臺灣地形特徵圖繪製之研究－以木柵圖幅為例

全文

(1)國立臺灣師範大學地理學系第四十七屆碩士論文. 臺灣地形特徵圖繪製之研究－以木柵圖幅為例. 指導教授：沈淑敏研究生：康祐程. 中華民國一Ο七年六月.

(2) 國立臺灣師範大學地理學系碩士論文摘要研究所別：地理學研究所碩士班論文名稱：臺灣地形特徵圖繪製之研究－以木柵圖幅為例指導教授：沈淑敏研究生：康祐程論文內容，共一冊，文約六萬餘字，共分五章二十節，並以六百餘字摘要說明. 摘要地形特徵圖(geomorphological map)是許多國家彙整地形訊息，以及進行自然災害或土地管理的重要工具，但是臺灣在這方面的發展有限。本研究之主要目標為探討現階段臺灣進行地形製圖的可行方案，具體目的包括：回顧各國的地形製圖(geomorphological mapping)經驗；評估國內各項環境類圖資與需要調查的地形資訊；以焦點團體訪談方式了解地圖使用者的意見。本研究之樣區為 1:25,000 經建版地形圖之木柵圖幅的範圍；地圖使用者則指地形、地質領域以外的相關專業人士。本研究回顧義大利、日本、瑞士及 Gustavsson et al.(2006)製作的地形特徵圖。其中以義大利地形特徵圖系統參考價值最高，圖上完整展現地形特徵 (morphography)、地形計測(morphometry)、地形生成作用力(morphogenesis)、地質資訊/岩性(geology/lithology)、地形年代(morphochronology)、地形動態 (morphodynamic)等多種地形製圖要素，且文獻也較為完整。盤點國內已經建置的各式環境資料庫和圖層，發現崩壞、土石流地形與數值地形模型可直接應用於地形製圖，但多數地形單元還缺乏全台有系統性的資料及圖示呈現。而根據焦點團體訪談結果發現，模擬地形立體感的表現方式，包含主圖使用陰影圖為底圖或插圖中的立體地形圖，皆獲得肯定。而為提升主圖易讀性與保存整體資訊的豐富度，原在主圖的岩性圖層改以插圖方式呈現，以降低主圖複雜性。本研究以 1:25,000 木柵圖幅為例所進行的分幅地形特徵圖繪製嘗試，涵蓋 i.

(3) 製圖前期的地圖樣式決定，中期的地形資料蒐集，以及後期根據地圖使用者所做的調整，此歷程可提供未來發展全台分幅地形特徵製圖工作的重要參考。必須說明的是，當研究時間或必須在短時間製圖完成時，採用既有圖資不失為一可行的策略，不過地形基礎研究是地形製圖的基礎，未來須有更多地形專業工作者投入，以建置更為完整的地形資料庫。. 關鍵詞：地形特徵圖、地形製圖、地形圖資、地圖使用者分析、木柵. ii.

(4) Abstract Many countries have published geomorphological maps for the purpose of landuse planning or hazard management. However, such work is largely ignored in Taiwan. Hence, this research intends to construct a 1:25,000 Muzha geomorphological map for the first time. The main objectives include: (1) to review geomorphological mapping system in various countries, (2) to evaluate the existing environmental datasets for mapping, and (3) to collect different map users’ opinions about the geomorphological map through group interviews. Four geormorphological mapping systems reviewed include that of Italy, Japan, Switherland, and Gustavsson et al.(2006), The geomorphological map of Italy consists of the most complete information, including morphography, morphometry, morphogenesis, geology/lithology, morphochronology, and morphodynamic. It is found that various datasets of geological hazard and digital terrain model (DTM) are available in Taiwan, including those incorporated in the Susceptibility maps of mass wasting and debris flow, and to a less extent, fluvial terrace. However, the datasets of many characteristic landforms of various geomorphic processes are not available in a systematic way. Through the group interviews of non-geomorphologists/geologists, potential map users recoken, it is found that hillshade map or 3D map are easier to read than the contour map. Information such as geology and lithology is better to be presented in the inset maps rather on the main map to increase the readability and preserve the information abundance. In brief, this research provides an overall workflow of geomorphological mapping which is applicable in Taiwan, with the example of Muzha. It will benefit the work of constructing geomorphological map series in the future.. Keyword：geomorphological map, geomorphological mapping, environmental datasets, map user study, Muzha. iii.

(5) 目錄第一章緒論.................................................................................................... 1. 第一節動機與目的.......................................................................... 1. 第二節文獻回顧.............................................................................. 2. 第三節研究方法.............................................................................. 20. 第四節研究區概況.......................................................................... 28. 第二章國外地形特徵圖之彙整與比較........................................................ 30. 第一節各國地形特徵圖概述.......................................................... 30. 第二節各國之地形製圖要素比較.................................................. 39. 第三節各國地形特徵圖之地圖綜合表現...................................... 55. 第四節小結...................................................................................... 60. 第三章以國內環境類圖資為本之地形製圖................................................ 62. 第一節地形訊息選擇...................................................................... 62. 第二節國內相關圖資的整合.......................................................... 70. 第三節地形特徵圖之圖例系統及圖層安排.................................. 82. 第四節地形特徵圖之圖幅整飾...................................................... 90. 第五節小結...................................................................................... 100. 第四章使用者導向之地形特徵圖的討論與分析........................................ 101. 第一節主圖之地形訊息.................................................................. 105. 第二節插圖之地形訊息.................................................................. 111. 第三節使用者意見之討論.............................................................. 117. 第四節根據使用者意見所修改之地形特徵圖.............................. 124. 第五節小結...................................................................................... 128. 第五章結論與建議........................................................................................ 129. 第一節結論...................................................................................... 129. 第二節研究限制與建議.................................................................. 132. 參考文獻.......................................................................................................... 134. iv.

(6) 圖次圖 1-1 Bentivenga et al. (2015)繪製之義大利地形特徵圖............................ 3. 圖 1-2 Loibl et al. (2013)繪製之德國地形徵圖(節錄) .................................. 4. 圖 1-3 日本土地條件圖之示例-田邊圖幅.................................................... 5. 圖 1-4 國際地理學會之地形圖例................................................................. 7 圖 1-5 目標使用對象不同所產製的各類環境類地圖................................. 10 圖 1-6 王明志(1993)論文中所繪製的地形特徵圖....................................... 12. 圖 1-7 以嘉義縣竹崎鄉文峰聚落為例的地形特徵圖................................. 12. 圖 1-8 坡地環境地質基本圖：國姓圖幅..................................................... 14. 圖 1-9 岩性組合圖：木柵圖幅..................................................................... 14 圖 1-10 臺北市環境地質圖：舊庄圖幅....................................................... 15 圖 1-11 環境地質基本圖............................................................................... 16 圖 1-12 地形之圖示方式............................................................................... 17 圖 1-13 研究流程圖....................................................................................... 21 圖 1-14 會議進行過程照片........................................................................... 27 圖 1-15 研究區圖-經建版地形圖木柵圖幅.................................................. 28. 圖 2-1 義大利地形製圖發展初期之地形特徵圖......................................... 31 圖 2-2 義大利地形特徵圖............................................................................. 31 圖 2-3 義大利地形特徵圖之圖層安排......................................................... 32. 圖 2-4 日本土地條件圖-函館........................................................................ 34. 圖 2-5 日本地形特徵圖(以土地條件圖為例)之圖層安排........................... 35. 圖 2-6 瑞士地形特徵圖................................................................................. 36 圖 2-7 瑞士地形特徵圖之圖層安排............................................................. 37. 圖 2-8 Gustavsson et al.之地形特徵圖........................................................... 38. 圖 2-9 Gustavsson et al. (2006)之地形特徵圖圖層安排............................. 38 圖 2-10 Gustavsson et al. (2006)地形特徵圖之特徵地形判釋方式............ 47. 圖 2-11 義大利地形特徵圖之地質資訊呈現............................................... 51 v.

(7) 圖 2-12 Gustavsson et al.地形特徵圖之地質資訊呈現................................. 52. 圖 2-13 各國地形特徵圖比較-以沖積扇地形為例...................................... 56. 圖 2-14 Gustavsson et al.地形特徵圖範例..................................................... 56. 圖 2-15 日本地形特徵圖範例........................................................................ 57 圖 2-16 瑞士地形特徵圖範例....................................................................... 58 圖 2-17 義大利地形特徵圖範例................................................................... 59 圖 3-1 土地條件圖之山坡型態分類............................................................. 66 圖 3-2 義大利地形特徵圖之岩性資料呈現................................................. 67 圖 3-3 景美溪流域中的氾濫原..................................................................... 68 圖 3-4 新店溪支流：平廣溪之谷中埋積..................................................... 69 圖 3-5 Gustavsson et al.的地形特徵圖之未膠結沉積物表示....................... 70. 圖 3-6 同樣範圍及類似網格精度的數值地形比較...................................... 74 圖 3-7 岩體滑動圖資比較............................................................................. 77 圖 3-8 土石流圖資比較................................................................................. 78 圖 3-9 地形特徵圖圖層安排......................................................................... 88 圖 3-10 本研究盡量採用國內公開資料所繪製的地形特徵圖................... 89 圖 3-10 1:25000 經建版地形圖圖幅整飾...................................................... 90 圖 3-11 1:50000 分幅地質圖圖幅整飾.......................................................... 90 圖 3-12 1:25000 岩性組合分布圖圖幅整飾.................................................. 91 圖 3-13 經建版地形圖的插圖....................................................................... 93 圖 3-14 分幅地質圖中的插圖....................................................................... 93 圖 3-15 地調所出版的岩性強度圖中的插圖............................................... 93 圖 3-16 行政區略圖....................................................................................... 94 圖 3-17 圖幅接合表....................................................................................... 94 圖 3-18 位置圖............................................................................................... 94 圖 3-19 地形分區圖....................................................................................... 97 圖 3-20 地層分布圖....................................................................................... 97 vi.

(8) 圖 3-21 地形立體圖....................................................................................... 98 圖 3-22 地形-地質剖面圖.............................................................................. 98. 圖 3-23 1:25000 地形特徵圖及地圖版面配置.............................................. 99 圖 4-1 地形特徵圖主圖以及圖層安排......................................................... 105 圖 4-2 在範圍 1 km2 的地形特徵圖上包含九種地圖資訊.......................... 108 圖 4-3 陰影圖-方位角 315°........................................................................... 118 圖 4-4 陰影圖-方位角 180°........................................................................... 118 圖 4-5 較可展現山勢之方位角 315°.............................................................. 119. 圖 4-6 較無法展現山勢之方位角 180°.......................................................... 119. 圖 4-7 陰影圖-仰角 45°................................................................................. 119 圖 4-8 陰影圖-仰角 75°................................................................................. 119 圖 4-9 屈尺廣興地區之赤色地圖與地形陰影圖對比................................. 120 圖 4-10 第三章之地形特徵圖成果與依使用者意見修改之地形特徵圖... 124 圖 4-11 以地形陰影圖加等高線為底圖的地形特徵圖............................... 125 圖 4-12 位置圖配置....................................................................................... 126. 圖 4-13 岩性分布圖....................................................................................... 127 圖 4-14 災害潛勢圖....................................................................................... 127 圖 4-15 根據使用者意見繪製之地形特徵圖與地圖配置........................... 128. vii.

(9) 表次表 1-1 各國地形特徵圖系統彙整................................................................. 7 表 1-2，地形製圖之相關議題....................................................................... 10 表 1-3 臺灣環境類地圖地形資訊整理表..................................................... 13 表 1-4 地圖圖徵設計..................................................................................... 19 表 1-5 各國地圖系統資料來源..................................................................... 22 表 1-6 地形特徵圖的可能使用者................................................................. 26 表 2-1 日本地形特徵圖發展現況.................................................................. 33 表 2-2 義大利地形特徵圖之圖例(節錄) ...................................................... 40. 表 2-3 日本之地形特徵圖之圖例(節錄) ....................................................... 41. 表 2-4 瑞士之地形特徵圖之圖例(節錄) ...................................................... 42. 表 2-5 四種地形特徵圖之圖例比較............................................................. 44 表 2-6 Gustavsson et al.地形特徵圖之圖例................................................... 45. 表 2-7 各國地形特徵圖之地形生成作用力資訊比較表............................. 49 表 2-8 各國地形製圖要素整理表................................................................. 61 表 3-1 依專家意見應優先放置的地圖資訊................................................. 63 表 3-2 各國地圖上皆有呈現的地形特徵..................................................... 64 表 3-3 臺灣各式環境類圖資整理................................................................. 71 表 3-4 水保局崩壞地形分類......................................................................... 75 表 3-5 地調所崩壞地形分類......................................................................... 75 表 3-6 各地圖資訊之設計與繪製方法......................................................... 83 表 3-7 地形製圖要素與地圖圖層對應表..................................................... 89 表 3-8 國內已出版環境類地圖之地圖元素整理表..................................... 92 表 3-9 地形分類與地形架構之比較............................................................. 95 表 4-1 焦點團體訪談對象............................................................................. 102 表 4-2 主要議題以及對應問題與訪談場次................................................. 104 表 4-3 訪談問題 1-1 之整理結果................................................................. viii. 106.

(10) 表 4-4 對於地形特徵圖初版的整體感受..................................................... 109 表 4-5 訪談問題 1-2 整理表.......................................................................... 110. 表 4-6 對於地形陰影圖作為底圖的受訪者整體看法................................. 111 表 4-7 訪談問題 2-1 之整理表...................................................................... 112. 表 4-8 地形特徵圖插圖之使用者意見......................................................... 114 表 4-9 訪談問題 2-2 之整理表...................................................................... 115. 表 4-10 根據使用者意見所做的地圖修改.................................................... 125. ix.

(11) 第一章緒論第一節、動機與目的為因應國土管理之需，世界各國政府大多會製作地形圖(topographical maps)、地質圖(geological maps)、土壤圖(soil maps)等基本地圖，有部份國家還專門產製地形特徵圖(geomorphological maps)，又為因應自然災害管理之需，進一步發展出災害潛勢圖(susceptibility map)等。臺灣高動態變動之地形環境特色，加上土地趨近飽和的開發，過去數十年間國內的自然災害事件頻繁發生，並且有逐漸增加的趨勢(林雪美，2004；內政部消防署，2018)。對此，臺灣已出版各式環境類圖資得以作為認識環境的工具。這些圖資包括等高線地形圖如經建版地形圖、像片基本圖等，地質相關之分幅地質圖、環境地質基本圖，以及地質災害潛勢圖等等。然而，至今仍缺乏一套以地形為主題的地形特徵圖。地表形態為地形作用（營力）、地質構造、構成地形材料等在特定環境系統中交互作用的結果，對於曾發生過或未來將發生的災害事件，有一定的指標性（井口隆，2015）。意即不同的地形環境特色是造成災害的重要「原因」，因此了解各地的地形環境是對於災害溝通來說更為重要的一環。經地形製圖 (geomorphological mapping)所產製的地形特徵圖，目的在於完整記錄地表的地形特徵，並以地圖學的概念呈現於地圖上，應有助於使用者了解災害發生背後的「原因」。國際上，地形特徵圖的製作在 20 世紀初期便開始發展，如德國、義大利、波蘭等國皆嘗試建置屬於全國性的地形特徵圖規範，直至 20 世紀末地理資訊系統的興起後又帶起了一波現代地形製圖(modern geomorphological mapping)的風潮。然而，臺灣雖有少數學位論文或有關「地形製圖」的課題(王明志，1993；張瑞津，1997；林聖琪等，2015)，但至今尚無專責機構建置地形製圖規範或繪製地形特徵圖。在設計地圖前，應思考兩個主要問題：1.製圖目的以及欲傳達的主要訊 1.

(12) 息，及 2. 製圖對象或是地圖可能使用者(Otto et al.，2011)。過去在各國發展的地形特徵圖普遍存在資訊量過於豐富而難以閱讀的問題，而臺灣在尚未有屬於自身環境的地形特徵圖的背景之下，需釐清地形製圖的最終目的，以便在圖面資訊量以及易讀性之間取得適當的平衡。本研究以地形學的角度出發，在現代地形製圖的背景下，從國內外地形製圖經驗的基礎上思考如何利用地形製圖的方式在地圖上完整且清楚地表現地形的形態以及演育。本研究的具體目的為： 1.. 了解各國的地形製圖發展與經驗. 2.. 了解國內現有圖資並整合進行地形製圖. 3.. 了解潛在地圖使用者對於地形特徵圖之使用意見. 第二節、文獻回顧本研究的文獻回顧分為四個部分，首先彙整地形特徵圖之定義與常見分類，其次回顧目前國際上地形製圖的發展狀況，並接著檢視臺灣在地形製圖方面的發展，最後，針對地圖如何表現地形訊息進行回顧。. 一、地形特徵圖之定義與分類地圖記錄著製圖當下的地表狀態，其中地形是在野外中最容易見到的特徵之一(Collier et al., 2003)。地形特徵圖便是其中一種最常用於表達一地的地形環境特色的地圖。針對地形特徵圖的定義，Klimaszewski (1990)在波蘭的地形特徵圖手冊中認為是「一種告知使用者各種地形的分布、大小、起源、年代的地圖。」Barsch et al.(1987)則在德國的地形特徵圖手冊中，將其定義為「記錄各種高山地表地形，如石牆、冰磧、崩塌地等資訊的地圖都可稱為地形特徵圖。」義大利環境資源局則在義大利的地形特徵圖(ISPRA, 2007)中認為「一套呈現地表起伏形態(包含海底地形)的地圖，其功用在於描述地形形態的特色、解釋從過去到現在由內外營力所造成的地形，並且辨認地形的年代序列。」日. 2.

(13) 本地形界出版的地形學辭典中，定義地形特徵圖為「將任意區域的所有地形表現區分為各種地形類型的地圖，透過符號、顏色、數值等圖例組成，區分出不同地形類型的形態特徵、營力、形成順序(形成年代)等資訊」 (日本地形學連合，2017)。而 Otto et al. (2013)在(英國)皇家地理學會所出版的 Geomorphological Techniques 中，大致總結了地形特徵圖各種定義，認為是「一種利用圖示表示的地景分類系統，使用描繪圖形的方式記錄地形以及地表與近地表地質。 Graphical inventories of a landscape depicting landforms and surface as well as subsurface materials.」由此可知，地形特徵圖製做主要的目標便是完整記錄地表上的各式地形特徵。. 圖 1-1 Bentivenga et al. (2015)繪製之義大利 Craco 與 Pisticci 地區地形特徵圖. 地形特徵圖在分類上，可分為基本地形特徵圖(Basic/general geomorphological map)與專門地形特徵圖(Derivative/applied geomorphological map) (Dramis et al., 2011)。基本地形特徵圖主要是將製圖範圍內的地形環境資訊以良好的圖示表現方式呈現於圖上，主要的目的是使讀者了解一個地方的地形環境特色(Paron et al., 2008)。在 Journal of Maps 之期刊中，收錄了不少以一地. 3.

(14) 之地形製圖為研究主題的文章，該些文章所產製的即為基本地形特徵圖。例如，Bentivenga et al. (2015)採用義大利官方的地形特徵圖系統，為義大利 Craco 與 Pisticci 地區的惡地地形，繪製 1:16,000 的地形特徵圖(圖 1-1)； Lambielet et al. (2016)採用洛桑大學建置的地形特徵圖系統，繪製阿爾卑斯山 Hérens 山谷的地形特徵圖；Loibl et al. (2013)則是利用德國的地形特徵圖系統，製作了德國淺山地區的地形特徵圖(圖 1-2)。. 圖 1-2 Loibl et al. (2013)繪製之德國地形徵圖(節錄). 專門地形特徵圖是利用基本地形特徵圖作為基礎，進一步加值應用在不同的領域，如工程、防災、土地規劃等(Dramis et al., 2011)。如在日本官方的地形特徵圖體系中，「土地條件圖」為特別針對防災及土地規劃目的所繪製的地形特徵圖(圖 1-3)，該套地圖上呈現的資訊，包括地形分類、地形高度以及主要防災相關機構、人工結構物(河川與海岸)(國土地理院，2007)。同時，針對水災防治. 4.

(15) 的目的，日本也繪製所謂「治水地形分類圖」，並搭配說明手冊來理解地形訊息與災害之間的關係(國土地理院防災地理課，2015)。關於地形特徵圖在防災應用上之探討的文章頗多 (e.g. Petley, 1998；van Westen et al., 2000；van Westen et al., 2003；Seijmonsbergen, 2008)。例如，Parry(2011)為了評估香港地區的坡地災害潛勢，將香港的山坡地區進行地形特徵圖的繪製，以便未來對於防災工作的應用。Griffiths et al.(2011)針對英法隧道在英國端終點的地形，評估周遭的崩塌潛勢，進行詳細地形調查搭配影像判釋，以繪製大比例尺 1:500 的地形特徵圖。. 圖 1-3 日本土地條件圖之示例-田邊圖幅(國土地理院，2007). 工程的施作上時常也須面臨當地環境與災害的挑戰，地形特徵圖便提供了一項評估環境的重要工具。Brunsden et al.(1997)便針對地形測繪在公路工程上的目的提出以下幾點地形製圖需求： 1. 確定路線的一般地形特徵，包括對於替代路線的建議和有風險的位置。 2. 定義路線的「情況(situation)」，例如確認路線邊界之外的影響。 3. 提供現場地形演育的概況，包括施工材料放置的地點，以及施工期間和 5.

(16) 施工後會影響安全的地形作用發生位置。 4. 定義具體危害，例如崩塌、淹水等。 5. 描述排水特性、地表與地下排水的位置和配置、所需的排水方法類別。 6. 坡度分級，根據陡峭程度、起源和穩定性。 7. 對風化性質和程度的描述，包含對礦業塌陷和侵蝕的敏感度。 8. 地形單元的定義，作為鑽孔採樣計劃的架構並將衍生數據從採樣點擴展出來。由以上的回顧可知，地形特徵圖為一種適合用於表現地形特徵的地圖，並且根據使用目的的不同，可分為基本地形特徵圖以及專門地形特徵圖。. 二、地形製圖的發展與挑戰地形特徵圖的進程大致從 20 世紀初期的歐洲國家開始，早期的地圖大部分僅針對特定的地形進行繪製，如河階地形，其他部分的地圖則留白 (Verstappen，2011)。實際上要到 20 世紀中期較為成熟的地形分類圖概念才在歐洲地區蔓延，包括法國、英國、德國、波蘭、義大利等等國家都在這一波地形分類圖製圖的潮流上，在該國內大致是由地質調查單位擔任調查的工作，但比起地質圖的建置來說，以全國分幅地形特徵圖為目標的國家仍相對較少，甚至在美國並未有類似的計畫(Paron et al, 2011)。在 1968 年國際地理學會 (International Geographical Union，簡稱 IGU)的研討會上，其中一主題便是地形製圖，並且試圖整合各國的地形分類圖發展建置一套標準化的地形分類圖系統 (Demek, 1972)(圖 1-4)。. 6.

(17) 河流. 泉. 自然堤. 河道. 點沙洲. 沖積扇. 乾河床. 侵蝕階地. 三角洲. 瀑布. 堆積河階. 潛在氾濫原. 圖 1-4 國際地理學會之地形圖例(引用自張瑞津(1997)轉引 Demek(1972)). 但該嘗試結果並不成功，因地形相關研究的方法學轉變，即自然地理學在 1970 年代開始了一波量化研究的風潮，因此像是在地形計測方面就逐漸追求更高精度的地形訊息，並且 GIS 技術的出現也使資料處理方面可更加的細緻化 (Smith et al, 2017)，舊式的地形製圖技巧便越來越不適用。但 Verstappen (2011) 也提到，統一的地圖系統仍較為不切實際，應依照不同需求而有不同的地形製圖的彈性。因此，各國便根據自身的環境條件，發展出各式的地形特徵圖系統，特別是在歐洲國家(Paron et al, 2011)(表 1-1)。. 表 1-1 各國地形特徵圖系統彙整國家/繪製. 繪製年代、. 單位. 比例尺. 德國. 1986／. (Barsch et. 1:100000、. al., 1987). 1:25000. 其他資訊其產製了兩種比例尺的地圖，包括 27 幅 1:25,000 以及 8 幅 1:100,000 之地形特徵圖。地圖元素的呈現包括近地表地質、地形生成作用力、地形幾何資訊、水文資訊、定年資料。義大利的地形分類圖研究已經有相當的發展歷史。而由政府地質調查單位的計畫(CARG)主導，預計生. 義大利 (ISPRA, 2007). 1988／. 產出共計 652 幅全國性的地質以及相關的主題地. 1:50000. 圖，比例尺皆為 1:50000。其地圖元素包括地表型態、水文資訊、岩性及沉積物、地質構造、地形生成作用力、定年資料、地形演育資料(活躍性)。 7.

(18) 由國土地理院所生產的土地條件圖，目的在於防災方面的應用，甚至是更進一步做為未來都市規劃的. 日本 (田村俊. 1963／. 參考底圖，因此生產了比例尺為 1:25000 的土地條. 1:25000. 件圖。地圖方面，針對山坡以及泛濫原的地區進行. 和，2011). 重點的地形分類，同時也將人為改變地形的部分納入圖例系統中。稱為「中國地形輿圖」，共計生產了 74 幅比例尺為. 中國 2001／ (Cheng et. 1:1000000. al., 2011). 1:1000000 的地形分類圖，上面有超過 1300 種的地形分類。其地圖的地圖元素分成七種：基本地形資訊、地形生成作用力、地形生成次要作用力、型態、次要型態、坡度坡向、岩性。為國內 Project MAGNA 的一部分，目的在於生產全國性的地形分類圖以及相關說明書，以更加了解國. 西班牙 1986／ (Paron et al,. 1:50000. 2011). 內的自然環境。以等高線地形圖為底圖，地圖資訊著重於呈現地形生成的作用力以及地表的沉積物，並在圖例呈現上同時能夠表現年代以及類型。在說明書中有記載地圖上各種元素的說明，包括地形資訊、近地表地質資訊、地表沉積物資訊等。 1980 開始，荷蘭政府開始利用 GIS 系統進行大規模. 荷蘭 1960／ (Koomen et. 1:50000. al, 2004). 的地表以及近地表資訊的整合，成果為 TNO (the Netherlands Organization for Applied Scientific Research database)。利用 LiDAR 做為地行分析的材料，生產出 62 幅比例尺為 1:50000 的地形分類圖。. 波蘭. 由波蘭的科學研究院底下的地理與空間管理部門進. (geographia. 1968／. 行地形特徵圖的繪製，目的在於了解全國的環境裡，. polonica,. 1:50000. 不同地形種類的生成與演育。地圖上根據不同地形區給予不同的顏色，並且分類出不同的特徵地形。. 1982) 羅馬尼亞 (Maria et. 1976-1990. 在 1976 到 1990 年代，羅馬尼亞的地理官方單位生. ／1:200000. 產了涵蓋全國範圍的地形分類圖，比例尺為. 1997~今／. 1:200000。近期地理單位正在生產 1:25000~1:50000 8.

(19) al., 2011). 1:25000、. 比例尺的地形分類圖。圖例有 167 種分類，在地圖. 1:50000. 元素上包括有地質資料、構造資料、較粗略的地表分類以及九種地形分類(侵蝕、冰河、河流、海洋、喀斯特、風成、火山、構造、人為). 澳洲. 2004／. (Paron et al,. 1:100000、. 2011). 1:25000. 有別於白人為主的國家，澳洲是少數沒有生產全國性地形分類圖的國家，並於國內的「紅色大陸表面沉積物與地形(CRC LEME Programme)」中進行，共生產 205 幅。最初的目的是針對亞馬遜地區進行製圖，但最後是. 巴西. 1971-1985. (Paron et al,. ／. 2011). 1:1000000. 進行全國的環境調查，包括地質、植被、土地利用，同時也包括地形調查。最後總共生產 49 幅比例尺為 1:1000000 的全國地形分類圖。其地圖的元素包含地質資料、精確地形分類、構造資料、地形生成作用力以及地表沉積物。. 地形特徵圖發展至今已從傳統地形計測在 20 世紀末逐漸變成現代地形製圖 (Modern geomorphological mapping)，意即過去需要利用詳盡野外調查來建立環境基本資料的工作，現在已經可以利用多種數值資料如數值地形模型、光達等等進行快速的地形分析(Seijmonsbergen et al.，2013)。因此現在有關地形製圖的相關研究逐漸朝向地形的數值地形分析(Allen et al., 2012；Metelka et al., 2018)、資料精度的提升(Tarolli, 2014；Wheaton et al., 2015)。但不管是哪個時期的地形製圖，其發展仍然面臨一些根本上的問題，在 Bishop 的文章(2012)中提及數個 geomorphological map 需要面對的挑戰，如建立地形分類、不同尺度且可重複操作的地形製圖方法、決定地形繪製邊界、統一的圖例系統等(表 1-2)。而在 Griffiths et al (2008)的文章中更進一步針對地形特徵圖製作完後，對於不同使用者來說應考慮何種的地圖簡化(圖 1-5)。. 9.

(20) 表 1-2，地形製圖之相關議題(整理自 Bishop et al., 2012) 建立地形分類.   . 不同比例尺的地形製圖方法.  . 實際地表的地形階層為何?不同尺度的問題能夠被獨立呈現嗎? 如何以地形形態與地形生成資料來完整闡述一個地方的地形? 若已知作用力的速率變化，地形與演育時間的關聯性能夠如何被呈現? 圖面上應該要包含多少資訊，才成為一張有意義的地圖? 何種製圖方法最能夠整合各種知識、分析在 DGM 上?. 決定地形繪製邊界.  . 如何呈現多重成因的地形？地形分區應該呈現明確(discrete)的邊界或是模糊(fuzzy) 的邊界?. 統一的圖例系. . 何種呈現方式最能夠表達地表的起伏型態?. 統. . 時、空變化的資訊如何呈現在地圖上並整合?. 圖 1-5、目標使用對象不同所產製的各類環境類地圖，上排左至右為地形計測圖、地形特徵圖，及下排的災害潛勢圖 (Griffiths et al., 2008) 10.

(21) 然而，地形在地圖上如何被完整的展現仍是地形特徵圖最基本的重點之一。曾有學者認為地形製圖的相關工作逐漸落入 GIS 專業者的手上，反而地形學者在其中的參與程度越來越低(Radoane et al, 2011)。不可忽視的是，地形製圖本身的耗時與繁複使得近年以地形製圖做為研究的相關文章越來越少。同時在地形分析技術、地圖技術上有快速突破的同時，卻也忽略了本身地形特徵圖所蘊含的地形訊息的重要性。因此本研究擬提出一套以採用大量國內現有圖資作為方法，並以地形學角度為設計出發點的一套製圖系統，期望能有效的改善地形製圖效率並且促進地形訊息的溝通。. 三、臺灣在地形特徵圖方面之發展臺灣文獻方面，以地形特徵圖為主題的文章數量並不多。最早的嘗試算是以王明志製作的碩士論文(1993)以及出版的文章(1993)為首，接著則有張瑞津 (1994、1997)對於地形特徵圖(文中以地形學圖稱之)的簡介。這些對於地形特徵圖的嘗試也剛好是 20 世紀末國際上對於地形特徵圖的一波風潮。在王明志 (1993)的碩士論文中，根據多種的地形屬性，包括地勢高低、岩石的類性、未膠結沉積物的粒徑、土壤含水量等，並利用不同地形之間的遷急線作為邊界，在臺北盆地及周圍劃分出 12 種地形分類(圖 1-6)。然而，要直到 2015 年，臺灣才重新在地形特徵圖繪製方面有了新的嘗試。林聖琪等人(2015)選定兩處可能發生潛在大規模崩塌災害之集水區，也就是屏東縣霧臺鄉大武聚落以及嘉義縣竹崎鄉文峰聚落，參考義大利國科會地質水文防治研究所於 2007 年所製作的地形特徵圖後，進行針對臺灣聚落尺度的大比例尺地形特徵圖繪製，目的在於了解聚落附近邊坡的安全性，以利用在未來與社區民眾進行防災工作宣導等等工作(圖 1-7)。. 11.

(22) 圖 1-6 王明志(1993)論文中所繪製的地形特徵圖. 圖 1-7 以嘉義縣竹崎鄉文峰聚落為例的地形特徵圖(林聖琪等，2015). 在臺灣相關地圖出版方面，已經有相當豐碩的各式環境類地圖成果，包括基本地形圖(包含經建版地形圖、像片基本圖等以等高線地形圖為主之地圖)、 1:50000 分幅地質圖、環境地質基本圖、災害潛勢圖等等，對於了解臺灣的自然環境有相當重要的貢獻，但目前仍未有以地形特徵圖(或是 geomorphological map 等相關名稱)為名出版的地圖。從日治時期開始的相關地形研究至今，成果相當豐碩，尤其在地圖方面也有不少有系統性的中比例尺分幅地圖出版，如 1904 年的臺灣堡圖、1921 年的臺灣地形圖等等。在臺灣的各式地圖中，較為常見的為以等高線來表現連續的地表形態。除了等高線外，尚有紀錄部分的地形特徵，如地形崖、乾河道等。然而地形圖演變至今，所呈現的地形訊息越加的簡化，如在經建版地形圖已無地形崖的圖例標示(表 1-3)，顯示臺灣地形相關地圖在地形訊息的呈現上越顯缺乏。. 12.

(23) 表 1-3 臺灣環境類地圖地形資訊整理表地圖*. 河道/支流. 地形訊息沙地. 礫灘. 地形崖. 乾河道/乾溪. 1:20,000 臺灣堡圖 1898~1904 1:25,000 臺灣地形圖 1921~1945 1:25,000 二萬五千分之一地形圖 1951~1956 1:25,000 經建版地形圖 1985~2003. 無可由顆粒大小推測. 而在目前已出版的地圖中，與地形特徵圖較為接近的是由經濟部中央地質調查(以下簡稱中央地調所)所出版的「環境地質基本圖」。中央地調所於 2002 年開始執行為期五年之「都會區及周緣坡地整合性環境地質資料庫建置計畫」(地調所，2002)，該計畫主要針對坡地之各種地質災害進行詳細的調查，並且界定與繪製地質敏感區，主要目的在於建置一套完整的資料庫，以補足國內有關環境地質災害的相關資料。整體計畫規劃在五年內分期針對都會區與周遭之山坡地進行分區調查及圈繪工作，面積達 1000 平方公里以上，同時調查成果將較以往更為精細，包括岩性、岩體強度、各項環境地質資訊等(地調所，2008)。最後該計畫完成四種主題地圖並出本版成圖集，地圖包含「環境地質基本圖」(圖 1-8)、「岩體強度分布圖」、「岩性組合分布圖」(圖 1-9)、「地質災害潛勢圖」。. 13.

(24) 圖 1-8 坡地環境地質基本圖：國姓圖幅 (經濟部中央地質調查所，2003). 圖 1-9 岩性組合圖：木柵圖幅(經濟部中央地質調查所，2005). 同時，由台北市政府產業發展局(原建設局)在 2000 年初期進行的「測繪臺 14.

(25) 北市五千分之一環境地質圖及建立環境地質資料庫計畫」產製環境地質基本圖的相關成果(產發局，2000)，但對象更針對台北市周緣的山區進行繪製四大主題地圖，包括 1:1000 環境地質基本圖(圖 1-10)、1:5000 環境地質基本圖、 1:5000 坡度圖、1:5000 山崩潛勢圖。有別於中央地調所出版的地圖，由台北市政府所出版的環境地質圖上還多套疊了地層的資訊。. 圖 1-10 臺北市環境地質圖：舊庄圖幅 (圖片來源：中興社防災科技研究中心網頁，瀏覽日期：2017.05). 其中，在環境地質基本圖的內容部分，其比例尺為 1/25,000，但在所有調查及圖層數化工作均以 1/5,000 之地形圖作為工作底圖進行(地調所，2003)。圖面上使用 10 公尺為間隔的等高線作為底圖，上方放置重要道路之圖徵，最上層則表現圖幅內的環境地質資訊(圖 1-11)。製作過程包含彙整歷史地質災害資料、 DTM、等高線及正射影像製作及地形判釋、近期航照影像立體像對判釋，並輔以野外調查檢核。調查項目以及最終地圖繪製的地質災害分類包括： 15.

(26) 1.. 落石（崩崖、崩崖面及堆積區）、. 2.. 淺層崩塌（崩崖、崩崖面及堆積區）、. 3.. 深層滑動（崩崖、滑動面及堆積區）、. 4.. 順向坡（地形面範圍）、. 5.. 土石流（流動區、堆積區及古沖積扇）、. 6.. 煤礦坑道及採掘區、. 7.. 棄填土區(（一般棄填土、礦渣堆積、垃圾掩埋場之堆積範圍). 8.. 河岸與向源侵蝕(侵蝕位置) 。. 圖 1-11 環境地質基本圖-圖上呈現各式崩壞地形及人為開發(地調所，2002). 綜合以上，臺灣在地形特徵圖相關的研究與計畫成果仍較為缺乏。而最接近地形特徵圖的環境地質基本圖，雖然其中所包含的環境地質資訊也會出現在地形特徵圖當中，但圖上僅針對崩壞地形進行詳細的分類，仍缺乏更多特徵地形的判釋。以普通地形特徵圖的概念來說，應以完整呈現地表上的地形為主要目的。而且在過去臺灣的相關地形製圖文章也皆無以分幅地圖的概念作為思考，因此本研究將參考各國的地形製圖經驗以及國內分幅地圖作為本研究之地形製圖的基礎，並再藉由彙整臺灣已出版的地形相關圖層進一步加值成為本研 16.

(27) 究之地形製圖的重要材料。. 四、地圖上的地形訊息呈現地形(landform)可視為構成地表型態的單一或是典型單元(De Blij et al., 1996)，與 topography/relief 等名詞相比，landform 又更指稱受到一定的生成作用力所形成的地形單元(Pike et al, 2009)。而地形又可分為特徵地形 (landform/specific lanform)與連續地形(land surface form/general landform)(Evans, 1972)。前者屬於有一定邊界範圍的地形特徵，並被包含在連續地形當中；後者則為覆蓋整個地表的連續地形起伏(Evans, 2012)。為了表示這些地表的地形，如何將立體的地景轉變成為平面的地圖是地圖學者至今仍不斷在思考的問題 (Orford, 2005)。在地圖呈現上有許多不同的形式(圖 1-12)，其中在 Buckley et al. (2004)較完整地整理出各種地圖表現地形的方式，其中包括寫生地圖 (Perspective-pictorial maps)、等高線圖(Contouring)、分層設色圖(Hypsometric tinting)、暈滃圖(Hachures)、陰影圖/暈渲圖(Hillshading)、地形計測圖 (Morphometric maps)以及地表單元圖/地形特徵圖(Terrain unit maps)。雖然該文章以針對表現高山地區的地形特徵為主要討論對象，但至今大部分為了表現地形所做的努力仍依照這些方式繼續的在發展中(Mitasova et al., 2012)。. 17.

(28) 圖 1-12 地形之圖示方式(Bishop et al., 2012) A.實際地表、B.連續地形、C.特徵地形. 其中，比起等高線地形圖 (topography map)利用等高線來顯示不同高度坡度的地形變化來說，地形特徵圖(geomorphological map)的特色則是直接使用不同圖徵，將地形特徵註記在地圖上，方便使用者能夠更快速了解地表上的不同地形的空間分布形態，以利進一步的分析利用(王明志，1993)。地形特徵圖因為需將立體的地形特徵轉化成為平面的地圖圖例，常使用點、線、面符號來表現各式的地形(表 1-4)。符號的大小(size)時常表示地形的實際大小、作用範圍，而不同的圖案結構(texture)的表現方式常用於表現大面積的資訊，如岩性、坡度 18.

(29) (Otto et al., 2011)。顏色方面則利用色相(hue)、明度(value)以及彩度(chroma)色彩三特性的變化與使用者的認知上進行關聯，如藍色時常被聯想成與水體有關的特徵，如河道(Otto et al., 2011)。但在許多國家的地形特徵圖中經常展現的地形作用力(Gustavsson et al., 2006)，則自成一套體系以顏色區分不同作用力，如許多國家皆將河流作用造成的地形標示成綠色，並非藍色。而 Robinson et al. (1995)則曾在<Elements of Cartography>中提到，地圖的視覺變數包括：形狀 (shape)、大小(size)、方向(orientation)、色相 (hue)、明度 (value)、彩度 (chroma)，這些視覺變數將會影響地圖設計上的四個重點，一張好的地圖應依循這四個原則進行設計： 1.. 易讀性(legibility)：透過符號大小、符號隱喻，使讀者能夠快速理解地圖上. 的資訊。 2.. 視覺對比(visual contrast)：視覺呈現清楚。. 3.. 形底關係(figure-ground)：利用心理學對視覺的互動，凸顯地圖主題。. 4.. 階層組織(hierarchical composition)：透過符號粗細大小或色彩濃淡，表達具. 系統性的地理資訊。. 表 1-4 地圖圖徵設計(整理自 Otto et al., 2011)) 大小. 形狀. 結構. 色相. 點 -. 線面 -. -. 19. 明度.

(30) 綜合文獻回顧，臺灣尚無一套有系統性的全國地形特徵圖，若能以分幅地圖的概念進行設計，將對於未來臺灣全國性的地形製圖更有幫助。因此，在本研究所設定的地形特徵圖應為基本/普通地形特徵圖，並且考慮地圖使用者對於地形訊息溝通的有效程度。另外，嘗試在平面的地圖上表現地表上立體的地形訊息一直是一門研究的課題，而在現代地形製圖的基礎上，利用 GIS 等技術製作等高線、陰影圖的技法也越加成熟。對於地形特徵圖來說，最重要的目標在於如何使地形圖徵能夠平衡地在地圖上表現並達到最佳的地形訊息溝通效果。因臺灣在地形圖例上的缺乏，本研究將優先參考國外地形製圖的經驗來製作屬於臺灣的地形圖例，並且利用高精度之數值地形資料，試圖將地表的連續起伏達到最好視覺化效果。. 第三節、研究方法一、研究流程為達到本研究之目的，本研究藉由選定的幾種地形特徵圖系統加以比較國際上地形製圖的特色。接著參考國內外相關的地形製圖經驗並彙整國內各項圖資，初步繪製一張以地形、地質和地圖專家意見為主的地形特徵圖。並再利用焦點團體訪談的方式了解不同地圖使用者對於地圖的意見，根據此調查意見重新修正地形特徵圖，以達到地形訊息溝通的目的(圖 1-13)。. 20.

(31) 圖 1-13 研究流程圖. 二、國外地形特徵圖系統蒐集與整理臺灣尚無地形製圖的作業規範，但國際上不少國家在地形製圖的相關經驗已相當豐富，值得參考。本研究挑選四套地形特徵圖系統，分別由政府單位所出版的義大利、日本系統，以及由學術單位所出版的瑞士、瑞典系統，以深入了解國際上不同地形特徵圖的地形訊息呈現差異，作為地形製圖方面的參考。挑選的依據包括：有系統性的圖例系統與地圖呈現規範、有實質繪製或出版的地圖。地圖規範等相關資料盡量從地圖生產的官方單位取得以確保資料的正確性 (表 1-5)，接著本研究藉由文獻蒐集與整理的方式進行探討，以了解各國地形特徵圖之間在地圖呈現上的優勢與劣勢。本研究主要針對組成地形特徵圖的幾項 21.

(32) 地形製圖要素進行比較分析，分別為特徵地形(morphography)、連續地形 (morphometry)、地形生成作用(process/genesis)、地質資訊(geology/lithology)、地形年代(chronology/age) (Gustavsson et al. ,2006)。. 表 1-5 各國地圖系統資料來源地形製圖系統. 比例尺. 來源原文： Istituto superiore per la protezione e la. 義大利 (官方單位). 1:50000. ricerca ambientale(ISPRA) 英文： The Italian Institute for Environmental Protection and Research. 日本 (官方單位) 瑞士 (學術單位). 1:25000. 國土交通省-國土地理院. -. University of Lausanne 1.. Gustavsson, M., Kolstrup, E., &. Seijmonsbergen, A. C. (2006). A new symbol and GIS based detailed geomorphological mapping system: Renewal of a scientific 瑞典 (學術單位). 1:10000. discipline for understanding landscape development. Geomorphology, 77(1-2), 90-111. 2.. Gustavsson, M., & Kolstrup, E. (2009). New. geomorphological mapping system used at different scales in a Swedish glaciated area. Geomorphology, 110(1-2), 37-44.. 三、地形製圖流程根據 Knight 等人(2011)所提出的地形製圖的方法，大致分為製圖前期、中期以及後期。不同階段所對應的製圖工作也有所不同，將於下方進行說明。 (一)製圖前期在此階段的工作包括決定製圖目的及對象、製圖區域，以及充分蒐集現有 22.

(33) 的相關資料。本研究盡量採用臺灣由官方單位或是學術單位已出版的地形圖層，因地形的調查相當費時，且非本研究所欲探討的項目，使用現有資料將能使地形製圖更有效率。有關臺灣相關資料彙整的部分將於第三章進行更詳細的討論。針對地圖的比例尺以及製圖區域，若能參考類似比例尺的現有分幅地圖較能減少既有圖資套疊時發生區域不合或是比例尺精度限制的問題。另外， Dramis et al.(2011)也提到中比例尺地圖(1:25000~1:50000)能夠完整展示大部分地形的特徵，對於了解整體環境的地形演育相當有幫助。綜合以上，本研究將以 1:25,000 的經建版地形圖的「木柵」圖幅作為主要的製圖區域，選擇的理由如下： 1.. 區域內的地形多樣，有助於展示地形訊息的呈現效果。包括從山地至丘陵再到平原區，各種地形區內也有不同的特徵地形單元出現，如河階、沖積扇、岩體滑動、土石流等等地形。. 2.. 區域內曾經發生過較為重大的山崩、土石流、水患事件，如為在潛在大規模崩塌區的忠治聚落，或是發生嚴重洪水溢淹的廣興聚落等。有助於展現地形特徵圖記錄地形動態的能力。. 3.. 土地覆蓋類型多元，包括自然地景至人為地景（如，都市聚落、鄉村聚落及水利設施與防洪設施等）。且區域的下游處為臺灣人口最密集區域-台北市區，若在上游處曾有頻繁地形變動事件的發生，如為數眾多的山崩事件，可能會連帶影響下游的防救災工作，如原水濁度增高等。. (二)製圖中期在製圖中期的工作主要為室內的地形判釋，並且根據判釋結果，進行野外的抽樣檢核。然而，因為需有大量的研究調查才能支持地形特徵圖的繪製，在過去的地形製圖經驗當中，製圖中期時常是最為費力耗時的階段。本研究並不. 23.

(34) 進行地形判釋等相關工作，而選擇採用臺灣官方或是學術單位已出版的地形圖層作為圖資來源，期望能使地形製圖更有效率。有關臺灣相關資料彙整的部分將於第三章第二節進行更詳細的討論。. (三)製圖後期後期工作包括選擇適合的地形圖例、地圖圖層安排、圖幅整飾，以及最後的地圖繪製。 1. 地形圖例、地圖圖層安排、圖幅整飾：以理解地形為目的進行設計，本研究根據國外地形特徵圖表現地形的方式作為參考，設計適合臺灣的地形表示方式。此部分內容將於第二、三章進行更詳細的討論。 2. 地圖繪製：本研究的主要的製圖工作以 ESRI 公司所出版的 ArcGis10.2 進行 GIS 圖層的套疊與部分繪製工作。本研究將所收集的圖資匯整至 ArcGis 中，以臺灣二度分帶 97 座標系統作為作業平台的坐標，並再參考國外地形特徵圖的圖例系統設計圖例。惟部分具方向性的圖例如沖積扇則需在繪圖軟體中自行繪製。為與後續的地圖版面設計連動，在 GIS 的出圖環境中，便事先設定好地圖的長寬以及主圖的位置，以便後續在匯入繪圖軟體中能夠保持各項圖層的地理位置正確性。本研究所定義的地圖版面為印刷紙張中常見的 B1 尺寸，即 1040 mm*760 mm，該大小應能夠滿足地形特徵圖之主圖以及額外插圖的版面配置需求。在後續圖層疊置以及地圖版面設計的部分，本研究以 Corel 公司所出版的 Coreldraw X7 進行地圖的版面設計及最後的出圖。將 GIS 地圖藉由地圖圖層概念匯入至 Coreldraw 中進行更為細緻的調整修飾。圖面上的文字註記、圖例也於此階段完成。其中，考量比例尺 1:25,000 的圖幅，. 24.

(35) 實際地表寬 50 公尺以下之長條狀地形、地物在地圖上為 0.2 公分，乃改以粗 0.2 公分的線符號表現之。. 四、焦點團體訪談本研究採用焦點團體訪談的方式進行地圖意見的蒐集。焦點團體法被廣泛應用在各種決策相關的討論上(章美英等，2006)，同時也被使用在評估地圖訊息的有效傳遞上(Monmonier et al., 1994)。「焦點」意謂訪談的過程是聚焦在幾項特定的主題進行討論，會議採用團體訪談的方式，並由主持人帶領討論(Beata, 2014)。其最主要的優點在於對參與者的發言採取開放性、批判式的評論，因此能有效率地蒐集更為多樣的資訊(Stewart et al. ,2000)，對於地圖應盡量滿足不同使用者的需求上相當有效。焦點團體訪談的另一個優點在於主持人於會議之間所扮演的輔助角色。在收集地圖意見方面，問卷調查以及訪談皆為經常被使用的方法。許多研究採用問卷調查方式，將地圖融入問卷問題中並請使用者表達對於不同地圖的意見(Thompson et al., 2015；Stewart et al., 2017)。但對於訊息量豐富的地圖來說，受調查者可能必須以問卷所提供的有限文字及圖片，了解問卷所欲表達的問題核心。若有不甚瞭解之處則必須以其他的通訊方式了解問題涵義，在訊息往返之間就會耗費不少時間。因此若採用焦點團體訪談的方式，便可在現場以主持人協調訪談的進行以及解決討論之間的問題，應能夠有效率地蒐集更多的地圖相關意見。. (一)會議對象地形特徵圖的使用者包括從專業領域的學者到半專業的土地規劃者皆可能 (Smith et al., 2017) (表 1-6)，因此本研究利用舉辦專家會議、專題演講的機會，以蒐集使用者的意見，訪談時間從 2017 年 7 月開始至 2018 年 2 月為止。會議根據地形特徵圖（修訂中）進行全圖的總體討論，訪談對象以實務應用地圖的. 25.

(36) 角色為主，包括 GIS 分析師、土地規劃者等等。在研究期間共進行了六場訪談，包含 65 位潛在的地圖使用者。. 表 1-6 地形特徵圖的可能使用者 (翻譯自 Smith et al. (2017)，並另新增防災教育推廣者一欄。) 使用者. 使用目的. 學者. 學術研究上，對於環境分析、災害分析、環境規劃、製圖原則等等方面，能夠提供各種環境科學研究者各方面的助益。. 土地規劃者. 在決議土地規劃的計畫時，使用地形分類圖做為分析的工具之一。. 決策者. 地方政府或是中央政府必須在發開的決策前，須使用地形分類圖進行地表環境的分析，以作為參考的依據之一。. 地主. 對於土地被開發的一般民眾，或是會因為開發案而受到正面或負面影響的在地居民，可使用地形分類圖做為參考的工具之一，以檢核居住環境的品質以及安全性。. 工程師. 針對開發前的環境調查，或是已開發地區的安全性檢核，會需要使用地形分類圖做為環境分析的工具之一。. 資源探勘. 對於水資源開發、礦採開發或是國家型的地質探勘計畫，會需要使用地形分類圖做為分析的工具來使用。. 保險業務. 對於那些針對保險業務，評估居住的環境品質以及安全性來作為保險的依據，就會需要使用地形分類圖來作為評估的工具之一。. 災害回應規劃者. 針對容易治災的區域(如易發生洪水區、土石流潛勢區、崩塌好發區等等)，那些需要制定災害應變計畫的規劃者，就可能需要使用地形分類圖來做更好的災害應變對策。. 防災教育推廣者. 地形特徵圖可做為一個認識環境的工具，藉由地形特徵圖來了解一個地方的地形特色。並且可以進一步延伸思考地形與自然災害之間的關係。. (二)會議進行會議的流程參考 Morgan(1996)根據 Kirk and Miller's (1986)提出的質性研究四階段進一步改良的結果，即為計畫(planning)、招募受訪者（recruiting）、主持 26.

(37) 會議（moderating）、分析及報告（analysis and reporting）。會議中的主要議題包括「地圖呈現」以及「插圖選擇」兩者，並根據主要議題進行討論問題的設計，會議進行中則依情況由主持人進行適當調整，詳細問題將於第四章說明。每次的工作坊以 2 小時為主，全程錄音、錄影記錄。各次的訪談共 3~17 人進行參與，並由主持人帶領工作坊的議題討論。過程中受訪者將分為 2~3 人的小組進行討論，並在每個議題提供每個小組 3~5 分鐘的時間說明想法，最後由主持人帶領所有人進行全員討論，若該議題達到共識後，便開始下一議題的討論(圖 1-14)。. 圖 1-14 會議進行過程照片(來源：使用者自行拍攝). (三)結果分析從會議中蒐集的資料，將針對不同的結果進行分析。若為統計類的成果，將統整為表進行進一步分析與討論；若為討論形式的成果，將利用焦點團體訪談資料分析中常見的主題分析法(Thematic Analysis)進行分析與討論。主題分析法的其中一項分析方式為，藉由整理訪談逐字稿，將與預設主題相關的字句挑選出來，最後彙整成對於該項主題的意見，有利於針對該主題進行進一步的分析(Braun et al, 2006)。因此對於本研究來說，將能夠更有系統性地彙整使用者的地圖意見。. 27.

(38) 第四節、研究區概況本研究之研究區為 1:25000 經建版地形圖之木柵圖幅範圍，範圍從經度西起 121°30’ 00” E、東至 121°37’ 30” E，北起 25°00’ 00” N、南至 24°52’ 30” N 之間，行政區橫跨台北市的文山區，與新北市的中和區、新店區、深坑區、烏來區(圖 1-15)。. 圖 1-15 研究區圖-經建版地形圖木柵圖幅. 一、地形與地質本區域內主要由平原、丘陵、山地三大地形區所組成。根據楊貴三等 (2010)的地形分區，主要位於台北盆地、加里山山脈以及雪山山脈之地形區中。區域內最高點為位於南勢溪流域的大桶山 917 m，整體區域高度從東南逐漸向西北降低，而山脈走向則以東北-西南向為主。本區內的地質以漸新世及中新世的岩層為主，並在部分區域有更新世的階地堆積層及現代沖積層(林朝宗，2000)。岩層、構造線的走向大致符合山脈走勢，呈現東北東-西南西的走向。數條構造線的通過影響本區的地形演育，對於自然災害的發生皆有一定程度的影響，包括碧潭斷層、屈尺斷層、貓空斷層、 28.

(39) 忠治斷層對於山脈走勢的控制，以及磺窟向斜對於南港層的厚層砂岩出露、插天山背斜對於出現順向坡的影響。區域內的特徵地形以崩壞地形以及河流地形為主要地形特色。崩壞地形中的山崩災害在區域內零星分布；落石災害分布於邊坡陡峭的位置，時常與南港層、石底層、大寮層、木山層中的厚層砂岩的垂直出露有關。現生土石流災害在本區內零星出現，除了忠治聚落在 2015 年蘇迪勒期間曾有重大的土石流災害外，大部分土石流地形則以谷口的扇狀地分布於新店溪的各條支流當中。另外，在河流地形的部分，新店溪中下游河段沿岸有河階地形的分布，並於新店溪進入景美盆地之區域有一沖積扇的分布(木柵圖幅說明書:沈淑敏等，2017)。. 二、河川水文研究區內以新店溪作為最主要的河流，由南而北於板橋及萬華一帶注入大漢溪。流域內最高處為西南側之塔曼山（2,130 公尺），整體地形南高北低(木柵圖幅說明書:沈淑敏等，2017)。在研究區範圍內，由新店溪下游景美地區有景美溪的匯入，至青潭區域則有青潭溪匯入，此兩溪為新店溪下游最主要的支流。逐漸往上游接近龜山地區，新店溪則在此分為北勢溪及南勢溪。北勢溪向上游即為現今翡翠水庫的位置；南勢溪則持續向上游發展，主要的支流包括平廣溪以及加九寮溪。如同臺灣各地的山區特性，區域內的邊坡上有不少蝕溝的發育，對於邊坡災害的形成有一定程度的影響。. 29.

(40) 第二章國外地形特徵圖之彙整與比較本章主要針對國外官方或是學術單位已出版的地形特徵圖進行詳細比較。首先了解國外的地形製圖經驗背後地圖發展的原因，並且比較各自的呈現特色。再以臺灣環境為本作為地圖製作考量下，選擇各國的地形特徵圖之特色作為地形特徵圖製圖初稿的參考基礎。本章選定數套較具代表性的地形特徵圖系統，包括官方出版之地圖，如義大利、日本等，或是由學術單位所出版之地圖，如瑞士洛桑大學、Gustavsson et al.(2006)，從其製作發展簡述開始，了解該地形特徵圖發展狀況以及大致的地圖特色，且根據該國相關製圖規範以及實際地圖，了解不同地圖的圖層安排。並接著再從組成地形特徵圖最基本的幾個面向進行深入探討，包括連續地形、特徵地形、地形生成作用力、地質資訊、地形年代等以上五個面相，以了解各地形特徵圖在地圖呈現上的特色與差異。最後，進行綜合比較後選擇較適合臺灣參考的地形特徵圖特色。. 第一節各國地形特徵圖概述一、義大利義大利對於地形分類圖的製作已有一段歷史。最早的地形特徵圖製作以 Panizza M(1966)在<Carta ed osservazioni geomorfologiche del territorio di Calopezzati (Calabria) / Mario Panizza>一文中作為嘗試，以標示特徵地形為主，特徵地形顏色的區隔在於地形的活躍度；底圖使用岩性圖並以顏色區分(圖 21)。但要到 1988 年，由義大利政府之地質調查單位(Servizio Geologico d’Italia, ISPRA)的國家型地質圖繪製計畫(CARG)才算是義大利開始有系統性的地形製圖。此計畫主要以地質調查與製圖為主，預計產生 652 幅涵蓋義大利全區的 1:50000 地質圖。同時全國性的地形特徵圖規劃也包含在此地圖繪製計畫當中， 30.

(41) 相關的指南「Geomorphology Map of Italy 1: 50,000 - Survey Guide」一併收錄在 Geological Service Books 當中(ISPRA, 1994)。最初製圖時所採用的是 1:25000 或是 1:10000 的比例尺進行現地調查或是繪製，最後再以 1:50000 的比例尺作為成圖的輸出比例尺。因此當進行比例尺的縮小時，會選擇性地呈現地圖上最主要的地形特徵，部分的地形則會因為地圖簡約化而省略(圖 2-2)。. 圖 2-1 義大利地形製圖發展初期之地形特徵圖(Panizza M, 1966). 圖 2-2 義大利地形特徵圖(ISPRA, 2008) 31.

(42) 在義大利的地形特徵圖中，地圖的圖層共包含 5 個種類，分別是地表高度 (等高線)、地質資料(岩性、構造)、水文地理、特徵地形、地質年代(ISPRA, 1994) (圖 2-3)。其中以地質資料以及特徵地形為主要填色的圖層，地質資料根據不同的岩性有不同的顏色設計，而特徵地形的顏色則根據不同的地形生成作用有所差異。. 圖 2-3 義大利地形特徵圖之圖層安排. 二、日本相較於歐洲對於地形分類圖已經自成一套系統，亞洲國家則較為缺乏。目前則以中國以及日本作為代表，同樣都為發展較早、系統較成熟之地形分類圖。惟中國因地區幅員遼闊，在 2000 年開始執行全中國的地形分類圖製作計畫 (名為「中國地貌圖」)，地形分類圖的比例尺為小比例尺的 1:1000000(Cheng et al, 2011)。而日本之地形分類圖的比例尺分別為中比例尺的 1:50000 以及 1:25000，值得進一步探討。日本的地形分類圖有兩大系統，包括由國土政策局所繪製的全國性「土地調查圖」，以及由國土地理院繪製的「土地條件圖」(圖 2-4)以及「治水地形分. 32.

(43) 類圖」。前者比例尺為 1:50000，後者則為 1:25000。前者屬於基礎調查，根據不同的行政區單元(市、町、村)，有更大比例尺的土地調查圖(1/2,500～ 1/10,000)；後者則利用前者之調查成果，針對防災需求進行不同的主題地圖製作(田村俊和，2011)。根據 1951 年日本政府所頒布的<國土調查法>，必須進行全國性的土地調查，其中就包括地形調查。因此在 1955 年公布了<地形調査作業規程準則>以便進行全國地形調查，以產製土地調查圖。而在土地條件圖的部分，在 1954 年中京區域(以名古屋為中心)遭受颱風侵襲後，日本政府進行災後的調查，包括受災區域、土地特色、地形特徵等等，並與災前情況進行比較研究，這也促成了將來針對國土內土地現況、地形調查的開始(大矢雅彦，1998)(表 2-1)。在 1959 年調查開始進行，不僅針對洪水災害進行重點調查，也針對可應用至更廣層面的基礎地形調查、土地利用等等調查項目進行施作。因此在 1995 年的阪神大地震，政府單位就能夠將地震災害與自然條件(包括地形及土地利用)之間的關係進行更進一步的分析(大矢雅彦，1998)。. 表 2-1 日本地形特徵圖發展現況(翻譯自大矢雅彦，1998) 圖名. 比例尺. 製作單位. 完成年代. 國土調查法之土地分類基本調查地形分類圖. 1:50000. 經濟企劃廳. 1954～1975. 地形分類圖. 1:50000. 各縣市政府. 1970～今. 資源調查會水害地形分類圖. 1:50000. 資源調查會－科學. 1956～今. 技術廳國土地理院之土地條件調查、沿岸海域基礎調查土地條件圖. 1:10000、. 國土地理院 33. 1968～今.

(44) 1:15000、 1:25000、 1:50000 沿岸海域土地條. 1:25000. 國土地理院. 1972～今. 件圖建設省之都市地盤調查微地形分類圖. 1:25000. 建設省計畫局、各. 1961～1970. 縣市政府農林水產技術會議之地形調查地形分類圖. 1:25000. 農林水產技術會議. 1958～1959. 林野局地形分類圖. 1:50000. 林野局. 1951～~1956. 地形區分圖. 1:50000. 林業試驗所. 1957. 圖 2-4 日本土地條件圖-函館 34.

(45) 在日本的地形特徵圖中，地圖的圖層共包含 3 個種類，分別是等高線、人為設施及防災相關機構、特徵地形(国土地理院，2007)，主要之填滿色塊為各式的特徵地形(圖 2-5)。. 圖 2-5 日本地形特徵圖(以土地條件圖為例)之圖層安排. 三、瑞士瑞士的地形特徵圖系統已經發展超過 20 年，主要是由瑞士洛桑大學負責研發，以提供各學術單位及政府機關使用(圖 2-6)。其主要的分類概念即利用不同的地形作用力分類出各種的地形。包含構造地形、水文地形、河流地形、冰河地形、重力地形、冰緣地形、冰雪地形、喀斯特地形、湖泊地形、人為地形。主要的特色如以下幾點(Maillard et al., 2011)： 1.. 利用不同顏色標註不同的地形作用力。. 2.. 利用記號呈現那些具有地形生成上的重要性的地形，並搭配相關作用力的顏色。. 3.. 地形動態變化分成侵蝕作用、堆積作用，分別利用白色以及其他色彩作為呈現。. 4.. 坡度分級、岩性資料並未呈現在地圖上。最初這些圖例都是利用手繪的方式保存。到 1990 年代才剛始嘗試利用數位. 化的方式輔助地圖的生產。目前地形分類之資料是利用 GIS 資料庫保存，分為 35.

(46) 「點資料」、「線資料」、「面資料」。. 圖 2-6 瑞士地形特徵圖(Lambiel et al., 2016). 在瑞士的地形特徵圖中，地圖的圖層共包含 5 個種類，分別是地表資訊(道路聚落等)、等高線、地形生成作用力、水文地理、地形型態(特徵地形) (Maillard et al., 2011) (圖 2-7)。其中在地形作用方面分成侵蝕與堆積兩種，侵蝕作用以白色為呈現，其他以堆積作用為主的地區便由不同地形生成所代表的顏色進行表示。而以地形生成作用、地形型態之色彩設計根據不同的地形生成作用而定。. 36.

(47) 圖 2-7 瑞士地形特徵圖之圖層安排. 四、Gustavsson et al. (2006) 處於現代地形製圖的浪潮，GIS 相關軟體的盛行使得地形製圖在資料呈現、資料庫的處理方式皆有變革。Gustavsson et al.以現代地形製圖的概念研發一套新的地形特徵圖系統，包括以 GIS 的圖例設計與以資料庫儲存地形資訊等方式(Gustavsson et al., 2006)，並且證明該地形特徵圖系統適用於不同大小的比例尺上(Gustavsson et al., 2009)。其地圖的呈現重點在於地形形態以及地表未交結沉積物的粒徑大小(圖 2-8)。不同的地形成因會套用不同的顏色在地形形態以及未交結沉積物上，其地形成因共分成 11 類。而地質資料方面除了未交結沉積物外，地表地質的資訊則利用文字呈現，文字代表岩性，顏色則表示地質年代。. 37.

(48) 圖 2-8 Gustavsson et al.之地形特徵圖(Gustavsson et al., 2006). 在 Gustavsson et al. (2006)的地形特徵圖中，地圖的圖層共包含 5 個種類，分別是等高線、未膠結沉積物、水文地理、地形型態(連續地形)、岩性資訊(圖 2-9)。地圖皆無填滿顏色，利用符號填滿以及線符號的方式呈現。. 圖 2-9 Gustavsson et al. (2006)之地形特徵圖圖層安排 38.

(49) 第二節各國之地形製圖要素比較地形特徵圖的圖面上資訊豐富，理論上一張完整的地形特徵圖應該包含以下幾種地形製圖要素(Gustavsson et al. ,2006)： (1)地形特徵(morphography) (2)地形計測(morphometry) (3)地形生成作用(morphogenesis) (4)地質資訊(geology/lithology) (5)地形年代(morphochronology/age) (6)地形動態(morphodynamic) 基於這幾些地形製圖要素，國外的地形特徵圖根據目的有不同的設計，在這些基本要素進行搭配，值得用以做為借鏡。本研究挑選兩個官方出版地圖，包括義大利與日本，以及兩個學術單位出版之地圖，包括瑞士與 Gustavsson. et. al.(2006)，共計四種地形特徵圖做為比較的對象。. 一、地形特徵(morphography) 地形根據是否有明確的地形邊界，可大致分為「特徵地形(landform)」以及「連續地形 (land surface form)」(Evans, 2012)。特徵地形如河階、沖積扇等在地表上有較為明顯的範圍，可藉由坡度、形狀、範圍進行專家判讀而圈繪一特定地形區域；連續地形的邊界則較為模糊。在地形計測的面向，這兩種地形分類也可被區分為 specific geomorphometry 與 general geomorphometry 兩種。前者用於描述特徵地形，通常具有較為主觀的專家判讀；後者則用於地表形態，可將地表的情況作大致的分類(Evans, 1972)。地形特徵的繪製取決於各國的地形分類系統。以義大利的地形特徵(ISPRA, 1994)分類最為詳細，共呈現 325 種地形特徵。義大利之地形分類以地形生成作用力作為主要區分依據，像是崩壞作用、河流作用、冰河作用等等，以下再細. 39.

(50) 分為不同的地形單元，例如崩壞作用再細分為落石、地滑、潛移等等，河流作用則可細分為河階、沖積扇等等。其中，這些地形特徵又再以地形的變動程度區分為活躍以及不活躍兩種。地形呈現方式利用不透明的圖案填滿面符號來表示較大面積的地形、以線符號表示線狀之地形特徵、以點符號表示小型的地形。圖案上之不同的顏色表示為該地形的生成作用力(表 2-2)。. 表 2-2 義大利地形特徵圖之圖例(節錄) (ISPRA, 1994) 圖例（紅色）分類項目. 編號活躍■. 2.4 斜坡重力作用. 剝蝕作用. 崩塌. 崩落. VG1. 區位. 滑動. VG2. 流動(緩滑、潛移). VG3. 山崩階地. VG4. 反斜崖. VG5. 因潛移造成的地表不均. VG6. 因土石緩滑造成的地表不均. VG7. 受侵蝕的懸崖邊緣. VG9. 山崩溝. VG10. 受侵蝕的山脊. VG11. 崩塌. 崩落. VG12. 滑動. VG13. 流動(緩滑、潛移?). VG14. 體. 沉積作用. 小型崩塌；未分類崩塌. VG15. 碎石坡. VG16. 40. 不活躍■.

(51) 落石堆 / 崖錐. VG17. 崩積層. VG18. 成層崩積層. VG19. 日本之地形特徵(國土地理院，2007)使用地形分區的概念將地形進行分類，例如山麓地區可分類為沖積扇、崖錐等地形，低地則有河道、舊河道、沙洲等地形。地形呈現方式利用半透明填滿顏色的面符號來表現各式地形特徵，顏色的區分並無統一的標準(表 2-3)。. 表 2-3 日本之地形特徵圖之圖例 (節錄)(國土地理院，2017) 分類項目. 定. 義. 崖. 自然形成的窄而陡斜坡. 岩壁. 比高大的陡峭裸露岩塊在斜坡上裸露出的土地。包括除了崩塌體以外坡面上. 裸露地. 裸露的土地，像是裸露岩壁、崩塌後形成的坡面與海岸的裸露岩石。. 變形地形崩塌地 (滑落崖) 崩塌地 (滑動體). 不管移動速率的快慢，只要發生山坡塊體向下滑動都可稱為崩塌地形。頂部通常有崩崖，為塊體崩落的最上緣。由崩塌體堆積形成的地形起伏位於山麓出谷口處，以砂礫為主要組成的扇狀堆積地. 沖積扇. 形。. 平原之. 坡度在 2∘~15∘之間。. 微地形. 平行於河道，由細顆粒沉積物組成的微凸起地形，在自然堤. 洪水時期形成。比高 0.5~1m 以上. 41.