GPS/GIS/RS科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究

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(1)摘要. 摘. 要. 關鍵詞：都市防災、全球衛星定位系統、遙感探測、地理資訊系統一、研究緣起大高雄都會區總面積達 2945.60 平方公里，其中高雄縣佔 2792 平方公里，高雄市為 153.60 平方公里，平地資源有限，山坡地大多集中在高雄縣，其面積廣達 1970.62 平方公里，約佔全縣總面積之 70.58%，計涵括 21 個坡地鄉鎮市（一市三鎮 17 鄉），而高雄市坡地面積有 6.19 平方公里，轄 11 個行政區，總人口數達 2,645,079 人，其中高雄市人口密集度較高，計有 1,508,379 人，高雄縣幅員遼濶，計有 1,136,700 人。近年來，更因大高雄都會區之擴張，使得該都會區邊際山坡地均因人為開發活動頻仍，而造成坡地社區環境災害頻傳，如月世界風景區開發衍生之坡地土砂災害，壽山與柴山地區之地層滑動，半屏山與旗山地區之坡地崩坍，以及田寮、燕巢、岡山等地區之典型泥岩坡地沖蝕災害等均屬之。又自 1999 年 921 集集地震以來，自然山崩與坡地環境災害面積之新增與擴大，均有顯著增加之趨勢，對未來大高雄地區之經建發展影響至鉅。. 二、研究方法及過程運用 GPS/GIS/RS 之科技整合功能而加以應用於坡地社區環境災害基本特性之調查及防災技術之可行性評估分析. ⅩⅢ.

(2) 與提升，均已漸趨成熟階段。有鑑於此，本研究擬以二年為期限，運用 GPS、GIS、RS 結合多媒體技術，將大高雄地區之坡地依其開發型態與規模、災害特性（沖蝕、崩塌、地滑與土石流）及主要岩層特徵（泥岩層、砂頁岩互層、礫石層、珊瑚礁石灰岩層與軟弱砂岩層），將其劃分為中央山脈山地、嶺口台地、大（小）岡山隆起珊瑚礁及鳯山隆起珊瑚礁石灰岩等四地形區，再分別就各不同地形區之災害型態及其主要岩層特徵為重點，且以目前被高雄縣市政府列為重要開發區者作為本研究之坡地社區調查樣區，本(93)年度選定高雄市壽山地區與高雄縣旗山地區二處具代表性之中型坡地社區為調查研究重點，先期對該二處坡地社區環境基本資料進行蒐集，及針對該二處坡地社區之環境潛勢災害空間分佈特性作差異性分析，進而再輔以現地全球衛星定位系統 (GPS： Global Position System)作實地坡地社區之踏勘複查，將該二處坡地社區環境潛勢災害所在區位、地理座標、特性與分佈等相關資料結合地理資訊系統（GIS：Geographic Information Systems）與遙測技術（RS：Remote Sensing）分別作不同坡地社區環境潛勢災害資料圖層之建檔分類，災害影響因子之統計分析與災害防治技術可適性評估，以期初步建立社區環境潛勢災害防治技術規劃配置原則，俾期提供高雄縣市政府作為其坡地社區環境潛勢災害防治技術適用性篩選之重要範例與參考依據。. 三、重要發現經由本研究調查可獲知相關成果如下： ⅩⅣ.

(3) 1.建立大高雄地區坡地社區環境潛勢災害之基本資料庫。 2.完成二處中型坡地社區典型案例之調查分析，並據以作為建立坡地社區環境潛勢災害評估模式之驗證案例。 3.完成大高雄地區坡地社區環境潛勢災害防治技術評估模式之初步建立。 4.提供相關 GPS/GIS/RS 整合科技應用於坡地社區環境潛勢災害之調查分析，有助於未來坡地社區環境災害之有效管理。. 四、主要建議事項本研究成果分別可就短期內立即可行與長期性考量作如下之主要建議： (一) 立即性建議： 1.本研究所建立之大高雄地區坡地社區環境潛勢災害資料庫可基於高雄縣市政府相關局處室之業務需要而作初期技術移轉。 2.提供 GPS/GIS/RS 整合科技在坡地社區管理之應用層面，有助於未來坡地社區環境潛勢災害防治技術水準之提升。 (二) 長期性建議： 1.未來持續研究可增加大高雄地區坡地社區環境災害樣本數，並據以作為本研究初期所建立之潛勢災害防治技術評估模式之具體驗證，有助於模式應用之可適性與合理性。 2.經實例驗證後之坡地社區環境潛勢災害防治技術評估模式，可配合高雄縣市政府之業務需要，以本研究完成之資料庫和防治技術評估模式進行必要之人力培訓和技術轉移，有利於地方政府都市災害體系之整體建立。 ⅩⅤ.

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(5) ABSTRACT Keywords: Urban, Disaster Prevention, GPS, RS, GIS Environmental disasters of communities on hillslope occurred at Kaohsiung metropolitan areas have been recognized not only as a big issue today but also a serious concern by the resident at Kaohsiung city in southwestern Taiwan. The administration of Kaohsiung metropolitan containing the area of 2645.60 km 2 includes both Kaohsiung city and county governments. However, Most of hillslope area are located at Kaohsiung county with 1970.62 km 2 .. Highly. weathered geological formation, uneven distributions of rainfall intensity, steep geomorphology and intensive human activities have been identified as the predominated factors contributing to the environmental disasters of community on Kaohsiung slopeland in southern Taiwan. Natural disasters damaging properties and human lifes can be serious all over Kaohsiung metropolitan area. To identify large scale soil mass movement, debris flow and runoff erosion by using satellite image process system and aerial photography on the surface of earth should be required in this project. Applications of GIS integrated with GPS and RS technology would be necessary for this research.. This project would also be critical to establish an. assessment model of environmental hazard database system for the communities on hillslope in Kaohsiung metropolitan. These results give a foundamental guideline of disaster prevention.. Also, this guideline can help. Kaohsiung city and county governments set up their own disaster prevention systems to keep urban safe and well development in the future.. It is expected. that the establishment of disaster prevention technical guideline can be used to help a well development of community on urban planning and hazard mitigation of Kaohsiung area in the near future. ⅩⅦ.

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(7) 第一章. 第一章. 緒. 緒論. 論. 大高雄都會區總面積達 2945.60 平方公里（如圖 1-1），其中高雄縣為 2792 平方公里，高雄市有 153.60 平方公里，全區山坡地大多集中在高雄縣，面積廣達 1970.62 平方公里，約佔高雄縣轄面積之 70.58%，依行政區劃分，高雄縣共有 21 個坡地鄉鎮（如表 1-1），高雄市計有小港、鼓山、楠梓、左營四個主要行政區位居坡地(如表 1-2)。大高雄地區主要地形可分為山地、丘陵、平原三種 (如圖 1-2)，地勢由東北向西南傾斜，呈東高西低之系列地形排序，山地位於全區之東方，地勢地形最高，主要由厚層砂岩與薄層頁岩所組成，據此再向西傾斜，可分為大（小）岡山與鳯山二大丘陵區及嶺口台地，介於山地與平原間，偏北呈帶狀分佈者為大（小）岡山與鳯山丘陵，地層以泥岩、珊瑚礁石灰岩及砂頁岩互層為主，偏南地區呈塊狀分佈者為嶺口台地，主要由礫石層所構成，而高雄市地勢平坦，全境屬高屏沖積平原。近年來由於工商業之快速發展，人口密集度急速增加，依 2003 年 8 月統計資訊獲知全區人口已超過 260 萬人，其中高雄市有 1,508,379 人，高雄縣則有 1,136,700 人 (如表 1-3)。高雄市為台灣最南端之工商重鎮，轄有高雄港，素有海洋首都之稱，亦為台灣第一大商港，大高雄都會區人文氣息濃厚，區域內計有大學 7 所，近年來更因南台灣工商產業發展迅速，已成為全國第 2 大都市，轄 11 個行政區，高雄縣則為一典型農工業綜合發展縣，行政轄區劃分為 1 市 3 鎮 23. 1.

(8) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 鄉 413 村里（如圖 1-1），依地理環境可分為鳯山、岡山與旗山三個地區，農產品以水稻、柑桔、鳯梨、番石榴、香蕉、芋頭、菸葉、竹類、龍眼、蓮霧、蜂蜜、烏魚、石斑及九孔等為主，岡山與鳯山二地區因緊鄰高雄市，近年來工商成長快速，境內工廠已達 7000 多家，並闢有鳯山、橋頭等工業區。人口多密集於岡山、鳯山、大社及仁武。全縣廟宇眾多，信仰王爺最普遍。縣內教育普及，共有國小 241 所，國中 98 所，公私立高中職 56 所，大專院校 27 所，其中有 95 所學校位於山坡地 (如表 1-3)。區域內水庫包括鳯山、澄清湖、崇德及阿公店等 9 座水庫，因而帶動全縣觀光產業，改變其經濟結構，促使坡地社區開發朝向多元化發展(如圖 1-3)，如壽山動物園、三和農場、鹿家庄休閒農場、旗山孔廟、田寮月世界、岡山、寶來與不老溫泉度假山莊、壽山、觀音山風景區、佛光山、彩蝶谷等大型集合住宅區均為典型坡地社區開發案例，因此其坡地穩定性與環境潛勢災害之防範與監控，必成為政府（中央與地方）之重要防災政策之一，尤其高雄縣市內之特殊泥岩層與珊瑚礁石灰岩互層及礫石層地質構造，更不容忽視其坡地潛勢災害之存在與威脅，其中又以大型坡地社區；包括學校、廟宇、教會、遊樂區及集合式住宅區等人口密集區為最。尤其於每年颱風豪雨季節或遭受強烈地震時所面臨之沖蝕、崩塌、地滑與土石流等坡地災害，更不可不審慎防範。因此建立其坡地社區環境潛勢災害防治技術評估模式，協助高雄縣市政府防範坡地災害，降低災害受損層面，縮小受災範圍、減輕受災損失，保障居民生命與財產安全，乃成為建立整體國家防救災體系之重要措施之一。 2.

(9) 第一章. 緒論. 圖 1-1：大高雄地區行政區域圖. 10. ® 0. 10 km. 高雄縣圖例三民鄉仁武鄉內門鄉六鄉大寮鄉大樹鄉大社鄉岡山鎮彌陀鄉旗山鎮杉林鄉林園鄉桃源鄉梓官鄉. 高雄市圖例. 橋頭鄉. 三民區. 永安鄉. 前金區. 湖內鄉. 前鎮區. 燕巢鄉. 小港區. 田寮鄉. 左營區. 甲仙鄉. 新興區旗津區. 美濃鎮茂林鄉. 楠梓區茄萣鄉. 苓雅區鹽埕區鼓山區. 路竹鄉阿蓮鄉. 高雄市行政區域. 鳥松鄉. 高雄縣行政區域. 鳳山市. 3.

(10) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 表 1-1：高雄縣各坡地鄉鎮之基本資料統計表項目行政區鳳山市大寮鄉. 林園鄉. 大樹鄉. 鳥松鄉仁武鄉大社鄉旗山鎮內門鄉田寮鄉燕巢鄉岡山鎮. 阿蓮鄉. 杉林鄉. 甲仙鄉. 美濃鎮. 六. 鄉. 茂林鄉. 桃源鄉. 三民鄉彌陀鄉. 4. 位置本縣之西南與大寮、鳥松鄉及高雄市為鄰本縣之西南與鳥松鄉，林園鄉即鳳山，高雄市為鄰，東接屏東縣本縣之最南端，東接屏東縣，北與大寮鄉，高雄市為鄰本縣之西南，東接屏東縣，西與大社、仁武、鳥松為鄰，北接旗山，南與大寮為界本縣之西南，與高雄市，鳳山市，大寮鄉，仁武鄉，大社鄉為鄰本縣之西南，與高雄市，大樹鄉，鳥松鄉大社鄉為鄰本縣之西南，與高雄市、仁武鄉、大樹鄉、燕巢鄉、橋頭鄉為鄰南接屏東縣，北接內門鄉，丁西各與美濃、田寮為界北接台南縣，南鄰旗山鎮，東西各與杉林、田寮為鄰北接台南縣，與阿蓮、岡山、旗山、燕巢、內門為鄰本縣之西與田寮、岡山、橋頭、大社、旗山、大樹為鄰本縣之西與永安、路竹、阿蓮、燕巢、田寮、橋頭、梓官、彌陀為鄰本縣之西、北接台南縣，南鄰岡山、燕巢，東西各以田寮、路竹為界。本縣之中部，北接台南縣，南與美濃為界，東鄰甲仙、六，西鄰內門、旗山。本縣之中北，北接台南縣，南鄰杉林、六，東接桃源、三民。本縣之中部，南鄰屏東縣，北接杉林，東西各與六、旗山為界。本縣之中部，南鄰屏東縣，北接甲仙，東與茂林、桃源為界，西與杉林、美濃為鄰。本縣之東，南鄰屏東縣，東接台東縣，北接桃源，西鄰與六為界。本縣東北，東鄰花蓮、台東縣，北接嘉義、南投縣，南鄰六、茂林，西接杉林、甲仙。本縣東北，北接嘉義、台南縣，南鄰甲仙，東接桃源。本縣之西，西靠台灣海峽，與梓官、岡山、永安為鄰. 面積 (ha) 坡地平地. 地形海拔 ( m) 坡度 (°). 地質. 土壤. 年平均雨量 ( mm). 土地利用. 259.25. 2,414.86. 35~55. 8~22. 沖積層、紅土砂質粘壤土台地堆積層. 1800. 草生地、水稻、林木. 1,824.75. 5,279.62. 40~80. 5~28. 沖積層、紅土砂質粘壤土台地堆積層砂質壤土. 2100. 雜作、荔枝、林木. 521.25. 2,707.35. 0~50. 8~25. 沖積層、顗嵙粘質粘壤土山層砂質壤土. 2250. 木薯、荔枝、鳳梨. 5,057.38. 1,643.73. 45~150. 5~22. 沖積層、紅土砂質粘壤土台地堆積層、砂質壤土顗嵙山層. 2200. 木薯、荔枝、鳳梨. 1,641.87. 817.40. 40~120. 8~25. 紅土台地堆積砂質粘壤土層、顗嵙山層砂質壤土. 1750. 木薯、荔枝、林木. 1,205.88. 2,042.20. 45~210. 8~30. 卓蘭層、顗嵙山層. 砂質粘壤土砂質壤土. 1850. 木薯、荔枝、林木. 921.25. 1,737.23. 50~220. 8~22. 卓蘭層、沖積層. 砂質粘壤土砂質壤土. 1800. 木薯、荔枝、芒果. 5,099.73. 4,361.49. 55~320. 5~30. 8,489.83. 1,063.41. 65~360. 8~30. 8,933.02. 275.00. 55~340. 8~22. 3,833.86. 3,155.64. 50~320. 8~25. 卓蘭層、沖積層卓蘭層、台地堆積層卓蘭層、顗嵙山層沖積層、顗嵙山層. 砂質粘壤土砂質壤土砂質粘壤土砂質壤土砂質粘壤土砂質壤土砂質粘壤土砂質壤土. 506.25. 4,287.96. 45~250. 8~25. 沖積層、卓蘭層. 砂質粘壤土砂質壤土. 1900. 芒果、木薯、林木. 318.75. 3.142.89. 50~350. 12~28. 卓蘭層、沖積層. 砂質黏壤土砂質壤土. 1850. 龍眼、竹類、林木. 8.508.33. 1.892.03. 75~950. 5~35. 台地堆積層、砂質黏壤土三峽群砂質壤土. 2700. 甘蔗、木薯、林木. 250~160 0. 5~22. 台地堆積層、砂質黏壤土三峽群砂質壤土. 3200. 水稻、竹類、林木. 7.154.53. 60~750. 8~30. 台地堆積層、砂質黏壤土三峽群砂質壤土. 2900. 水稻、竹類、林木. 14.880.59 4.535.25. 250~125 0. 5~30. 廬山層、三峽群. 砂質黏壤土砂質壤土. 3100. 水稻、木薯、林木. 19.400.00. 180~265 0. 6~30. 廬山層、四綾砂岩. 砂質壤土礫質壤土. 4200. 水稻、木薯、林木. 92.898.00. 450~380 0. 8~30. 廬山層、四綾砂岩. 砂質壤土礫質壤土. 3500. 木薯、雜作、林木. 25.298.95. 480~250 0. 8~28. 三峽群、瑞芳群. 3300. 木薯、竹類、林木. 0~50. 16~25. 沖積層. 砂質壤土礫質壤土砂質壤土砂質壤土. 1700. 甘蔗、林木. 12.403.40. 4.848.58. 52.25. 1.425.47. 2500 2400 1900 2100. 木薯、荔枝、林木水稻、甘蔗、竹類雜作、甘蔗、竹類雜作、芒果、竹類、番石榴.

(11) 第一章. 緒論. 表 1-2：高雄市各坡地行政區之基本資料統計表項目. 地形. 面積 (ha) 位置. 行政區. 坡地. 平地. 海拔 (m). 坡度 (°). 地質. 土壤. 人口. 土地利用. 魚池、工業用地、建築區水田、綠地、建築區果園、樹林、工業用地、建築區. 楠梓區. 本市最北 ,與左營及高雄縣梓官 ,橋頭 ,燕巢 ,大社 , 仁武相鄰. 172.18. 2356.58. 0~189. 0~20. 沖積層. 沖積土、雜地. 160,010. 左營區. 本市之北 ,與楠梓 ,鼓山 , 三民及高雄縣仁武相鄰. 129.26. 1809.62. 0~185. 0~20. 頭嵙山層卑南山礫岩及其相當地層、沖積層. 沖積土、雜地. 177,299. 鼓山區. 本市之西 ,與左營 ,三民 , 鹽埕相鄰. 983.05. 491.53. 0~354. 0~25. 頭嵙山層卑南山礫岩及其相當地層、沖積層. 沖積土、雜地. 108,989. 49.47. 1929.19. 0~50. 0~15. 沖積層. 沖積土、雜地. 361,307. 綠地、建築區. 141.61. 0~5. 0~3. 沖積層. 雜地. 30,193. 綠地、建築區. 185.73. 0~5. 0~3. 沖積層. 雜地. 31,800. 建築區. 197.64. 0~8. 0~4. 沖積層. 雜地. 59,718. 建築區. 815.22. 0~17. 0~10. 沖積層. 沖積土、雜地. 195,644. 綠地、建築區. 1913.09. 0~10. 0~8. 沖積層. 沖積土、雜地. 202,762. 三民區鹽埕區前金區新興區苓雅區. 本市之東 ,與左營 ,鼓山 , 鹽埕 ,前金 ,新興 ,苓雅及高雄縣仁武 ,鳥松 ,鳳山相鄰本市之中部 ,與鼓山 ,三民 ,前金 ,苓雅相鄰本市之中部 ,與鹽埕 ,三民 ,新興 ,苓雅相鄰本市之中部 ,與前金 ,三民 ,苓雅相鄰本市之中部 ,與鼓山 ,前金 ,新興 ,三民 ,前鎮 ,及高雄縣鳳山相鄰. 前鎮區. 本市之南 ,與苓雅小港及高雄縣鳳山相鄰. 旗津區. 本市之西南 ,東臨高雄港 ,西臨臺灣海峽. 2.9. 143.46. 0~45. 0~15. 沖積層. 雜地. 29,962. 小港區. 本市之最南 ,與前鎮及高雄縣鳳山 ,大寮 ,林園相鄰. 398.57. 3587.16. 0~143. 0~20. 沖積層、頭嵙山層卑南山礫岩及其相當地層、臺地堆積. 沖積土、雜地. 152,615. 綠地、工業用地、建築區綠地、建築區綠地、工業用地、建築區. 表 1-3:大高雄地區(高雄縣市)各類型坡地社區發展型態統計表 (單位 :處 ) 社區型態. 學. 校. 國中. 高中 (職 ). 大學. 高雄縣. 53. 12. 7. 7. 10. 27. 29. 1136700. 高雄市. 10. 4. 1. 1. 2. 3. 6. 1508379. 合計. 63. 16. 8. 8. 12. 30. 35. 2645079. 縣市. 國小. 寺廟. 大型社區遊樂區及軍區. 教堂. 人口 (人 ). 5.

(12) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 圖 1-2:大高雄地區之地形分區圖. 高山地. 丘陵地區. 平原地區. 6.

(13) 第一章. 緒論. 圖 1-3: 大高雄地區各類型坡地社區發展型態分佈圖. N W. E. Ê Ú ; b. S. ; b Ú Ê Ú Ê ; b ; b; Ê Ú ; Úb Ú Ê b Ê ;Ê Ú ;. b; b Ê Ú ; ; ; b Ê Úb ;. ;. b ; Ú Ê. ; b; Ú b Ê Ê Ú ;. b Ú Ê ; b; ; b. b. ;. Ú Ê ; Ú Ê ;. b. Ê Ú b. ; b. 0- 437 437 - 875 876 - 1313 1314 - 1751 1752 - 2189 2190 - 2627 2628 - 3065 3066 - 3503 3504 - 3941. ;. Ú Ê. ; 學校 b 教堂寺廟 Ú 坡地社區 Ê. 7.

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(15) 第二章. 調查工作內容. 第二章調查工作內容第一節調查工作目的根據多年來國內外學者研究坡地環境災害所累積之工作經驗，可知大多數坡地環境災害，若能精確掌握其基本環境資料之建立並預作研判分析，便可有效加以預防，而預作補強，進而降低災害程度與範圍，因此相關坡地環境災害在空間分佈資訊之建立，更顯得相當重要。近年來，各項資訊科技與災害調查新技術均有突破性發展，台灣亦於 1993 年 7 月完成衛星接收站之設立及資料接收，使其資料之應用更具有即時性，而 GIS 技術因具備有空間資訊之儲存、更新、分析及展示能力，乃成為目前及未來處理空間災害資料之有效工具之一。故本研究擬應用遙測衛星影像處理技術（RS），配合數位地形資料（DTM：Digital Terrain Model）及 GPS 進行現場調查，再結合 GIS 科技建立大高雄地區坡地社區環境潛勢災害之空間分佈資訊，同時亦可整合關聯式資料庫（ RDBS： Relational Database System），予以建立鄰近大高雄都會區之坡地社區環境潛勢災害資訊與其相關防治技術評估模式，深信本研究成果將可對大高雄都會區之坡地社區環境潛勢災害防治、區域防救災體系建立及坡地水土環境資源之永續經營管理，均兼具有實務推廣應用與學術研究參考價值。故其主要研究目的可分述如下：. 9.

(16) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 1)探討遙測技術（RS）、數位地形（DTM）、全球衛星定位系統（GPS）在大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害調查評估技術層面之聯合應用模式。 2)結合地理資訊系統（GIS），研判大高雄地區坡地社區環境潛勢災害資料之空間分佈特性。 3)完成大高雄都會區坡地社區之數位地形與衛星影像等資料之整合，並具體建立二處中小型坡地社區（壽山與旗山）災害基本資料計包括地形、坡度、坡向、水系、行政區域、土地利用、土壤、地質等重要環境 GIS 圖層，以供高雄縣、市政府作為坡地社區環境潛勢災害監控與防範之參考。 4)依據 GPS 查勘所完成之實地調查結果，予以統計分析並建置壽山與旗山等二處中型坡地社區環境潛勢災害之 GPS/GIS/RS 整合圖層檔，及其災害空間分佈資訊，以提供高雄縣市政府未來訂定坡地社區防災應變方案之基本參考範例。 5)建立區域災害在空間性及時間性之分佈特徵，據以完成坡地社區環境潛勢災害防治技術評估模式之建立，以俾提供高雄縣、市政府作為建構區域內坡地社區環境潛勢災害防治技術應用之參考。. 第二節調查作業流程台灣地區對於相關坡地環境災害研究已有數十年歷史，對於坡地環境災害之調查，台灣省農牧局（現為農委會水土保持局）及農林航空測量所，均曾完成全省崩塌地調查，同. 10.

(17) 第二章. 調查工作內容. 時亦有部份學者曾嚐試應用衛星影像分析技術，進行坡地環境災害之調查，或有利用（GIS）之模擬分析能力，展示坡地環境災害發生前後之地景變化（ Wu et al.,1991）。唯近年來，利用地理資訊系統整合遙測技術應用於坡地環境災害之監測管控已漸成趨勢，其研究內容包括以地理資訊系統結合遙測技術應用於推測坡地環境災害敏感地帶（Jay,1992），又有應用地理資訊系統繪製潛在坡地環境災害分佈圖（Robert,1991），及應用數值地形（ DTM）進行潛在環境崩坍災害之預測。唯將 GPS、GIS 與 RS 等科技相互整合，而進行某特定區域之坡地社區環境潛勢災害空間分佈資訊之建置，與其潛勢災害防治技術之評估分析，在國內仍屬於推廣應用階段，故值得積極嚐試，因此本專案計畫之主要研究流程及進行步驟列如圖 2-1 所示。. 第三節調查工作方法一、基本資料彙整分析 1.以大高雄地形分區（岡山丘陵、鳯山丘陵與嶺口台地）所在之不同主要地層（泥岩層、礫石層、珊瑚礁石灰岩、軟弱砂岩層及砂頁岩互層等）分佈和其坡地社區環境災害特性（沖蝕、崩塌、地滑與土石流）為研究範圍與主要課題。並集中以淺山丘陵地形區為主，進行必要之相關資料蒐集與野外 GPS 坡地社區環境潛勢災害區之定位與現況調查（如表 2-1）。. 11.

(18) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 2.以 GPS 進行高雄壽山、旗山等二處坡地社區樣區之台灣二度分帶座標定位與坡地社區環境潛勢災害現況調查，再運用衛星影像分析技術及航照判釋進行區域環境潛勢災害之研判分析，先行完成其潛勢災害之空間地理位置標定，並逐步建立該二處坡地社區樣區之典型環境災害主題資料（以地形、地質及水文為主），據以作為其潛勢環境災害研判分析之參考。二、 GPS/GIS 主題圖層建置利用數位高程、遙測衛星影像及現有 GIS 主題圖層，建立大高雄地區坡地社區環境之基本 GPS/GIS/RS 科技整合主題圖層計包括：地形、坡度、坡向、土壤、地質（含岩層、岩性與構造）、土地利用、崩坍地、土石流、流域水系、集水區、行政區域等各類圖層、影像與屬性資料檔。三、坡地社區樣區篩選依大高雄都會區之坡地社區所在地形分區特性，與內政部建築研究所就其區域發展需要與災害環境特性篩選兩處中型坡地社區樣區作為調查研究區域，本（93）年度經實地會勘後選定高雄市壽山里與高雄縣旗山鎮（如圖 2-2~2-4）二處淺山坡地社區環境潛勢災害危險度較高區域為調查重點，逐次依序進行其環境潛勢災害特性調查，並建構該兩處坡地社區樣區之基本環境圖層（含 2D&3D）以俾作為野外 GPS 定位與現地踏勘調查所需之重要參考數值化圖層。四、防治技術評估模式建立應用 GPS 從事實地坡地社區樣區之相關災害防治工程位址 GPS 座標定位，再以多變量不安定指數分析方法 12.

(19) 第二章. 調查工作內容. （ Multivariate Analysis Method）先行對影響坡地社區環境致災因子進行篩選與判定，並分別依其影響程度之危害性，經由統計檢定分析，進行各因子之變異量分析與其權重比評定，據以作為建立該二處坡地社區環境潛勢災害防治技術評估模式之依據，且以此兩處坡地社區樣區（高雄市壽山里與高雄縣旗山鎮）作為驗證該評估模式之案例與檢討該模式之可適性。圖 2-1：本專案計畫之研究流程圖坡地社區環境潛勢災害防治技術研究. 野外查核準備. 潛勢災害因子判定分析. 中小型坡地社區樣區環境基本因子分析. 地形. 地質. 水文. 數位高程. 因子主題. （DTM）資料轉換. 數化掃描. 災害因子分析與權重比例探討. 坡地社區環境 GIS 圖層建置. 1/5000 航照判釋. 環境潛勢災害空間分佈特性分析. 現地樣區踏勘. GPS 樣區標定. 潛勢災害屬性資訊建立. TMII 座標轉換. 航照判釋. GIS 分析. 衛星影像分析（ RS）. 環境潛勢災害 GPS/GIS/RS 資訊整合. 潛勢災害防治技術評估模式建立. 潛勢災害知識庫系統建立. 潛勢災害防治技術範例之指導綱要研擬移轉至高雄縣市政府納入都市防災體系完成本研究. 13.

(20) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 表 2-1：大高雄地區坡地社區環境風險查核評估表大高雄坡地社區環境潛勢災害調查表（日期：點位名稱. 調查人：. GPS 座標 Y： □：東北. □：南. 地點：. □：西南. □：西. 坡向 □：北. 因子. 坡度 □ ： <5﹪ □ ： 5~15﹪ □ ： 15~30﹪ □ ： 30~40 □ ： 40~55﹪ □ ： 55~100﹪ □ ： >100﹪. 地質. 岩類 □：沉積岩□：火成 □：變質岩岩性. 因子. 坡型. □：斜交坡. □：東南. X：. 地形. □：非斜坡. □：東. ）. □ ：硬岩 (Ⅰ ) □ ：軟岩 (Ⅱ ). □：反向坡. □：中度風化. □：西北. □：順向坡. □：破碎帶. 風化程度. □：輕微風化. 土壤. 土層種類. □ ：粉質（ M） □ ：粘質（ C） □ ：砂性（ S） □ ：礫石性（ G） □ ：有機質（ PH. 因子. 土壤深度. □ A： 1m 以下. 坡面沖蝕. □：平整. 沖蝕程度. □：無蝕溝. □ B： 1 ~ 4m. □：蝕痕. □：完全風化. □：淺槽. □：深槽. □：舊崩塌地. □：嚴重. 植生因子植生覆蓋率 □ ： <30﹪. □ ： 30~50﹪ □ ： >50﹪. 百分比：. 土地利用土地利用. □：農地. 因子. 現狀. □：建地. □：墓地. □：極嚴重. □：有（ □：坡面穩定. 排水設施. □：無. □：有（ □：良. 工程損壞. □：無 □：有（受損概況：. □：其他. □：坡址穩定. □：尚可. ※ 工程種類：. □：劣. ※ 排水種類：. ）工程建造時間：. □：加載□：切坡□：蓄水□：濫墾（概況：. ）. 影響區位：□社區內 □社區邊 □為一聯外道路 □可替代聯外道路 □耕地. 安全距離：. □無發生時間：. 破壞情形：破壞原因：備註. 14. □：已封層. ）. □：無. 破壞歷史：□有. □：新崩塌地. ﹪. （利用概況：. 工程設施護坡工程. 人為活動有害行為. □：其他. □ C：超過 4m. □：中等. □：林地. □：輕微. □：高度風化. 岩層：. 調查照片.

(21) 第二章. 調查工作內容. 圖 2-2：大高雄地區行政區域與地形圖. 三民鄉. 桃源鄉. 甲仙鄉. 杉林鄉. 六. 鄉. 內門鄉茂林鄉湖內鄉. 美濃鎮田寮鄉. 阿蓮鄉. 路竹鄉. 旗山鎮. 永安鄉岡山鎮燕巢鄉彌陀鄉橋頭鄉梓官鄉. 大社鄉. 楠梓區左營區鼓山區. 大樹鄉仁武鄉. 三民區. 鳥松鄉. 前金區苓雅區鳳山市前鎮區. 大寮鄉小港區林園鄉. 高程(m) 0 - 437 438 - 875 876 - 1313 1314 - 1751 1752 - 2189 2190 - 2627 2628 - 3065 3066 - 3503 3504 - 3941. N W. E S. 10. 0. 10 Km. 15.

(22) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 圖 2-3：高雄市壽山研究區域範圍圖. 圖 2-4：高雄縣旗山研究區域範圍圖. 16.

(23) 第三章. 坡地社區環境說明. 第三章坡地社區環境說明第一節地理地形大高雄都會區總面積達 2945.60 平方公里（如圖 3-1~3-2），其中高雄縣為 2792 平方公里，高雄市有 153.60 平方公里，全區山坡地大多集中在高雄縣，面積廣達 1970.62 平方公里，約佔高雄縣轄面積之 70.58%。大高雄地區主要地形可分為山地、丘陵、平原三種，地勢由東北向西南傾斜，呈東高西低之系列地形排序，山地位於全區之東方，地勢地形最高，主要由厚層砂岩與薄層頁岩所組成，據此再向西傾斜，可分為大（小）岡山與鳯山二大丘陵區及嶺口台地，介於山地與平原間，偏北呈帶狀分佈者為大（小）岡山與鳯山丘陵，偏南地區呈塊狀分佈者為嶺口台地，而高雄市地勢平坦，全境則屬本區之高屏沖積平原(如圖 3-1)。圖 3-1 大高雄地區地形圖. 圖 3-2 大高雄地區地形坡度分佈圖. 17.

(24) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 第二節氣象水文研究區域所屬旗山、岡山、楠梓等三地理分區之氣候類型可歸屬於熱帶濕潤氣候區，依據交通部中央氣象局 1943~2003 年氣象測站顯示(如表 3-1~3-2)，其夏季酷熱潮溼多雨，冬季乾旱暖和，全區日照時數可達平均 142.9 時/日，年平均氣溫約在 24.5℃ ，其絕對最高氣溫出現在每年 7 月 (31.8℃)，而絕對低溫則以 1 月(15℃)為最低。全區之年平均降雨量約為 1738mm，雨量大多集中在每年 5 月~9 月間，降雨量共有 1536.2mm，約佔全年年平均降雨量之 88.4%，而每年 11 月至翌年 2 月為本區之乾旱季，年平均相對溼度為 79%。表 3-1 高雄研究區氣象資料月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均合計. 平均 18.6 19.4 21.9 24.8 27.2 28 28.5 28.1 27.7 26 23.2 20.1 24.5. 相對濕度氣溫 (℃ ) (%) 絕對最絕對最高低 23.2 15 75 23.9. 15.7 76 26.1 18.3 76 28.7 21.5 78 30.8 24.2 80 31.3 25.3 83 31.8 25.7 83 31.4 25.4 84 31.2 24.9 82 29.8 22.9 79 27.3 19.9 77 24.5 16.6 76 28.3 21.3 79. (交通部中央氣象局， 1943~2003). 18. 降雨量降雨日 (mm) 數 (day) 14.5 4 19.1 4 40.0 5 60.0 6 166.8. 9 406.4 15 399.0 15 392.9 17 171.1 11 37.1 4 18.6 3 12.0 3. 1738. 96. 日照時數 (hrs) 170.5 145.7 112.0 120.4 125.6 156.8 163.4 132.5 136.8 156.6 152.7 140.3 142.9. 平均風速 (m/s) 3.0 4.4 3.2 3.4 2.8 2.5 2.2 2.4 2.6 3.6 4.3 4.8 3.3.

(25) 第三章. 坡地社區環境說明. 表 3-2 旗山研究區氣象資料月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均合計. 平均 17.6 18.5 20.3 22.8 28.4 27.3 28.8 29 27.9 25.4 23.4 20.9 24.9. 相對濕度氣溫 (℃ ) (%) 絕對最絕對最高低 23.4 14.6 75 24.3 15.3 74 26.4 19.3 76 28.5 22.5 73 31.4 24 80 30.8 25.5 86 31.8 26.2 83 31.4 25 87 30.5 24.9 82 30.1 23.2 80 28.3 20.1 77 25.2 16.1 77 28.5 21.4 79. 降雨量降雨日 (mm) 數 (day) 14.5 4 19.1 4 40.0 5 60.0 6 168.4 9 415.3 17 410.2 15 400.2 18 185.7 13 39.2 4 18.4 4 10.5 2. 1781.5. 日照時數 (hrs) 173.5 140.7 113.0 122.4 127.6 157.2 163.7 134.7 138.2 159.9 157.4 142.8 144.3. 平均風速 (m/s) 3.0 4.2 3.0 3.7 3.0 2.4 2.0 2.1 2.8 3.7 4.6 4.1 3.2. 101. (交通部中央氣象局， 1943~2003). 第三節地質土壤大高雄地區主要地形可分為山地、丘陵、平原三種，山地位於全區之東方，地勢地形最高，主要由厚層砂岩與薄層頁岩所組成，據此再向西傾斜，可分為大（小）岡山與鳯山二大丘陵區及嶺口台地，介於山地與平原間，偏北呈帶狀分佈者為大（小）岡山與鳯山丘陵，地層以泥岩、珊瑚礁石灰岩及砂頁岩互層為主土壤地質大多以砂質黏土及粉質黏壤土為主，偏南地區呈塊狀分佈者為嶺口台地，主要由礫石層所構成主要土壤大多以石質土居多，而高雄市地勢平坦，屬本區之高屏沖積平原，以第四紀現代沖積層為主質地以沙土及. 19.

(26) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 砂質黏土居多，工程土壤分類以 CL-ML 為主(如圖 3-3~3-4)，該二處坡地社區之地質土壤分述如下：圖 3-3 大高雄地區區域地質圖圖 3-4 大高雄地區坡地工程土壤分佈圖. 一、旗山地區 1.地質--旗山地區出露地層包括中新世石內層、南勢坑層及大窩細砂岩，上新世南化泥岩，更新世嶺口礫岩與全新世階地堆積層 (耿文溥， 1981)，其主要地層時代、分佈位置及主要岩性列如表 3-3 所示，其中以南化泥岩層分佈面積最廣，且自西至東所分佈的褶皺包括古亭坑背斜、烏山頭向斜、茅埔背斜、坑內背斜及木柵向斜等，除烏山頭向斜以外，全部褶皺軸均分佈於南化泥岩中，而出露於本區的斷層自西至東分別為左鎮斷層、中埔斷層及內門斷層等（如表 3-4&圖 3-5）。 20.

(27) 第三章. 坡地社區環境說明. 表 3-3 高雄旗山地區地層分佈圖地層. 時代. 石內層. 中新世. 南勢坑層. 中新世. 大窩細砂岩. 中新世. 南化泥岩. 上新世. 嶺口礫岩階地堆積層. 更新世全新世. 位置. 主要岩性主要為暗灰色堅緻頁岩夾內門斷層以東，西側與薄層砂岩，砂岩常與頁岩南化泥岩相接成薄帶互層狀覆蓋於石內層上，構成由青灰色至暗灰色頁岩或南龍山到回陸一線較高砂質頁岩所組成的稜線分佈於本區烏山頭向斜軸部，其兩側分別以斷以砂岩與頁岩之互層為主層與南化泥岩相接觸主要為厚層青灰色至暗灰分佈面積最廣，約佔全色至泥岩偶夾有薄層細粒區面積的 3/4 左右砂岩分佈於旗山鎮附近數座主要為紅土、礫石及鬆砂零星山頭主要分佈於二仁溪流域主要是由礫岩、砂、粉砂、的兩側及黏土所組成. 資料來源：費立沅 (1984)與蔡光榮 (1998). 表 3-4 高雄旗山地區地質構造表地質構造褶皺. 斷層. 名稱古亭坑背斜烏山頭向斜茅埔背斜坑內背斜木柵向斜左鎮斷層中埔斷層內門斷層. 分佈位置分佈於旗山地區西北側分佈於龍船窩山嶺線位於南化泥岩與古亭坑背斜約略平行位於旗山地區西南側由北至南縱貫旗山地區位於南化泥岩與大窩細岩交界處分佈於南化泥岩，在東側被內門斷層所截斷石內層及南勢坑與南化泥岩交界處. 資料來源：費立沅 (1984)與蔡光榮 (1998). 21.

(28) 圖 3-5 高雄旗山分區環境地質分佈圖. 圖 3-6 高雄旗山分區工程土壤分佈圖. GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 22.

(29) 第三章. 坡地社區環境說明. 2. 土壤 --本區土壤以粉質壤土、砂質粉壤土及粉質粘土居多，依工程土壤分類大多可歸屬為 CL。而蔡光榮、王弘祐 (1995)從事台灣省各縣市山坡地土壤力學性質圖表之結果獲知，本區之坡地工程土壤特性可歸屬為中至細顆粒之低塑性粘土或粉土 (CL-ML)其分佈列如圖 3-6 所示。二、壽山地區 1.地質：本區域之地質岩層結構，經調查後獲悉，平原地帶為現代沖積層，以砂石及棕黃色黏土層為主，餘均屬第三紀上新世沉積岩地層，為較深之海相沉積物，以石灰岩，泥質頁岩，砂頁岩互層為其主要岩層，地層依序可分為表土覆蓋堆積層，石灰岩層依其沉積年代不同而分為高雄山石灰岩及壽山石灰岩，其中以壽山石灰岩層較為年輕(如圖 3-7)。 2.土壤：區域內土壤化育因受熱帶性氣候、母岩地質特性，及地型地貌因子之影響，一般而言，均以棕紅色 (5 YR4-5/4-8) 或黃棕色(10YR4-6/4-8)之磚紅化黏土層為主，其質地多為粉質土或黏質壤土，大都分不於區域內較為平坦之台地上，土層深度依野外鑽探推之約在 1.5~4.0 公尺間，部份陡坡地形因受高溫多雨之氣候影響，雖其土壤化育速度快，但卻因夏季之雷陣雨與颱風颱風豪雨，帶來重降雨，導致坡面逕流激烈刷深表土而形成蝕溝漫延，沖走大量化育完整之成土，形成區域之內土壤化育剖面乃處於幼年期，依美國最新土壤調查方類法(7th approximation)，其性質應相當於該分類中之. 23.

(30) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 新成土綱(Entisols)或幼育土綱(Inceptisols)，構成化育微弱，土質與母岩性質極為接近，形成一具有母岩性質之石質土(Lithosols)，其土壤剖面化育不明顯，含石量偏高，造成不穩定之土石邊坡，易因而鬆動崩落滑動，又因受部份石灰岩質及泥岩質影響，土壤 PH 值約在 7.6~8.2 間，呈中性至弱鹼性反應，且土壤中之 CaCO3 含量偏高，導致土壤肥力三要素氮(N)，磷(P)，鉀(K)，之有效性降低(Baveret. Al. 1972, 1982)，土壤趨向貧瘠，影響未來邊坡植生工作之推展至鉅。圖 3-7 高雄壽山區域地層分佈圖. 24.

(31) 第三章. 坡地社區環境說明. 第四節坡地社區本(93)年所選定之坡地社區樣區分別座落於高雄縣旗山鎮與高雄縣鼓山區壽山里為主，選定該二處地區為調查研究區，主要因高雄旗山地區位於泥岩地，而高雄旗山則以珊礁石灰山石灰岩地質區分別代表本區域內之不同地質分區，且壽山為高崩區之擴展，而旗山則為近年來急速發展並具有泥岩地質災害之嚴重沖蝕與潛在崩災害歷史地區，且因不同之社區型態發展歷程不已呈現多元化之土地利用型態，分別列述如下: 一、旗山地區本區產業型態以農業為主，柑橘、棗子、香蕉、番石榴及林產品為農產品大宗，但由於區域內之泥岩性質，極易因受水侵蝕影響，使得本區之平原與丘陵地發展有限。唯近年來，由於產業發展快速，使得土地大面積開發，而危及泥岩地區之邊坡安全，造成區域內之坡地崩塌滑落，致使坡地裸露面積擴大。目前本區內之坡地利用型態已呈現多元化發展傾向，有湖山大鎮住宅區、花旗山莊、三桃山遊樂區、悟智樂園、旗山孔廟、和春工商專校、實踐大學內門校區等不同開發土地利用型態 (如圖 3-8)，亦促使坡地社區環境之潛勢災害倍受重視。二、壽山地區壽山區域之土地利用型態，由於受到高雄市大都會區之急速發展及平地人口密度之快速成長，迫使區域內之坡地大. 25.

(32) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 量被開發利用而傾向多元化且密集式土地利用，型態除部份森林仍維持其原有之大面積林業經營型態外，餘如果園之開墾，公園綠地之規劃利用，休憩遊樂區之開闢，朝山廟宇之建造，學校用地之使用，坡地新舊地區之開發，軍事管制區之劃定急礦業用地之核定等各種不同集約式之高密土地利用模式(如圖 3-9) ，無形中使原本安定之坡地，因其不當之開發利用，而造成坡地不穩定而崩塌滑動，加以特殊珊瑚礁石灰岩地質、高降雨強度、土壤化育不良及材相不佳等自然因素影響，更易因而導致坡地社區邊坡之之崩坍與地層之滑動成災。. 26.

(33) 照片 3-2 花旗山莊 (二 ). 圖 3-8 旗山研究區域範圍(兩萬五千分之一地形圖). 照片 3-1 花旗山莊 (一 ). 照片 3-5 花旗山莊 (三 ). 照片 4-4 中山公園後山 (二 ). 照片 3-3 中山公園後山. 第三章坡地社區環境說明. 27.

(34) 照片 3-8 中山大學旁舊崩坍地. 照片 3-11 壽山國小旁舊崩塌. 照片 3-10 動物園停車場下邊坡社區住宅. 照片 3-7 桃源里聯外道路邊坡擋土牆. 圖 3-9 壽山研究區域範圍 (兩萬五千分之一地形圖). 照片 3-9 自強新村. 28. 照片 3-6 桃源里山海宮. GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究.

(35) 第四章. 調查結果研判分析. 第四章調查結果研判分析第一節成果彙整建檔本計畫以大高雄地形分區之中央山脈山地地形區、大（小）岡山丘陵、鳯山丘陵與嶺口台地等四大地形分區作為研究區域劃分，分年配合其區域坡地環境之人文、水文、地文特性與災害類型為研究重點，分析探討坡地社區環境潛勢災害防治之可適性。本(93)年度已完成高雄市鼓山區壽山里與高雄縣旗山鎮等二中型坡地社區基本資料彙整分析（各類基本資料如表 4-1 所示），並以數位高程結合 GIS 與 RS 技術完成鄰近二處坡地社區環境潛勢災害資訊圖層，且與遙測、航照及實地相片等影像作資料整合處理分析，終至建立以 GPS/GIS/RS 整合科技為主架構之坡地社區潛勢災害防治技術評估模式。針對本調查計畫所完成之坡地社區環境潛在災害 75 處（其分佈如圖 4-1~4-3 所示），而各坡地社區環境潛在災害樣區於實地進行現況查核與 GPS 定位後，均予以作數位化之實景拍攝（如照片 4-1~4-8），且就現況查核資料進行建檔，其內容包括坡地社區環境之潛在災害所處地質岩性、地形地貌、社區型態與邊坡穩定工法 (圖 4-4)等資料，同時於現地進行現地調查時，均繪製簡圖說明標記，且依序填報於調查評估記錄表中，另再依本調查結果進行各潛在災害區現況、災害影響程度、環境風險值估算、潛在危險分級等各項成果評估、比對與分析，同時一併於現地，直接進行各項基本坡地社區資料之查核填報。坡地社區環境潛在災害調查建檔範例如表 4-2~4-3，建檔資料格式計包括文字、數據、影像及圖層等 4 類， 29.

(36) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 其基本資料圖層與數位影像之展現方式如圖 4-1~4-3 所示，據此可充分掌握調查樣區之完整 GPS/GIS 整合資訊，此將有利於後續作業之推展與成效之比對分析，目前坡地社區環境災害防治工法與邊坡穩定工法彙整如圖 4-4 所示。表 4-1 本研究計畫所需之各類基本資料一覽資料類別. 資料來源 DTM 數值地形圖內政部地政司航照像片基本圖農委會農林航測所衛星影像圖中央大學衛星遙測中心數化地質圖(台灣地區 1/25000~1/50000) 中央地質調查所集水區水系圖(含編碼) 行政院農業委員會崩塌地暨土石流分佈地形圖農委會與成大防災中心土地利用圖農委會林務局與水土保持局地形圖(25000 及 50000 分之一) 內政部資訊中心坡地土壤圖農委會水土保持局行政區域圖(含各鄉鎮) 內政部民政司高雄壽山與旗山坡地社區防治工法與崩塌高雄市建設局與工務局地分佈位置高雄壽山與旗山坡地社區歷年治理報告高雄縣建設局與農業局. 30.

(37) 第四章. 圖 4-1 高雄壽山 36 處調查樣區. 調查結果研判分析. 圖 4-2 高雄旗山 39 處調查樣區. 圖 4-3 區域內調查樣區與地質構造之關係圖旗山斷層岡山斷層. 仁武斷層. 佑昌斷層. 鳳山斷層. 31.

(38) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 照片 4-1 旗山鎮三協里社區南側. 照片 4-2 旗山鎮三協里社區北側. 照片 4-3 旗山鎮三協里社區西側. 照片 4-4 旗山鎮三協里社區東側. 照片 4-5 旗山鎮和平里東側邊坡. 照片 4-6 旗山鎮和平里西側邊坡. 照片 4-7 旗山鎮和平里南側邊坡. 照片 4-8 旗山鎮和平里北側邊坡. 32.

(39) 第四章. 調查結果研判分析. 表 4-2：大高雄地區坡地社區環境風險查核評估表大高雄坡地社區環境潛勢災害調查表（日期： 93/9/29 點位名稱和平里(舊崩塌地). GPS 座標. 調查人：余聖宏. Y：. X：. ）. 地點：. 地形. 坡向. □：北 □：東北 □：東 □：東南 ■：南 □：西南 □：西 □：西北. 因子. 坡度. □：<5﹪□：5~15﹪□：15~30﹪ ■：30~40 □：40~55﹪ □：55~100﹪ □：>100﹪. 地質. 岩類. ■：沉積岩□：火成 □：變質岩. 因子. 坡型. 岩性. □：硬岩(Ⅰ) ■：軟岩(Ⅱ) 岩層：. 泥岩. □：非斜坡 □：斜交坡 □：反向坡 ■：順向坡 □：破碎帶. 風化程度. ■：輕微風化 □：中度風化. 土壤. 土層種類. ■：粉質（M）□：粘質（C） □：砂性（S） □：礫石性（G）□：有機質（PH）. 因子. 土壤深度. □A：1m 以下. 坡面沖蝕. □：平整. 沖蝕程度. □：無蝕溝. □B：1 ~ 4m. ■：蝕痕. □：高度風化. ■C：超過 4m. □：淺槽. □：深槽. □：舊崩塌地 □：新崩塌地. □：中等. □：嚴重. 植生因子植生覆蓋率 □：<30﹪ □：30~50﹪ ■：>50﹪. 百分比：. 土地利用因土地利用子. 現狀. ■：林地. ■：輕微. □：完全風化 □：其他. □：農地. （利用概況：. 工程設施護坡工程. □：建地 □：墓地. ﹪ □：其他. 雜木林,竹林. ）. □：無 ■：有（□：坡面穩定 ■：坡址穩定. 排水設施. □：無 ■：有（ □：良. 工程損壞. ■：無 □：有（受損概況：. 人為活動有害行為. □：極嚴重 □：已封層. ■：尚可. □：劣. ※ 工程種類： ※ 排水種類：擋土牆身排水. ）. 工程建造時間：. □：加載□：切坡■：蓄水□：濫墾（概況：. ）. 影響區位：■社區內 □社區邊 □為一聯外道路 □可替代聯外道路 □耕地破壞歷史：■有. ）. □無. 安全距離：0 M. 發生時間：民國 91 年備註. 33.

(40) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 表 4-3：大高雄地區坡地社區環境風險查核評估表大高雄坡地社區環境潛勢災害調查表（日期：點位名稱旗亭巷 10-2 號. 93/10/12. GPS 座標. 調查人：余聖宏. Y： 2532300 X：193761. 地點：. 地形. 坡向. □：北 □：東北 □：東 □：東南 □：南 ■：西南 □：西 □：西北. 因子. 坡度. □：<5﹪□：5~15﹪□：15~30﹪ □：30~40 ■：40~55﹪ □：55~100﹪ □：>100﹪. 地質. 岩類. ■：沉積岩□：火成 □：變質岩. 因子. 坡型. 岩性. ）. □：硬岩(Ⅰ) ■：軟岩(Ⅱ). 岩層：. 泥岩. □：非斜坡 □：斜交坡 □：反向坡 ■：順向坡 □：破碎帶. 風化程度. □：輕微風化 □：中度風化. 土壤. 土層種類. □：粉質（M）■：粘質（C） □：砂性（S） □：礫石性（G）□：有機質（PH）. 因子. 土壤深度. ■A：1m 以下. 坡面沖蝕. □：平整. 沖蝕程度. □：無蝕溝. 植生因子植生覆蓋率土地利用因土地利用子. 現狀. □B：1 ~ 4m. □：蝕痕. ■：淺槽. □：深槽 ■：嚴重. □：<30﹪ ■：30~50﹪ □：>50﹪. 百分比：. □：農地. □：完全風化 □：其他. □C：超過 4m. □：中等. ■：林地. □：輕微. ■：高度風化. □：建地 □：墓地. □：舊崩塌地 □：新崩塌地 □：極嚴重 □：已封層 ﹪ □：其他. （利用概況：. 工程設施護坡工程. ）. ■：無 □：有（□：坡面穩定 □：坡址穩定. 排水設施. ■：無 □：有（ □：良. 工程損壞. ■：無 □：有（受損概況：坡面沖蝕嚴重. 人為活動有害行為. □：尚可. □：劣. 發生時間：備註. 34. ）工程建造時間：. ）. 影響區位：■社區內 □社區邊 □為一聯外道路 □可替代聯外道路 □耕地 ■無. ※ 排水種類：. □：加載□：切坡□：蓄水□：濫墾 ■：無（概況：. 破壞歷史：□有. ※ 工程種類：. 安全距離：. ））.

(41) 第四章. 調查結果研判分析. 圖 4-4：各類坡地社區防災與邊坡穩定工法配置流程圖邊坡. 邊坡表層穩定工法. 工法生物性穩定工法. 邊坡內部穩定工法. 植生工法排水工法滑動防止椿工法. 被覆工法噴漿工法砌壓工法. 加勁土工法. 格子樑工法. 物理性穩定工法. 落石防護工法柵工法. 地錨工法燒結工法. 蛇籠工法壓重填土工法組合擋土工法水泥穩定處理工法. 化學性穩定工法. 石灰穩定處理工法. 灌漿工法離子交換工法電氣化學工法. 第二節成果統計分析本調查研究於本(93)年度共計完成野外調查之坡地社區環境潛勢災害區之 GPS 定位，共計 75 處，其中高雄壽山地區調查 36 處(如圖 4-1)，旗山地區調查 39 處(如圖 4-2)，其中坡地社區邊坡有潛在崩塌滑落者 41 處，約佔總調查數之 54.67%，在全調查數中，高雄壽山之坡地社區潛勢災害型態以地滑為主，而旗山地區者則以坡地沖蝕為重點。據此可知不同地質分區所展現之潛勢災害型態亦有所不同，因此地質和地形因素則成為主控坡地社區環境潛勢災害之重要自然因子，其中又與地質構造關係密切(如圖 4-3)。. 35.

(42) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 第三節 GPS/GIS 圖層建置本研究目前已完成之大高雄坡地社區 GPS/GIS 主題圖層均以座落於高雄市鼓山區壽山里之珊瑚礁石灰岩層及高雄縣旗山地區泥岩層等不同地質區之二處坡地社區為主，共計完成主要基本環境圖層計有；地質、DTM 地形圖(2-D&3-D)、行政區域、坡度、坡向、土壤等各類基本 GIS/GPS 圖層(如圖 4-5~4-16)，及各調查樣區分佈圖(如圖 4-1~4-2)，並為期能將各相關圖層作為未來坡地社區環境潛勢災害評估分析之基礎圖層，乃進行各相關圖層資料結構之重組與套疊(如圖 4-17~4-18)災害評估分析時所需之各項資料，及野外作業查核之重要工作底圖。. 36.

(43) 第四章. 圖 4-5：旗山地區 3D 立體地形圖. 圖 4-7：旗山地區坡度圖. 調查結果研判分析. 圖 4-6：旗山地區數位高程圖. 圖 4-8：旗山地區地質圖 N. W. N E. W. S 1. S. 0. 1 Km. 旗山範圍坡度 0%-5% 5%-15% 16%-30% 31%-40% 40%-55% 55%-100% >100%. 圖 4-9：旗山地區土壤分佈圖. 1. 0. 圖 4-10：旗山地區坡向圖 N W. E. 0. 1 Km. 旗山範圍土壤. E S. S 1. 1 Km. 旗山範圍地質圖三峽群及其相當地層卓蘭層及其相當地層沖積層臺地堆積. N W. E. 1. 0. 坡向. 旗山範圍 N NE E SE S SW W NW. 石質土沖積土淡色崩積土粘土. 37. 1 Km.

(44) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 圖 4-11 壽山地區二維度 DTM 地形圖. 圖 4-12：壽山地區數位高程圖. 圖 4-13：壽山地區坡向圖. 圖 4-14：壽山地區坡度圖. 圖 4-15：壽山地區土壤分佈圖. 圖 4-16:壽山地區地質圖. 38.

(45) 第四章. 圖 4-17. 調查結果研判分析. 旗山研究區域之 GPS/GIS/RS 資訊整合圖層. 圖層一. 衛星影像圖. 圖層二. 兩萬五千分之一地形圖. 圖層三. 地質圖. 圖層四. 土壤圖. 坡度圖. 圖層五. 圖層六. 坡向圖. 圖層七. 數位高程圖. 套疊成果圖. 39.

(46) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 圖 4-18. 壽山研究區域 GPS/GIS/RS 資訊整合圖層. 圖層一. 衛星影像圖. 圖層二. 行政區域與 GPS 定位. 圖層三. 地質圖. 圖層四. 土壤圖. 坡度圖. 圖層五. 圖層六. 坡向圖. 圖層七. 數位高程圖. 套疊成果圖 40.

(47) 第五章. 潛勢災害評估模式. 第五章潛勢災害評估模式第一節環境風險評估原則研擬依據坡地社區環境潛在災害特性；含地形、坡度、坡向、地質、岩性、土壤、流域、水系等社區環境因子之差異性與社區人口分佈型態，再依本研究之實地調查成果，分別依行政院農業委員會 2003 年 8 月 15 日農林字第 0921842339 號令修正之水土保持技術規範進行坡地社區各環境風險因子訂定，進而依表 5-1~5-7 中之因子分類，分別估算其環境風險率，並依該估算風險率（坡地社區環境潛在災害環境風險率演算示意流程圖如圖 5-1）予以分級後，再與本研究實地調查推估之災害風險值進行比對與分析，即可同時作為本研究之環境潛在災害防治技術或工法評估模式研訂依據，各相關環境風險因子之分級（類）均依水土保持技術規範第 327~328 條之規定列序，如表 5-9~ 5-10 所示。圖5-1 坡地社區環境潛在災害環境風險率演算流程圖 (坡度 15-30%) 坡度 (2). (蝕痕) 坡面沖蝕度 (2). (火山碎屑岩). (無層理). 岩體工程性質 (II). 岩層構造 (0). (土壤深度 1 公尺以下) 土壤深度 (A). (2)+(2)=(4) 查表：II 0 A 地形序數 (4). (2). 地質序數 (2) ( 4 ) + ( 2 ) = ( 6 ) 環境風險率 (6). （資料來源：水保技術規範,2003）. 41.

(48) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 表 5-1：環境風險評估之地形坡度分級及序數表坡度序數 0 1 2 3 4 5 6. 坡度級別一級坡二級坡三級坡四級坡五級坡六級坡七級坡. 土地利用單元之坡度變域(分級範圍) 坡度百分之五以下坡度超過百分之五至百分之十五坡度超過百分之十五至百分之三十坡度超過百分之三十至百分之四十坡度超過百分之四十至百分之五十五坡度超過百分之五十五至百分之一百坡度超過百分之一百. 資料來源：水土保持技術規範第 327 條（2003）. 表 5-2：環境風險評估之地形坡度沖蝕分級表序數 1 2 3 4 5 6. 坡面沖蝕度平整蝕痕淺槽深槽舊崩塌地、煤渣堆新崩塌地. 等高線彎曲度曲度＞160。 130。＜曲度≦160。 90。＜曲度≦130。曲度≦90。. 資料來源：水土保持技術規範第 327 條（2003）. 表 5-3：環境風險評估之地質岩體工程性質分類表岩類. 工程性質等級 I. 沉積岩 II. 火成岩變質岩. I II I II. 岩石名稱及其代號. 堅硬砂岩（R＞2）（s）；緻密石灰岩（1）；塊狀岩石膠結良好之礫岩（r＞2）（c） R= 膠結不良之砂岩；砂頁岩互層（R＜2）（s）、層狀岩石頁岩（b）、泥岩（m）；多孔狀石灰岩（1）；凝灰岩（t）；高位台地礫石層或膠結不佳之礫 r = 卵石岩（c）（r＜2）；硬岩之破碎者（f）砂土熔岩、侵入岩體、固結良好之火山碎層岩（μ）膠結不佳之火山碎屑岩（μ）、熱液換質（h）片麻岩（g）；大理岩（m）；石英片岩（q）；I：硬岩板岩、千枚岩（k）、黑色片岩、綠色片岩（n）II：軟岩構造擾亂帶、破碎帶、劈理發達之板岩、千枚岩（k）、黑色片岩、綠色片岩（n）. 資料來源：水土保持技術規範第 327 條（2003） 42. 備註.

(49) 第五章. 潛勢災害評估模式. 表 5-4：環境風險評估之山坡岩層構造分類表代號 0 1 2 3 4. 坡面類型（山坡岩層構造）非斜交坡（無層環岩體）斜交坡反向坡（崖坡）順向坡（傾斜坡）（岩層傾角超過十度）破碎帶（不連續面發達，使地質構造因子不彰顯者）. 資料來源：水土保持技術規範第 327 條（2003）. 表 5-5：環境風險評估之工程土壤深度分級表代號 A B C. 土壤厚度一公尺以下超過一分尺至四公尺超過四公尺. 資料來源：水土保持技術規範第 327 條（2003）. 表 5-6：環境風險評估之地形與地質序數演算表. 0. 坡度 (%) ≦5. 1. 5~15. 2. 2. 15~30. 3. 4. 30~40 40~55. 4. 6. 55~100. 5. 8. ＞100. 6. 地形. 地質地質因子序數坡面平整 1 I 0A, I 1A, I 2A,【I 3A (無自由端者)】 I 0B, I 1B, I 2B,【I 3B (無自由端者)】蝕痕 2 II 0A, II 1A, II 2A,【II 3A (無自由端者)】 I 0C, I 1C, I 2C,【I 3C (無自由端者)】淺槽 3 II 0C, II 1C, II 2C,【II 3A (無自由端者)】 I 3A, I 4A, II0C, II 1C, II 2C, 深槽 4 【II 3B (無自由端者)】舊崩塌地 5 II 3A, II 4A, I 3B, I 4B 、煤渣堆新崩塌地 6 I 3C, I 4C, II 3B, II 4B, II 3C, II 4C. 序數沖蝕度 1. 資料來源：水土保持技術規範第 327 條（2003）. 43.

(50) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 表 5-7：坡地社區環境敏感度分級表環境風險率 5 以下 6至7 8至9 10 至 11 12 以上. 敏感度級數 1 2 3 4 5. 環境敏感度極低低中高極高. 資料來源：水土保持技術規範第 328 條（2003）. 第二節潛勢災害評估模式建立本研究共計調查高雄壽山地區之坡地社區環境潛勢災區36件及旗山地區者39件，共計75件，均分別進行坡地社區潛勢災害區之工址GPS座標定位與環境現況調查後，確實掌握其坡地社區實況資訊，再對所施設之各類坡地穩定處理工法與其社區環境特性，以統計多變量分析理論(Multivariate Analysis Method)，進行各災害影響因子之變異性分析(Analysis of Covariance)與估算其對各類坡地穩定治理工法成敗之影響變異值，並依其變異值之大小排列判定其影響權重比例，而給予各類影響因子不同權重評分值，再據以進行多變量因子之變異性分析與複相關迴歸分析 (Multiple Regression Analysis)，而推導出可適性高之統計計量評估數學模式，進而計算各分類因子之不安定指數(Dt)，其定義可列如式5-1：. D = d w × d w × d w ×⋅⋅⋅× d 1. t. 2. 1. 3. 2. 3. Wn n. ............................ 式5-1. 式中：Dt為具潛在危險度之因子分類不安定指數(1≦Dt≦10)。. d. 1. ⋅ ⋅ ⋅ d n 為各變異影響因子之評分值。. w ⋅ ⋅ ⋅ w 為各變異影響因子之權重值。其中 Dt 為影響工法破壞之因子分類不安定指數(Factorial 1. n. Instability Index)， d n 為各因子之評分值。而 Dt 及 d n 均以介於 44.

(51) 第五章. 潛勢災害評估模式. 1~10 間之相對等級評分值表示，其各因子之累積值越接近 10，即表示坡地穩定治理工法之受損機率越高，反之，則發生受損機率越小，而單一因子之級數評分值愈大，即表示該因子對工法之可適性影響愈大，而應必須納入評估模式中考量，反之，則可依其評分值多寡，而予以刪除，必要時，再循變異性分析檢測確認。 wn 為表各變異因子權重值，代表各變異因子間對治理工法之成敗性影響指標。權重值為一指數形式，其值介於 0~1 之間，而各權重值和為 1，此可確保各因子分類不安定指數 Dt 介於 1~10 之間。若一因子之權重值為 0 時，則此因子評分值為 1(凡指數為零次方者，其值均為 1)，可列屬為影響無效因子，而權重值越大，則意涵該因子影響 Dt 值越大，即表示該變異因子對整體評估模式之影響性越趨重要， 2. 亦即表示其對治理工法之成敗相關性愈高，故其相關係數(R )亦愈高，應將其納入評估模式中之參數考量，方屬合理，而各變異因子之分級級數評分值計算方法可表如式 5-2&表 5-8~5-10 及圖 5-2：各因子分級之級數＝破壞百分比(Xi). 各因子分級之工法受損件數. ×100%………式 5-2. 各因子分級之有效調查件數. 將式 5-2 計算所得之影響工法成敗之各因子分級破壞百分比，再經式 5-3 估算各單一因子(d1、d2、、、dn)之評分值： dn =. 9( X i − X min ) +1 ( X max − X min ). ……………………....………式 5-3. 其中 Xi 為影響工法成敗之各因子分級破壞百分比，Xmax 與 Xmin 分別為同一影響因子中所屬各分級受損百分比值中之最大及最小值(如表 5-1)。為期正確決定各因子之最佳權重值，則需經由各單一因子中之不同分級破壞百分比計算各單一因子之變異係數（Coefficient of Variaton），列如式 5-4 所示： 45.

(52) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. υ=. σ. × 100% ……………………………………………式 5-4 X 其中σ為標準偏差（Standard Deviation）， X 為各因子分級之坡壞百分比平均值。變異係數(υ)可代表各因子影響坡地穩定治理工法破壞或失敗機率的敏銳度，當其變異係數越小時，顯示同一因子之各分級影響工法失敗機率相近，此表示此因子之分級無法影響工法受損機率之高低風險評估值顯現，故可判定其非屬重要影響因子，反之，即可利用此因子分級而決定出最合理之同一因子分級級序，及研判該因子在某一特定級序對治理工法成敗之影響程度，而將其列屬為主要影響因子，而必須納入評估模式中之參數考量。最後再將各因子之變異係數除以全部因子之變異係數總和，即為該因子之有效權重值，可列如式 5-5 所示： Wi =. Vi ………………………………………式 5-5 V1 + V2 + ...Vn. 表5-8乃依調查結果，初步將可能影響工法成敗之6項變量因子予以作分級評分值、變異係數及權重值之計算結果。另由表5-9可知各變量因子對工法受損機率與風險評估值之影響排序，依表5-9中所列5項變量因子之變異係數值大小順序排列為平均坡度、植生覆蓋率、土壤種類、坡向、24小時累積降雨量等5項因子，進而求算因子分類不安定指數(Dt)在不同統計極限值下，可能產生與現實落差之誤判概率(如圖5-2&表5-8)，最後再選取誤判率最低者，作比對分析篩選，最後則選取誤判率最低且相關係數（R2）較佳之因子，作為建立評估分析模式之主要依據。經前述因子判定所選取之區別函數判定評估模式，一般均稱之為費雪線性區別分析(Fisher＇s Linear Discriminant Analysis). 46.

(53) 第五章. 潛勢災害評估模式. 或稱為典型區別函數分析(Canonical Discriminant Analysis)，亦即將多變量Xi經複相關迴歸分析後，再組合簡化成式5-6： n. y =b∑X '. i. i =1. ………………………………………………式5-6. i. 式中：Xi為區別變數向量 b＇為區別係數向量 n 為向量個數式5-6中之 y 函數可將其認定為在第i個群體之期望值( µ )，而重 i. iy. 新列如式5-7所示. µ. i. y. = E ( y i ) = E (b' x i ) = b' µ. i = 1,2,..m. ……………式5-7. i. 同時依統計推定理論，先假設y函數在各因子內之變異係數若均相等時，則表示y函數內之各項變異因子間之相互影響性均無顯著差異，而各因子之變異係數可依式5-8求算。. υ (y i ) = υ (b' x i ) = b ∑ b …………………………………式5-8 '. ar. ar. n. i. i =1. 又y函數所含各變異因子間之平均數( µ )與變異係數(σ 2 )，可依式 y 5-9&5-10求之； σ. 2 y. µ. y. =. '. i =1. =. 1 g. …………………………………………………式5-9. n. b∑b. i. g. ∑µ i =1. iy. =. 1 g. g. ∑b µ '. i =1. i. =. b µ ……………………………式5-10 '. 據此可知對g組因子間之y函數變異與因子群內之因子變異比值 (F)，可依式5-11求之，此F值即可據以作為治理工法受損機率函數之推定依據，並將前述所篩選之10個因子導入y函數中運算分析而求得F函數，F函數即為所欲推導之評估數學模式： F. =. g. n. i =1. j =1. ∑ ∑. ⎛⎜ µ ⎝. σ. iy 2 y. −. µ. ⎞⎟ y⎠. 2. '. =. g. n. i =1. j =1. ⎛⎜ µ − ⎝ i. b∑ ∑. b∑b '. µ. '. ⎞⎟ b ⎠. b β b ………式5-11 b∑b '. =. 0. '. 47.

(54) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 式中：. β. 0. ∑ ∑ (µ g. =. n. i =1. j =1. i. −. µ )(µ. i. −. µ. ) '. 經由各選定變量因子或參數再進行共變異矩陣分析，再依循混亂矩陣理論之區別函數法則，先將本研究所列之24小時累積雨量等5個多變量因子(X1、X2、、、)納入F函數中運算，再依序納入F函數中分析，及運算求出最佳之評估數學模式(即誤判率為最低者)，以本調查研究之有效調查件數75件而言，其變量因子逐次衰減至5個因子之綜合比較分析可列如表5-8 及圖5-2，由圖5-2&表5-8中獲知選取5個因子作為複相關迴歸分析後，所推導出之評估數學模式應屬平均誤判率(19.928%)為最低，但其相關係數 R2=0.76為最合理之評估模式（如式5-12&5-13），式中F值可表示坡地社區環境潛在災害防治技術(工法)可能受損之風險機率值。. D. T. =. S. 0 .3 5 s. N. 0 .2 0 d. S. 0 .1 8 k. S. 0 .1 6 a. R. 0 .1 1. .......................... 式5-12. d. F = 0 .2 8 ⎡⎣ S N S S R 式中；F：工法受損風險機率. 48. 0 .3 5. 0 .2 0. 0 .1 8. 0 .1 6. 0 .1 1. s. d. k. a. d. ⎤ ⎦. 1 .6 4 6. .................... 式5-13 Ss：坡度. Nd：植生覆蓋率. Sa：坡向. Sk：土層種類. Rd：24hr累積降雨量.

(55) 第五章. 潛勢災害評估模式. 表5-8 多變量分析運算5個因子之權重比統計表. 49.

(56) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 表5-9 多變量分析運算五個影響因子之權重值與變異係數對照表排名 1 2 3 4 5. 因子平均坡度植生覆蓋土層種類坡向 24hr累積雨量. 權重 0.35 0.20 0.18 0.16 0.11. 變異係數 81.71 47.07 43.6 37.05 26.67. 圖5-2 五個因子之多變量分析運算結果誤差對照圖 10.00. 破壞點上限. 9.00. 平均值. 8.00. 下限非破壞點. Dt值. 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0. 10. 20. 30. 40 點位編號. 50. 60. 70. 表5-10 多變量分析運算5個影響因子之混亂矩陣與誤判率. 50.

(57) 第五章. 潛勢災害評估模式. 第三節評估模式案例驗證經由式5-15所建立之非線性治理工法受損風險機率評估數學模式，逐次依6個變量因子之分級級序，權重值與評分值轉換，並針對所調查之有效調查件數(75件)逐一作單件之受損風險評估檢測，進而求算該單件工作之受損風險率（Dt）值後，分別列如表5-11 所示，在75件之有效調查工程樣本數中，若依現地勘查之工程受損實況進行多變量不安定指數分析後顯示其（Dt）值介於1.3~9.7間，平均值為4.36(如表5-11)，故取（Dt）值大於4.36者為現況受損之判定依據，雖其平均誤判率仍高達19.92%，但仍有80%屬正確判定範圍，因此乃依據（Dt）平均值予以劃分為﹔受損風險率（Dt）值大於4.36，則屬現況受損﹔受損風險率（Dt）值小於4.36，則屬現況未受損，以實際調查潛釋災害點位第1處為驗證案例,將其各因子帶入受損風險率模式中運算,可得Dt值為6.98,其F值為應歸屬為高風險率,但由災害現況調查得知,該處確為現況已受損之區位點,仍然符合此受損風險率模式之評估結果;再以實際調查區位第3處做驗證案例，可得Dt值為4.24,其F值為可歸屬為低風險率, 經現況驗證後確定該處並未受損。唯其中尚有15處經由模式評估與現況實例驗證仍有差距，約佔全調查數75件之20 %，也據此顯示本評估模式之誤判率有最高可達20%確實仍有再檢討之空間，將列入後續研究之重點。. 51.

(58) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 表 5-11 大高雄地區坡地社區環境潛在風險防治技術(工法)受損風險評估驗證表. 52.

(59) 第五章. 潛勢災害評估模式. 表 5-11 大高雄地區坡地社區環境潛在風險防治技術(工法)受損風險評估驗證表. 53.

(60) GPS/GIS/RS 科技整合應用於大高雄都會區坡地社區環境潛勢災害防治技術之研究. 第四節評估模式與系統整合一、GPS/GIS/RS 技術整合坡地社區環境潛在災害之空間分佈資訊與屬性資料建檔，乃為本計畫之重點工作之一，其對相關資料之存取，將對於未來坡地社區環境安全管理扮演重要角色。近年來，全球衛星定位系統(GPS) 成為目前大面積單位空間資料收集之最佳工具，其為美國國防部自 1971年起費時近20年，花費超過120億美元，於1973年初始發展的一套精確藉由軌道衛星導航之空間地理座標位置定位系統，自1978 年起開始發射第一枚衛星，並於1993年10月起正式以24顆軌道衛星作為全天候之地理座標三度空間定位。又GPS系統初研發乃美軍純以軍事航空器和飛機導航需要為主要需求，整個系統發展完成後，共有24顆人造衛星分佈在宇宙6個軌道上，以每12時繞行地球一週運轉，每個軌道間互呈55度角，因此可使得GPS的使用者在地球上的任何時間與地點，除有特殊地形、建物設施或森林遮蔽限制外，皆可不受天候影響，而直接接收到至少4～8顆衛星的訊號，而加以執行地表物相之座標定位，每顆衛星離地面高度約為20,000公里，屬繞極衛星，運行週期約11小時57分，其平均壽命約為15年。GPS 系統架構一般可分為太空單元 (Space Segment) ，控制單元 (Control Segment)及使用者單元 (User Segment)等三部份，其中太空單元及控制單元屬於衛星發射單位掌管主控，使用者單元將因涉及資料接收之精度及即時時效而受到限制，但卻為一般使用者所關切。使用者單元乃指能夠接收GPS衛星訊號之接收器(如圖5-9)。由於GPS用途甚廣，使用者可依需求目的而異，選取採用不同功能. 54.

(61) 第五章. 潛勢災害評估模式. 及精度的接收器。例如應用於工程測量時，則至少應包括一部接收器(Receiver)、記錄器(Recorder)、顯示器(Screen)、天線或外接天線(Antana)、資料處理器(Data Processer)及電力供應設備 (Power Supply Systems)等。圖 5-3. GPS 衛星訊號接收器. 每種接收器端視其如何應用 GPS 訊號內之資料處理分析而有不同之設計方法；有些可接收電碼內所隱含資料及衛星訊息 (所謂電碼接收器)，而有些則不需要用到電碼 (無電碼接收器) ; 前者可直接由衛星信息及電碼資料從事即時性導航定位，而後者則需要利用後處理之星曆做為輔助，故無法應用於即時性定位測量。另外若接收器可同時接收雙頻(Ll 及 L2)之資料，則可用於消除電離層折射影響。早期由於美國國防部不公開 P 電碼(P-Code)，許多衛星接收器廠商在設計上皆刻意避開 p 電碼之使用，而發展出僅利用 C/A 電碼或不需電碼之接收器，以突破缺乏 p 電碼之限制，同樣擴大了許多 GPS 可應用之領域；如今美國國防部已適度開放 P 電碼供民間應用，其定位效能將更為快速而精確。. 55.