相似性的計算以及相似案例的擷取機 制愈來愈複雜時，系統開發的困難度也就 愈來愈高，而且以 Excel 軟體開發完成的案 例式推理系統無法製作成 Web 版，提供線 上使用。將來進一步研擬開發震災調查案 例式推理系統並推廣使用時，建議可改採 用其他專業 CBR 軟體，例如 CBR-Works 4(http://www.cbr-web.org)。”CBR-Works 4” 為德國所發展的商業軟體，它能進行專業 的案例庫管理，具有強大的相似性設定與 計算、相似案例擷取功能，並能提供 Web 版，供線上使用。 六、計畫成果自評 如何處理分析九二一震災調查之龐大 資料庫，本研究以案例式推理為研究方 法，建構出一個確實可行的系統－「921 集集大地震後中小產業受災情形及重建需 求之案例式推理系統」，不僅可應用於處 理分析 921 集集大地震之震災資料，將來 並可推廣至其他災害的研究與應用。 本計畫之主要研究成果已發表於 89 年 9 月 18 日國家地震工程研究中心於台灣大 學 所 主 辦 的 ”International Workshop on Annual Commemoration of Chi-Chi Earthquake”。 七、參考文獻 李佳昀(2000)，921 集集大地震災後居民居 留意願之案例式推理，國立台灣大學建 築與城鄉研究所碩士論文。 林峰田、李佳昀(2000)，「地震防救災文獻 案例式查詢系統」，都市與計劃，27(1)， 65-80。 國家地震工程研究中心(1999)，九二一大地 震震災調查總結報告， http://gisdb.ncree.gov.tw/ncree/doc/report -pdf/default.htm.

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