運用細胞自動體理論模擬都市更新對業種業態之影響
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(2) 謝. 誌. 三年的研究所生活終於接近尾聲了，在這過程中有喜有悲，而 論文能順利的完成最讓我感恩的莫過於恩師王瑞民老師這一路上 的細心指導，在論文的撰寫過程中，不管遇到任何的難題，王瑞 民老師總是盡力的協助解決；每當我怠惰或是進度落後時，王瑞 民老師總是不盡其煩的拿著鞭子隨後督促。也感謝吳文彥老師、 林佐鼎老師於口試期間對學生的指正與教導，使學生的論文能更 完善。 求學期間也感謝一路上傳道、授業、解惑的各位授課老師，給 予學生豐富的研究生涯知識；還有凌于右學長、賴玉恩學姐在求 學經驗累積中的指導；以及研究室中的秉銳、素慧、佳欣各位學 弟妹於口試時的協助。 這一路上也感謝家人的陪伴，在好幾次的夜歸中，父母總是耐 心的等候；在挫折途中，男友凱博總是不斷的鼓勵與耐心的包容； 在煩悶中，好友貝蓉、素秋、瓊文、慧茹、雅惠、敬烽、采崡學 姊、伯毅學長總是適時的為我增添一點生活色彩。 感謝這三年來恩師及各位老師在學識上的教導，也感恩恩師在 做人處事上的教導，讓我在知識上有所增長，行為禮儀上有所改 正；以及各位親朋好友的陪伴，讓我能順利的完成研究所的求學 過程。. 1.
(3) 摘. 要. 台灣的「都市更新條例」於八十七年十一月十一日公布實施 後，內政部在民國八十八年也分別公布與都市更新相關之六項子 法。而高雄市為都市更新的實施亦訂立了「高雄市都市更新自治 條例」以及「高雄市都市更新與都市發展基金收支保管及運用自 治條例」 。然高雄市現行之都市更新地區多以老舊地區為主，且以 公有土地佔大多數。在都市更新的發展中，亦鮮少探討地區商業 之發展影響。因此形成早期發展之地區商業業種過於零散，且土 地使用不符合都市計畫對於商業區之建蔽率、容積率的劃定，造 成都市空間的使用不合效益，阻礙地區發展。 本 研 究 透 過 都 市 更 新 之 手 法 ， 運 用 細 胞 自 動 體 （ Cellular Automata）理論的模擬，研究都市空間的商業使用，並以建築物 一樓之使用型態為主，區分為服飾業、飾品銷售業、餐飲業、其 他零售業、住家等，以實質的都市環境空間轉換為細胞空間，探 討地區中商業業種業態的發展與都市更新實施與否之演化關係。 研究地區中逾六成建築物超過 30 年以上，且逾五成土地使用不符 合都市計畫之劃定，導致地區中商業發展凌亂無特色。 研究中並將公有土地是否參與都市更新執行之過程加以考 量，因此主要研究內容可區分為二種情形： 1. 地區未實施都市更新前之商業業種演化 2. 納入公有土地參與都市更新之執行後，地區商業業種之演化 由公有土地參與更新的差異，探討商業業種業態的演化，期望 由都市更新的實施，獲得更多商業空間的使用，促進地區發展為 商業使用之依據，且促使研究地區之民眾參與都市更新之意願。 2.
(4) 經由都市更新的實施，以改善研究地區現況中商業發展環境，並 促進地區實質空間的使用符合都市規劃，提高都市空間的使用效 益。 關鍵詞：細胞自動體理論（CA）、都市更新、商業型態. 3.
(5) Abstract Taiwan's "Urban Renewal Regulations" was announced in November 11, 1998. And the government of Kaohsiung for the implementation of urban renewal has also formulated relevant laws and regulations about "Urban Renewal Regulations". But now has performed urban renewal of Kaohsiung more are old urban areas, and the majority of public land. In the urban renewal there was not discussion about the development of business district. Thus the early development of Urbana’s commercial is too disorderly and the building coverage ratio, floor area ratio could not to be in the line with urban plan, resulting in the use of urban space were useless. In this study through urban renewal, and used of Cellular Automata to simulate the commercial use of urban space to observe the commercial changes process. In study areas, there are more than 60％ of buildings over 30 years or more, and over then 50％ land use do not fit the urban planning. The. study. main. provided. if. public. land. involved. in. the. implementation of the urban renewal process or not, it can be divided into two kinds of cases: 1. before urban renewal the evolution of the commercial areas. 2. the public land involved in the implementation of urban renewal, the commercial style change process. Through the two ways to discus if implement urban renewal will get more space for commercial use, and make people’s of the study areas willingness to participate in urban renewal, and improve the commercial environment of the study areas. The purpose of this study is desires to 4.
(6) make the urban space use will more effective. Key words: Cell Automata (CA), Urban Renewal, Commercial Style. 5.
(7) 目 第一章、. 錄. 緒論…………………………………………………….1. 第一節. 研究動機與目的…………………………………..1. 第二節. 研究內容與範圍…………………………………..4. 第三節. 研究方法與流程…………………………………..6. 第二章、. 文獻回顧……………………………………………….8. 第一節. 都市發展與都市更新……………………………..8. 第二節. 商圈的定義………………………………………14. 第三節. 細胞自動化理論…………………………………17. 第三章、. 研究架構模擬設計…………………………………...23. 第一節. 系統基本假設……………………………………23. 第二節. 商業使用影響因素的假設………………………26. 第三節. ＣＡ研究模擬設定………………………………28. 第四章、. 研究實證分析………………………………………...34. 第一節. 基地概述…………………………………………34. 第二節. 模擬實證地區商業現況…………………………41. 第三節. 模擬結果分析……………………………………44. 第五章、. 結論與建議…………………………………………...64. 第一節. 結論………………………………………………64. 第二節. 建議………………………………………………66. 參考文獻…………………………………………………………67. I.
(8) 圖. 目. 錄. 圖 1-1 研究地區範圍圖………………………………………5 圖 1-2 研究流程圖……………………………………………7 圖 2-1 都市發展過程…………………………………………8 圖 2-2 研究模擬演化規則. ………………………………..18. 圖 3-1 規則方格空間轉為規則六角形空間情形示意圖 …28 圖 3-2 系統模擬細胞鄰近示意圖 …………………………30 圖 3-3 系統模擬流程圖 ……………………………………33 圖 4-1 研究地區鄰近公共設施示意圖 ……………………35 圖 4-2 土地使用類別示意圖 ………………………………36 圖 4-3 研究地區樓層分布圖 ………………………………37 圖 4-4 研究地區屋齡分布圖 ………………………………37 圖 4-5 實證地區業種分布網格示意圖 ……………………43 圖 4-6 情境一演化階段(1) …………………………………45 圖 4-7 情境一演化階段(2) …………………………………45 圖 4-8 情境一演化階段(3) …………………………………46 圖 4-9 情境一演化階段(4) …………………………………46 圖 4-10 情境一演化階段(5) …………………………………47. II.
(9) 圖 4-11 情境一演化階段(6) …………………………………47 圖 4-12 情境一演化階段(7) …………………………………48 圖 4-13 情境一演化階段(8) …………………………………48 圖 4-14 情境一演化階段(9) …………………………………49 圖 4-15 情境一演化階段(10)..……………………………… 49 圖 4-16 情境二演化階段(1) …………………………………51 圖 4-17 情境二演化階段(2) …………………………………51 圖 4-18 情境二演化階段(3) …………………………………52 圖 4-19 情境二演化階段(4) …………………………………52 圖 4-20 情境二演化階段(5) …………………………………53 圖 4-21 情境二演化階段(6) …………………………………53 圖 4-22 情境二演化階段(7) …………………………………54 圖 4-23 情境二演化階段(8) …………………………………54 圖 4-24 情境二演化階段(9) …………………………………55 圖 4-25 情境二演化階段(10) ………………………………55 圖 4-26 各業種情境一演化階段店家數量成長圖…………...57 圖 4-27 各業種情境二演化階段店家數量成長圖…………...58 圖 4-28 都市更新前後業種成長幅度比較圖 ………………59. III.
(10) 圖 4-29 情境一演化終點業種分佈 ………………………….60 圖 4-30 情境二演化終點業種分佈 ………………………….60. IV.
(11) 表. 目. 錄. 表 2-1 以財務分析探討都市更新之研究……………………9 表 2-2 以容積獎勵探討都市更新之研究…………………..10 表 2-3 高雄市已執行都市更新之案例表…………………..13 表 2-4 商圈與商業區特性表………………………………..15 表 2-5 細胞自動化理論相關研究…………………………..20 表 2-6 細胞自動體之眼化特性表…………………………..21 表 2-7 細胞自動化理論結果分類…………………………..22 表 3-1 複雜、都市及 CA 空間系統關係類比對照表……..24 表 4-1 研究地區土地使用類別表…………………………..36 表 4-2 實證地區與鄰近之商圈特性表……………………..40 表 4-3 建物一樓使用型態比例表…………………………..41 表 4-4 各商業業種營業狀況表……………………………..41 表 4-5 各使用型態網格數量表……………………………..42 表 4-6 模擬情境一參數設定表……………………………..44 表 4-7 情境一之商業業種經營演化表……………………..50 表 4-8 模擬情境二參數設定表……………………………..56 表 4-9 情境二之商業業種經營演化表……………………..57. V.
(12) 表 4-10. 不同情境模擬結果商業業種數量表………………59. 表 4-11 不同情境模擬結果建物使用數量表………………61 表 4-12. 不同情境模擬結果建物使用成長數量表…………62. 表 4-13. 不同情境模擬結果成長率比較表…………………62. VI.
(13) 第一章、緒論 第一節、研究動機與目的 一、研究動機 因百貨公司所在之處，容易形成地區商圈的主導者，而百貨公司對房 地市場也會有所影響，在高雄市的商圈中可以區分為漢大商圈、三多商圈、 博愛商圈、內惟埤商圈等，各具特色。商圈的發展過程，是從人口聚集開 始，人們為滿足生活所需，開始出現交易行為，商業行為的產生逐漸發展 成商圈的聚集，這樣的過程也是都市發展現象之一。 而都市的成長如同人體一般，其發展過程達顛峰後，必定會開始出現 衰退現象。其中以都市實質環境中，都市機能的衰退就如同公共設施的不 足、交通擁擠、居住環境窳漏等情況。早期台灣經濟的快速成長，產業發 展迅速，人口急增，導致了都市規模不斷的擴張，因此，在早期發展的都 市地區，現今已逐漸成為老化衰退地區，而許多早期發展之建物隨著今日 生活的發達，已經破損不堪，甚至造成市容景觀的不佳、生活環境品質的 低落、社會治安不良等，衍生了一連串的社會、經濟、政治和實質問題， 並且會阻礙都市的進步與發展。為了正視這些問題的存在及有效的改善， 因此期望透過都市更新計畫的執行，達到居民對都市生活品質的要求。 台灣的「都市更新條例」在八十七年十一月十一日公布後，在民國八 十八年內政部也分別公布都市更新更新條例施行細則、都市更新審議委員 會組織準則、都市更新權利變換實施辦法、都市更新團體設立管理及解散 辦法、都市更新事業接管辦法、都市更新建築容積獎勵辦法等六項子法， 而財政部也配合在八十八年公布都市更新投資信託公司設置監督及管理辦 法、都市更新投資信託基金募集運用及管理辦法等兩項配合子法。因而都 市更新逐漸受到重視，也成為都市中老舊地區重新再發展的方法之一。 1.
(14) 就全台灣來說，實施都市更新具有較完善及經驗的為台北市，以台北 市的經驗來看，在都市更新的實施過程中，容積獎勵為實施者願意配合推 動都市更新的最大誘因。而高雄市在都市更新的推行上法規雖訂定了「高 雄市都市更新自治條例」以及「高雄市都市更新與都市發展基金收支保管 及運用自治條例」 ，在都市更新計劃的執行中已完成的有「洲仔村都市更新 規劃」 、「玉竹街區更新規劃」 、「鼓鹽水岸更新地區都市更新規劃」、 「旗后 地區都市更新規劃」等規劃案。但在都市更新的推行中，因為居民的教育 水準不同，對於都市更新的實質效益認知有所不同，因此都市更新計畫的 執行困難重重。 本研究針對都市更新的執行，對於商圈商業發展的過程進行模擬，因 為都市更新的實施不僅能改善實質生活環境，對商圈業態的發展亦將有所 影響，因此本研究藉由模擬過程的演化提出都市更新之實施對實質環境之 影響效益，以促成研究地區都市更新的執行。. 2.
(15) 二、研究目的 都市更新可說一種投資行為，而投資者講求的就是「有利可圖」 ，在都 市更新實施過程中，能吸引實施者的參與意願以都市更新中之「容積獎 勵」、 「財務獲利」、 「資金籌措」三大因素與參與者最為切身相關，也是激 發參與者意願的主因。因此，本研究以合宜的容積獎勵情形下，對參與者 財務投資的獲利來探討可行之都市更新計畫實施措施。 研究以高雄市前金區五福成功商圈為實證，因前金區在高雄市十一個 行政區的發展地位來說，因為鄰近愛河與高雄港，人口聚集，且多為外來 移入居民，屬於早期發展地區。 本研究之目的以都市更新的實施過程中，公有土地的投入與否，對於 研究地區之商業業種業態的發展，透過細胞自動體理論進行模擬，以獲知 未來該地區可實施都市更新之發展範圍，以及商業業態的發展模式。因此， 本論文的目的如下所述： 1.. 都市更新的執行，對於商圈商業的業種業態發展的影響。. 2.. 實施都市更新，商圈商業活動的演化分布影響。. 3.. 提供居民參與都市更新計畫的執行考量依據。. 3.
(16) 第二節、研究內容與範圍 一、研究內容 本研究主要藉由演化過程探討研究地區中執行都市更新前後之商業活 動的聚集演化影響過程，以及透過演化後實施都市更新空地所能釋放出之 比例對於都市機能的改善。 (一) 都市更新執行前後商業活動聚集演化之過程 透過調查研究地區內之商業分布，與業種業態特性，並運用細胞自動 體理論作為分析工具，藉其自動體建立演化的規則，假設每一個最小的單 元體皆存著一些整數值，並與附近的其他單元體互動，在所設定的規則持 續演化下去，進而探討實施都市更新前後，研究地區所產生的商業活動聚 集演化的影響過程。 (二) 都市更新執行前後空地之釋放比例 本研究主要以現階段業種使用空間為基礎，運用細胞自動體理論的演 化規則，且透過地理資訊系統之空間分析功能進行探討都市更新之實施， 對於都市空間中空地轉為商業使用之比例對於現階段中都市機能的不足提 出具體之改善策略。. 4.
(17) 二、研究範圍 以高雄市前金區新田路、自強三路、漢神百貨後方所圍成之基地如下 圖所示，是屬於前金區榮復里文東段。基地範圍鄰近新堀江、玉竹商圈， 再加上本地區周圍的重大公共建設有：城市光郎、中央公園、捷運站、愛 河水岸等，可謂為生活、交通、休閒機能發達的地區。. 三路 中 福 五 華 四 路. 圖 1-1. 研究地區範圍圖. 5.
(18) 第三節、研究方法與流程 一、研究方法 （一）文獻歸納與整理. 經由相關研究與文獻回顧，利用歸納法來探討與了解相關都市更新的 發展與商圈商業演化的過程，並了解細胞自動體理論的基本特性與操作方 法。同時也經由文獻回顧與歸納，利用細胞自動體理論與商業的聚集，整 理出本研究之模擬因素和合理的各種商業轉換規則，以作為模擬程式之基 礎來進行實際操作模擬。 （二）細胞自動體（Cellular Automata）理論 本研究以細胞自動體（Cellular Automata）理論作為模擬系統之模擬架 構與理論基礎，試圖建立一個以 CA 觀念為主之都市更新的執行對於商圈 商業聚集模擬演化規則。 （三）地理資訊系統技術（GIS） 本研究以 GIS 中廣被使用且易操作的 Arc View 9.3 為圖文資料庫，並 利用其 SQL 功能計算模擬本研究系統之演化過程，再以其空間展示功能顯 示。 （四）模擬結果驗證與統計分析 希望了解 CA 模擬系統應用在都市內部土地使用模擬的影響結果，如 鄰近關係範圍大小、演化規則等對於演化結果與過程的影響為何，不同的 CA 模擬系統設定是否會產生顯著的差異。. 6.
(19) 二、研究流程 本論文之研究流程如下圖所示。 研究動機與目的. 研究範圍與內容 都市更新制度探討 研究方法與流程 商圈與商業 資料收集與文獻回顧 細胞自動化理論 基地建物現況 基地環境 未來相關開發計畫 未實施都更商 業聚集模擬. 商業細胞自動 化模擬分析. 實施都更商業 聚集模擬 都市更新前後商業聚集差異. 結論與建議 圖 1-2. 研究流程圖. 7.
(20) 第二章、文獻回顧 第一節、. 都市發展與都市更新. 一、都市發展的過程 由於都市實質方面與社會、經濟方面的發展，無法與都市快速的 成長成比例，因而各種都市問題逐漸產生，昔日都市已發展的老舊地 區，隨著建築物結構的老化與環境品質的變化，無法適應社會變遷、 都市發展之需要，人口及產業逐漸遷出都市地區，於是進入都市老化 階段，顯示都市機能降低，此時若不及時糾正或加以防止，任由窳陋 衰敗的情形蔓延，結果將導致都市成為不適合人類居住之場所，則都 市將步入沒落階段。其成長過程可分為不同的階段，如下圖 2-1 所示： 蓬勃發展. 都市更新. 尖峰階段. 沒落階段. 老化階段. 發展階段 生長階段. 發生階段. 都市機能. 都市起始點. 都市滅亡點 圖 2-1. 時間. 都市發展過程 資料來源：錢學陶（1990）. 8.
(21) 而為防止都市持續的衰敗，因此都市更新是改善的方法之ㄧ。在 都市更新過程中，國內施行的都市更新法規內容雖訂定了強制參與、 權利變換、容積獎勵、容積移轉、稅捐減免、土地信託及土地證券化 等措施，給予私部門參與都市更新適度的誘因與機制。然而都市更新 實施者之所以願意耗費大量人力、物力來申辦都市更新，主要是為了 透過都市更新取得容積獎勵。除此之外，第二個吸引實施者的投入在 於財務獲利的條件。都市更新也可以說一種投資行為，而參與者注重 的是投資報酬率的多寡、投資風險的大小，以及風險是否可以分攤。 在國內對於都市更新相關的研究大多從財務投資的分析，以及實 施都市更新容積獎勵的制度為主要研究，本論文將其相關之內容整理 如下表所示： (一). 以財務為主之探討 表 2-1. 作者/年 份/學校. 以財務分析探討都市更新之研究. 論文. 內容. 以自有資本、公司債、資產信託證券（ABS） 3 種資本工具，依資本工具資金比例，分為 張力仁 民間參與都市更新事 10 種資本組合方式，依照 IRR、回收年期、 /2003/ 業之財務規劃與籌措 臺北科 NPV 三項評估指標，探討在 5 種不同都市 方式研究 技大學 更新容積獎勵值下，以何種資本組合方式參 與都市更新籌措開發資金之效果為最佳。 探討都市更新之制度與內容，並以私部門投 資觀點，運用財務分析理念及分析工具，經 由古蹟再開發之實際案例，依現行體制下的 謝文娟 /2004/ 都市更新獎助誘因財 更新獎助規定進行財務上之分析與比較，據 成功大 務模擬之研究 以瞭解「都市更新條例」所提供的獎助誘因 學 之適當性與合理性。研究實證結果顯示，實 施都市更新之財務可行性，受地價增值差異 之影響最大。. 9.
(22) 吳佳如 /2001/ 台北大 學. 楊艾嘉 /2004/ 成功大 學. (二). 透過文獻回顧及個案分析方式，進行 TIF （Tax Increment Financing）制度應用於國 內之可行性分析，研究結果發現，我國現階 段無論在法令、制度、實施運作層面上，均 TIF 制度應用於國內都 面臨實施 TIF 制度之困難性，探究其原 市再發展之研究－以 因，包括：地方財政自主權之缺乏、都市更 臺北市都市更新為例 新實施後之環境品質資本化現象形成受 限、受益付費與利益報償原則界定不易及指 定用途觀念迄今仍未建立等因素，以至於國 內都市更新計畫案不具有實施 TIF 制度之 可行性。 以「交易成本理論」(transaction costs theory） 都市更新地區與周圍 為基礎進行解析。利用都市更新地區與周圍 地區房價差異因素之 地區房價的差異，來探究都市更新地區與周 探討-以台北市為例 圍地區之房價市場，瞭解交易成本是否可能 透過不均衡市場特質而反映在市場價格上。 資料來源：本研究整理. 容積獎勵為主之探討 表 2-2. 作者/年 份/學校. 以容積獎勵探討都市更新之研究. 論文. 何豐德 /2004/ 高雄市都市更新實施 中山大 方向之探討 學. 吳俊煒 都市更新容積獎勵對 /2001/ 公共設施效益衝擊之 成功大 研究 學 吳秉蓁 /1999/ 都市更新容積獎勵對 政治大 開發時機的影響 學. 內容 政府因應都市發展實際的需要，參考國內外 都市更新理論、法令及實務，並針對我國過 去推動都市更新遭遇的困難，進行深入探討 研究，研擬完成都市更新條例草案，報行政 院於八十六年六月間函請立法院審議，業經 該院於八十七年十月二十二日三讀通過，並 於同年十一月十一日總統以華總(一)義字 第八七零零二三二四六零號公布實施。 針對更新理論中「生活品質提昇」標的，來 反思容積獎勵之建築量體外部性對此一標 的惡化之影響。並就此外部性在都市空間的 分佈型態與聚集行為提出驗證，最後則對外 部性產生的原因提出看法，建議改善外部性 之措施。 探討容積獎勵措施是否有助於私部門提早 進行都市更新。從開發業者觀點，探討不同 容積獎勵值下的最適開發時機，而開發時機 可藉由開發投資決策決定。 資料來源：本研究整理. 10.
(23) 二、都市更新的發展 本研究研究主要為都市更新之效益，研究範圍以高雄市為例，故 首先須針對高雄市都市更新實際辦理情形與執行加以了解，藉都市更 新執行之效益成果，進行模擬研究地區執行都市更新實際演化之過 程。 (一) 都市更新定義 都市更新是為了促進都市土地有計畫之再開發利用，復甦都市 機能，改善居住環境，增進公共利益，而依據都市更新條例所訂程 序，在都市計劃範圍內，實施重建、整建或維護措施。 都市更新關心的不只是實體的房屋，更包括精緻的文化與精神 成面的提升。成功的更新計畫往往利用此機會設置博物館、水族館、 美術館、劇院、表演中心等。像東京惠比壽花園廣場更新，即以文 化活動廣場作為更新計畫核心；高雄市幅員狹長，汽機車為主要交 通方式，對於即將到來的大眾運輸整合服務，未來推展都市更新作 業時,人車分離的交通系統、充足的停車空間、便捷的大眾運輸，舒 暢的公園綠地與開放空間、安全的街道與社區、健康的遊戲設施， 意味新的生活方式；都市更新並非拆除老房子，或只將歷史建物當 作死的標本收藏保存。 都市更新往往使老屋或街區重獲新生，賦予新的使用機能、新 的生命，喚起市民的共同記憶與城市認同。例如 Boston 的 Quincy Market 老市場更新即令人感動；都市更新以民間投資的方式進行， 不只是帶來建設業的成長與短暫的就業機會，而且使得整個經濟體 受益與市中心的零售業、服務業、觀光業得以成長，造就長期性的 就業機會，對於高雄市強化工商服務機能與國際城市競爭力均有助. 11.
(24) 益。像倫敦 Dockland 的更新計畫雖然拖垮了開發商，但是對於都市 經濟的貢獻卻是無與倫比的。Baltimore 的內港更新計畫則是使得整 個城市獲得經濟的復甦。 (二) 高雄市都市更新案例 鑑於本研究之都市更新之精神，故收集高雄市執行都市更新具 有進度之案例，以了解都市更新規劃目標、發展構想、執行方式等， 並學習其執行目標之精神，高雄市都市發展局在辦理都市更新案大 約共有五個，分別為：旗津水岸都市更新、鼓鹽水岸、左營洲仔村 住宅更新實質規劃案、台鋁育成中心都市更新計畫案，以及前鎮區 捷運 R5 車站周邊地區更新規劃案，故展現以下兩個案例，分別為旗 津水岸都市更新、台鋁育成中心都市更新計畫案為例子來作為都市 更新案例所需具備之條件作為本研究之對照：. 12.
(25) 表 2-3 都市更新內容. 高雄市已執行都市更新之案例表. 發展目標. 辦理方式. 備註. 案例名稱 旗津水岸都市更新. （一)配合中洲地區都市再發展政策，更新再造老舊聚落. 本案推動方式預計先擬定「旗津中洲都市更新計畫書圖」. (二)改善公共安全、衛生並增強防災力. 送請高雄市都市更新 審議委員會審議，並辦理都市計畫變更. (三)促進公有土地合理有效利用. 與劃設本案辦理單元：中洲國小舊校 舍更新單元。 中洲國小舊校舍都市更新單元擬將原文教用地變更都市. (四)塑造中洲地區水岸觀光遊憩產業再發展之特色 (五)妥善解決現住戶與原徵收土地地主之安置問題. 計畫為特種商業區與公園用地，並透過委託實施方式，辦理招. (七)營造優質水岸景觀綠住宅. 商作業經公開評選選定實施者後再進行該單 元之開發，若以 都市更新權利變換實施，則須由實施者擬具都市事業計畫及權 利 變換計畫一併報請主管機關審議核定後執行。. 台鋁育成中心都市更新 計畫案. (一)深切瞭解研究範圍發展背景與人文、生活脈絡，尋求合. 開發方式擬採用民國八十七年一月公佈實施之「都市更新條. 適本區之維護、整建、重建等都市更新方式，營造本. 例」，其規定：「直轄市、縣（市）主管機關應劃定更新地區，. 市都市發展新風貌。. 並視實際需要分別訂定都市更新計畫。」都市更新為促進都市. (二)建立本計畫基地成為一個優質的創新、創業育成平台， 土地有計畫之再開發利用，復甦都市機能，改善居住環境，增 提升產業的研發能力及國際競爭力，並擴散其開發效. 進公共利益，而在都市計畫範圍內實施拆除重建、就地整建或. 益 成為一個區域性的科技社區。. 保存維護措施。由於勞委會職訓局南區職訓中心原有舊廠房主. (三)充份瞭解本計畫地區發展潛力及限制，配合鄰近地區之 發展現況與都市機能，明確定位計畫區發展方向。 (四)提出完善之整體環境改造方案，提供適地性之公共開放. 要建築結構尚可使用，本計畫即以就地整建為目標，賦予原建 築物不同的風貌與使用內容，期望提供一個優質的創業環境， 使高雄市產業能注入更多的活水，並促進經濟發展。. 空間及或公共設施計畫。 資料來源：高雄市政府都市發展局都市更新網. 13.
(26) 第二節、. 商圈的定義. 台灣各都會區商圈（trade area）的形成，早期大部分是由地區火車站 出入人潮，而吸引商家不斷的延伸，漸次的成為所謂的站前商圈。而隨著 台灣工商社會的成長，以百貨公司為核心的商圈，也不斷在各都會中出現。 而都市住宅區的不斷擴大，社區型的商圈也因而形成。另隸屬於大專院校 生活區，而形成的商圈，其規模範圍則較為有限。而近年來，台灣地區量 販店以及購物中心之興起，使得商圈之形成，更為多元更快速。 而商業區則為都市計劃發展時，為促進商業發展而劃定的區域，其土 地及建築物之使用，不得有礙商業區商業發展之便利。且依照地區不同土 地使用的強度需求，制定合理之商業使用強度。 然一般來說，商圈與商業區是有所不同的，但其兩者卻常被混淆，商 圈（trade area）係指零售商店顧客所來自之地理區域。即在一地理區域內 之潛在顧客高於零的機率前往購買產品。因此，商圈可定義為一家商店或 行銷單位考量其成本、銷售數量之可行下，銷售或運送產品之地理區域， 又可區分為主要商圈、次要商圈及邊緣商圈三種。 而商業區之差別則是由 Berman & Evans（1998）研究發現，商業區域 是兩家或兩家以上的商店所聚集之零售據點。其中商業區又可區分為規劃 性商業區，係經政府刻意發展或改善型塑而成（趙義隆等，1999） 。另一則 為未規劃性商業區，指兩家或兩家以之商店事前未先規劃，因距離甚近， 相互為鄰，自然形成的鄰里街道商業區，可分為中央商業區域、次要商業 區域、鄰里型商業區域及條狀商店街等。商圈與商業區之特性分述如下表 所示：. 14.
(27) 表2-4 類別. 商圈與商業區特性表. 型態. 特性 區域內之商店大約七成顧客所來自的地理區域。而在此區域具. 主要商圈 備易接近性競爭優勢，足以吸引顧客購物，形成顧客高密集度 之景象者。 指主要商圈向外延伸之區域，因其一家商店對次要顧客客仍具 商圈 次要商圈 有相當吸引力，大約有二成顧客。惟顧客視該商店為次要之商 店選擇，故常與競爭者競爭相同顧客。 顧客僅剩一成顧客來源所在。顧客可能對此店忠誠度相當高， 邊緣商圈 方肯花較多的交通時間惠顧，或是臨時起義才會惠顧此店。對 邊緣商圈之顧客而言，商店較無競爭優勢。 已規. 經政府刻意發展或改善型塑而成，例如：經濟部商司、臺中市. 劃商. 政府推動更新改造傳統商店，選擇臺北市迪化街、高雄市堀江. 業區. 鄰近與臺中市繼光街等商店街投入資源予以改善，以作為示範 之商店街等。 是城市零業早期發展重心，擁有大量辦公室、聚集的商店。事 實上，通常在交通便利之火車或港口、河流交匯處及舊都市之 中央商業區 核心區域。現因規劃過的商業區域逐漸興起，未經規劃之火車 站前商業區域及舊的中央商業區域深受挑戰。 係指兩條大道交叉處鄰近之商業範圍。實際上，都市中有數個 次要商業區域，其可能為公司總部、辦公大樓、郵政及電信等. 未規 劃商. 次要商業區 各項設施所在。由於中央商業區域之發展限制，次要商業區零 售潛力逐漸開展出來，論及坪效或是總體零售金額等指標，亦. 業區. 多勝過中央商業區域。 指未規劃之購物區域，因地點近臨住宅區，僅服務社區居民提 鄰里商業區 供便利之購物環境，開放時間長，停車較易，購物氣氛較輕鬆。 此指住商混合之購物環境。事實上，祇要道路夠寬，交通便利， 條狀商業區 則可集結成市。條狀商店街時常聚集類似或互補性商店，便利 購物。 資料來源：本研究整理 15.
(28) 綜之，商圈雖然較為便利，但是商圈大小及範圍卻受便利商品、選商 品種類、選購品及專門品的商品種類等影響，而商店特性則受到行銷策略、 競爭位置、商店組合的影響。商業區則是指消費者前往購物之地理區域的 商店群，地點好壞直接影響其經營成果。因此，經營者必需對設定商業區 域事先評估，分析其商業區域之類型、特性及人口等影響因素，確定商業 區域內之顧客足夠支撐商店經營，投資者將預估投資報酬率後方進行投資 規劃（程春榮，2006）。. 16.
(29) 第三節、細胞自動化理論 一、細胞自動化理論的源起與定義 細胞自動化理論的概念最早起源於 1940 年代的物理學家 Ulam 所提，不久後 Von Neumann 利用此概念於 1966 年研究出自我複製系 統的邏輯特性。而在 1970 年代英國數學家 John Conway 隨著發明「生 命遊戲」(game of life)進一步建立了可以運用的數學模式。 細胞自動化，是一種連結小尺度與大尺度（micro to macro）的離 散性分析工具，藉由細胞自動化演化規則的建立，產生多樣性的型態。 其基本概念是假設每一個最小的單元體皆存在著一些整數值，並與附 近其他的單元體互動，在所設定的規則之下持續的演化下去，產生較 大尺度的多樣型態。細胞自動化的演化並沒有限定其演化的維度，它 可以是一維，也可以是二維或三維。基本上，維度愈大只是會增加演 化型態的複雜性以及與現實現象的契合程度，對於細胞自動化的基本 觀念並無絕對性的影響。 細胞自動體是假設在一條直線上按等間隔方式分佈著完全相同的 一系列細胞，每一個細胞存在著有限多個狀態，當只有兩種細胞狀態 時，用符號 0 和 1 來表示它們。 假設上述直線在兩個方向上都沒有 限制，因此就有無限多個細胞。而所有的細胞狀態可以用雙側無限的 符號序列來表示，此每一序列的細胞自動體即型成一個構形 (Configuration)或可稱之為時空圖。 因此細胞自動化理論主要是由下列四項所構成，其概念分述如下： (一). 細胞空間：明確地定義出細胞空間結構，假設以 L 作為規則. 性的矩陣集合，可稱此 L 元素為細胞，例如：二維方格狀之空間 結構。 17.
(30) (二). 細胞狀態：在整體系統中每個細胞可供選擇的狀態，甚且該狀. 態為互相獨立，同一時間每個細胞只能有一個狀態。假設以 S 為 有限的狀態組合，其狀態可以是二元，就如同 DLA 中所定義的為 空的或是已被佔據。 (三). 鄰近關係：每個細胞演變狀態，決定於相鄰的細胞狀態，而相. 鄰細胞可由設計者自行加以定義鄰近區的大小，例如：網格式空 間結構，其鄰近區可以中心網格上下左右四個網格所構成，但也 可以是週遭八個網格構成，或是更多更遠的細胞所構成。假設 N （c）為細胞 c 的鄰近細胞所構成的集合，由於有 c∈N，所有 r ∈L，r+c∈L。 (四). 轉變規則：假設 F 為細胞轉變狀態的規則，可供細胞改變狀. 態及系統中所有個體空間狀態改變時所依循。當細胞為活的狀態 時，其周圍鄰近細胞有二至三個活細胞時，則該細胞演化至下一 階段時仍為存活之細胞。若細胞為死亡之狀態時，但其周圍具有 三個以上之細胞時，則該細胞演化至下一階段時會轉為存活狀 態。細胞之演化轉變規則如下圖 2-2 所示。. 演化前. 演化後. 演化前. 演化後 演化前 演化後 □ 死的細胞 ■ 活的細胞. 圖 2-2 研究模擬演化規則. 18.
(31) 二、細胞自動化理論之效益與相關研究 因為都市的演變過程難以透過數學計量方式表達，且都市空間的 演變是以一種互動的方式進行的，因此逐漸有透過其他學門思維理解 複雜都市空間關係，研究出細胞自動體（Cellular Automata 或 CA） ， 而各學者對細胞自動體的效益觀點如下表 2-5：. 19.
(32) 表 2-5 學者 Clarke. 年份. 細胞自動化理論相關研究. 效益. 研究內容. 可針對都市長 Clarke曾利用細胞自動體以美國舊金山及華盛頓 1997 期的成長進行 二大都市為例，進行長期都市成長的預估。 預估. 利用單維細胞自動體模型作為模擬基礎，導入囚犯 困境模式與規劃因素，運用電腦模擬，觀察資訊收 觀察出都市空 集在簡單空間互動的關係下，對於演化結構特性的 間互動對於演 陳建元 1996 影響，當規劃投資增加，在互動範圍增加時細胞自 化結構特性的 動體演化對於報酬參數較不敏感，差異也不明顯。 影響 當空間因素對於系統的影響，例如：增列經濟決 策，應用於其他模式時，則必須作適當修正。 發現的生命遊戲中類似的規則，可以假設在現實的 都市中，自似機率性的演化型態是建立在具有決定 Conway 1985 性的規則上，所有的空間單元會在均值狀態下，往 可提供都市型 另一種狀態演化。 態衍生之動態 假設都市空間具複雜系統的整體特性，都市整體特 與互動過程 性係由都市空間系統的經濟系統中的個體構成元 素間，局部互動衍生而成。視表面為看似穩定的都 汪國禮 1997 市型態，是從局部行動間的動態與互動過程所衍生 而成。 可觀察個體單 將都市中的每一宗土地視為一個細胞，土地使用型 元間的互動結 態的轉變是依據週遭的狀況從一組開發決策篩選 高宏軒 1998 果對整體土地 進行，經由模擬實驗顯示，系統中宗地聚集規模與 使用型態的影 頻率自我組織呈現出冪律（power-law）的現象）。 響 細胞自動體是探討都市複雜系統中，局部與整體間 探討都市複雜 互動關係最簡單的模式，以電腦模擬一個 CA 的都 系統中空間互 市，將都市分為兩類，一類為都市空間實際發展預 Portiguli 1995 動關係最簡單 測的模型建立，另一類則不傾向模擬出真實都市發 的模式 展過程的都市空間尋求自我組織的現象。 資料來源：本研究整理. 20.
(33) 三、細胞自動化理論之演化. (一). 細胞自動體之特性. 細胞自動體的演化過程中，細胞狀態由 t 時間演化至下一階段的 狀態，主要是依據：傳播法則(Propagation Law)、向前決定性、自我 相似性、自我組織、普遍性計算能力等特性來進行演化，其每一演化 特性分述如下表 2-6 表 2-6. 細胞自動體之眼化特性表. 特性. 內容 雖然細胞互動是局部性的，但經由長時間之演化，其影響. 傳播法則. 範圍卻是整體的，此傳播法則可說明每一個細胞的影響作 用是整體性的，且影響範圍是會隨著時間演化而逐漸擴散 的。 在細胞自動體的疊代過程中，細胞自動體在某一疊代的細 胞形態只會產生「唯一」形態的下一代，並無法從新一代 的形態而回溯得知上一代確定的細胞形態，因為這樣的「回 溯」有太多種可能性，而且可能性的數量會隨著一次接著. 向前決定性. 一次的「回溯」而以指數比例地增加，此將使可見的某一 疊代中的細胞演化，並無法準確地推回出它的初始狀態。 也就是說細胞自動體的疊代演化是往前決定的，它有許多 個可能的過去，但是它的未來發展只有一個，而這個唯一 的未來發展所產生的複雜度，卻常常在人們的預期與想像 之外(Lindgren，2003)。. 自我相似性. 自我相似性是指細胞自動體在隨著時間的演化後所呈現的 構型將是由許多相似的結構所組成。 自我組織是指不論初始狀況是屬於有秩序的排列或是混亂. 自我組織. 的情形，隨著時間的演化，將會形成具有某種組織的構型， 具有類似三角型的型態出現。這種結構的產生，就像是系 統本身有某種力量將其結構化，彷彿具有自發性 21.
(34) Wolfram(2002)發現有些基本的單維細胞自動體具備有普遍 計算的能力，且具有普遍性計算能力的細胞自動體是可模 仿某一事物的，因此 Wolfram 認為 CA 本身就如同是一電 腦。普遍性，簡言之就是在相同的結構下確能展現出不同 普遍性計算能力. 的型式。具有普遍性的系統是有能力去模擬任何系統的。 例如，數位計算機是普遍性的，而且是電腦的原型，可以 計算任何困難的或複雜的數學。此外，具有普遍性的系統 包 含 細 胞 自 動 體 (cellular automata) 、 圖 靈 機 器 (Turing machines)和循環遲延系統(cyclic tagsystems)。. (二) 細胞自動體理論演化結果之分類 Wolfram 於 1984 年指出，細胞自動機不但具有豐富的數學結 構，且和非線性動力系統非常相似，他將細胞自動機的演化規則歸納 為四種普遍等級，如下表 2-6 所列： 表2-7. 細胞自動化理論結果分類. 演化結果. 演化狀態. 單一狀態. 無論開始時的細胞形態為何，隨時間的演化，所有細胞 到後來全部都滅亡或最終演化成單一狀態者皆屬此一狀 態。. 穩定狀態. 在這些演化規則的運作之下，細胞會漸漸合併組成一個 穩定的狀態，有些是靜止的均衡結構，有些是週期性的 臨界狀態。. 渾沌狀態. 與前二者是完全不同的情形，在這個狀態下，細胞的演 化是朝向一種完全不穩定而且不可預期的形態發展，某 些結構一剛形成便馬上被破壞崩潰，這種狀態就是所謂 的混沌（Chaos）。. 複雜狀態. 界於第一、第二秩序狀態與第三混沌狀態之間，在這狀 態下，細胞的結構是以一種不可預期但似乎又存在著某 些規則而演化，它不會產生靜止的結構，也不會產生全 然「混沌」的狀態。這種狀態被稱為「複雜」 （Complexity）。 資料來源：本研究整理. 22.
(35) 第三章、模擬研究架構設計 本章主要在於建立 CA 模擬研究地區都市內部商業發展變遷相關設 定，並依據此一設定將模擬方法與流程套用至地理資訊系統軟體中，以進 行後續之模擬。本研究不同於以往之都市更新相關研究，著重於透過實際 的模擬演化過程，以獲得研究地區執行都市更新的範圍中，是否將市有土 地建物納入更新，以及市有土地建物不納入更新之差異為主。 本研究為促使地區都市更新的實施，利用傳統之 CA 的網格建立細胞 空間，經實地研究調查後，將現況地區中實際建物土地使用情形轉為細胞 空間，並於本章第一節中闡述系統的基本假設。於第二節中提出本系統考 量細胞轉變之因素歸納，以納入本系統影響研究地區商業轉變模擬的轉變 因素。在第三節中則闡明 CA 模型的相關設定，針對細胞空間、鄰近關係 以及轉換規則的定義說明，以建構本研究的模擬架構與流程。. 第一節、系統基本假設 本研究不同於以往之 CA 理論假設主要在於考量研究地區內建物現況 實際使用狀態，以及都市計畫中將研究地區劃設為商業使用與實際情形不 同的演化差異，於商業型態變遷的模擬中，以細胞單元為實質的空間圖形， 並提出新的細胞空間與鄰近關係的假設（第三節）。研究中著重在模擬過 程，以及實證的實際使用層面上，以規則的 CA 模擬系統針對各項 CA 的 設定對於演化結果的影響為何，針對研究果的比較提出研究地區中對商業 型態更具體、更有效的實質發展。. ㄧ、研究系統假設 本論文將 CA 空間系統中規則的方塊，轉為實際研究地區中建築 物現況的使用情形，其關係表如下表 3-1 所示，此係將 Couclelis 在. 23.
(36) 1997 年所建議的以不拘泥於傳統的 CA 網格空間單元（Grid-Space） ， 建構一個以 CA 理論系統為基礎，而細胞空間（Cell Space）以規則化 的模擬系統之概念加以落實並嘗試將其應用在實際都市空間發展模擬 上。 表 3-1 系統類別. 複雜、都市及 CA 空間系統關係類比對照表. 複雜系統. 都市空間系統. CA 空間系統. 系統. 都市整體空間. 細胞方格. 細胞組成. 土地區塊. 規則方格. 空間開發決策複雜度. 轉變規則數目與周圍 鄰近細胞關係. 類比關係 變異性 共演化性. 種類兼具有恆常比例 各時期模擬結果所呈 關係 現之計量關係 資料來源：簡文謙（2003）. 二、研究模擬限制 在研究中，雖然利用 CA 理論將實質研究地區轉化為圖面空間， 於研究中所運用之影響因素與規則上的限制外，因在模擬過程中，CA 模型會將都市空間予以簡化，因此有些實際的空間及環境狀況將無法 實際呈現。而在 CA 模擬都市更新時商業業態變遷的限制尚有： (一). 離散時間設定：CA 理論中演化時期是一固定長度的離散時 間，用在模擬都市商業空間變遷中，無法設定其每一離散時段 的長度為何，故本研究僅假設每一時期為達到模擬終點前的某 一區段時間，而系統本身並無法確定模擬時間位於未來時間軸 線上的位置是在何處。. (二). 模擬終點設定：由於 CA 理論為複雜科學的邏輯框架與理論， 最早發展為生命遊戲模式，主要觀察影響因素與轉變規則對於 整個系統變遷的影響情形與模擬結果的規律與否，所以其預設 是無模擬終點的，它是想找出在設定的影響因素和轉變規則 24.
(37) 下，空間系統變遷是否會有規律（秩序）還是歸於混沌，如有 規律則探究其規律的變化情形，然而本研究將其應用在都市商 業空間變遷模擬上，主要在於尋找出設定的影響因素和轉變規 則下模擬系統的轉變過程與結果，故利用程式設定 10-50 期數， 第 50 期模擬時期數為本模擬系統之模擬終點。 (三). 參數的界定問題：本研究在尋求參數和轉變規則時，大部份是 整理自相關理論，參數的抉擇與詮釋並無法進行理論驗證，而 是透過歸納分析與現況參數取得。因此本研究在模型建構中其 模擬“再現＂過程將是一種不斷試誤與修正的過程，藉由以上 方式來修正本模型的轉變規則以更適於現實空間變遷情況。. (四). 本研究限定系統模擬的空間範圍在一有限的空間中進行土地使 用模擬，而不考慮區域空間如都市間或區域間的相互影響，也 不探討空間發展擴展至邊界外的問題。. 25.
(38) 第二節、商業使用影響因素的假設 本研究主要在於運用細胞自動體（Cellular Automata）理論的概念，針 對研究地區中都市更新的執行與否，以及執行中時納入公有土地的考量， 對於研究地區之商業業種業態的變遷過程，而在考量商業變化的過程中， 須先針對影響商業之因素有所了解，而其影響之因素複雜多變，其包含的 層面如下所述： ㄧ、經濟因素：都市開發利用之潛能會影響商業區再發展情形，其經 濟發展可分為整體及個體二種模式討論。 (一). 整體模式：都市市場與整體區域之供需情形將影響經濟發. 展，進而引導商業區再發展方向，也主導了都市區域商業總量 之多寡。 (二). 個體模式：因每塊都市區域之區位、環境及潛力等條件不. 一致，造成其開發潛能的差異，進而影響區域商業區產生再發 展現象。 二、空間結構因素：在空間的影響上，對於商圈發展有所影響的又可 以區分為社會因素、自然因素，以及個人因素，分述如下。 (一). 社會因素：因執政者對於都市的公共設施、醫療設備、休. 憩空間、運動設施及治安設施的決策模式有所差異，其決策過 程及影響因素將形成商業區再度發展的助力。 (二). 自然因素：人們為逃避水災、地震等天災，遷移至良氣候. 區域居住，進而引導出商業區再發展之情形。 (三). 個人因素：年齡、性別、教育程度、職業、家庭及婚姻狀. 況等，因個人價值與決策過程不同，將使都市區域產生商業區 26.
(39) 再發展之差異。 對於商業區之發展，影響的因素甚多，在本研究的模擬進行中，以相 關之文獻理論為基礎，將影響商業區發展的因素作為變數，其對於都市中 商業區業種結構的分布，假設透過都市更新的實施，公有土地參與都市更 新的與否對於商業業種的分布影響，假設鄰近公有土地以及其他零售業商 業業種受到的分配影響最大，並將其納入細胞自動體理論的轉變規則中， 模擬都市更新的實施前後商業業種的轉變發展。. 27.
(40) 第三節、CA研究模擬設定 在 CA 的演化過程中，是一種具有自我組織、遞迴特性，細胞在模擬 過程中，細胞個體由轉換規則來表現出細胞總體之狀態，但當其運用至不 同領域研究時，須針對不同的研究課題與假設重新設定，才能符合研究之 目的。於本研究中針對 CA 的四種基本構成因素模擬設定如下：. 一、細胞空間設定 本研究將原本的細胞空間轉換為都市空間商業業種之實際區塊， 在空間上的轉換方法就如下圖 3-1 所表現的，在規則的四邊形方格 中，將其轉為規則的六邊形格子時，資料內容的呈現以及排列仍是不 變的，僅是圖面表現有所不同。. 圖 3-1 規則方格空間轉為規則六角形空間情形. CA 理論的細胞空間與鄰近關係象徵著該空間單元對於鄰近空間 單元的影響程度，伴隨鄰近空間單元狀態影響該空間單元未來之發 展，將其應用在都市空間實際模擬時，及代表著不同商業業種之間的 聚集效應或鄰避效應。本研究發現 CA 理論在某種程度上和都市模型 中之引力模型相類似，如同 1950 年代 Hagerstrand 在建構擴散模型 （Diffusion Model）描述商業區業種是受到周圍商業區業種狀況函數 的影響，和 CA 之鄰近關係意涵相似。本研究中，將細胞空間結構定 義為以 L 作為非規則性的矩陣集合，稱此 L 元素為細胞，例如：二 維方格狀之空間結構。這種格網絡可以是任何的幾何形狀，也可以作 為立體空間的呈現。 28.
(41) 二、細胞臨近關係的設定 在實際社會中有許多現象符合引力模式，如：土地使用交互作用 潛力的計算、特定土地使用之工業分佈模型、都市貿易範圍之劃分、 通行率與交通活動強度計算及以業種作為質量探究商業區商業活動之 頻密程度。因此，本研究依 Hagerstrand（1950）之觀點，重新設定 CA 系統中的細胞空間與鄰近關係，假設 CA 之鄰近關係為特殊類引 模型，基於每個細胞相互距離與影響面積或發展強度相同，而每個細 胞鄰近關係即可以鄰接細胞狀態個數表示。藉由每個細胞相互距離與 影響程度，如商業業種使用面積，其鄰近關係可表示為鄰接細胞狀態 之個數，以類引模型代入作為 Like-CA 模型中細胞鄰近關係之定義。 細胞下年之變遷狀態將會受到本年鄰近細胞影響，其影響力大小會因 相互間之距離大小呈反比，惟以鄰近細胞決策強度而呈正比等進行模 擬，為瞭解其對於本模擬系統之影響，以下列方程式說明： k. n. Fi1 = ∑∑ α 1 × Α j ÷ d ij. （1）. j=1 l =1. Fil表示i細胞商業區業種為L的周圍影響力 α1表示為鄰近i 細胞的細胞j 的集合為L 時之影響係數 Aj表示為細胞j 之影響程度（面積） dij表示細胞ij間的距離 實際上於 CA 理論中，所有空間鄰近關係的 Aj 與 dij 均相同，其 轉變規則形成臨近狀態之個數，例如：一個商業區域細胞因其周圍若 干網格是屬於服飾業、飾品業、餐飲業、其他零售業或公有土地與空 地可能影響其發展，此乃係距離與影響程度相等，屬於均質空間情形 況下，鄰近相互關係代表聚集效應或避鄰效應之強弱，如圖 3-2 所示。 29.
(42) k. n. Fi1 = ∑ ∑ α 1 × Α j ÷ d ij j=1 l =1. j j. i. dij. j Aj. j. 圖 3-2 系統模擬細胞鄰近示意圖. 在本研究模擬中，定義每個細胞的演變狀態，是決定於相鄰周圍 的細胞狀態，而相鄰之細胞可以由設計者自行定義鄰近區的大小，例 如：網格式空間結構，其鄰近區可以中心網格上下左右四個網格所構 成，但也可以是週遭八個網格構成，或是更多更遠的細胞所構成。. 三、細胞狀態的設定 研究中定義為系統模擬每個細胞可供選擇的狀態，且該狀態為互 相獨立，同一時間內，每一個細胞僅能有一種狀態。假設以 S 為有限 的狀態組合，其狀態可以是二元，就如同 DLA 中所定義為空的或是 已被佔據。而關於細胞狀態參考則依 White & Engeleng （1997）之設 定將其分為服飾業、飾品業、飲食業、其他零售業或公有土地與空地 30.
(43) 等五項條件，其中未設立者為外生變項，不可於模擬系統中加以改變。. 四、轉變規則設定 都市表現形態常隨著各種因素產生許多變化，本研究對於轉變規 則之設計，以掌握空間互動原則，保留主要之服飾業、飾品業、餐飲 業、其他零售業或公有土地與空地等影響因素，依 Portugali（1995） 將 CA 演化規則概分為二類，分別由易於觀察操作空間自我組織變化 之各種邏輯設計規則，及以數學公式推衍出參數或吸引力等。本研究 擬採數學公式（1）推衍出較容易完成操作之吸引力方程式，假設細胞 轉變狀態的規則，可供細胞改變狀態及系統中所有個體空間狀態改變 時所依循，在資訊充份傳達，遷移者以完全理性之情況下進行變遷。. 五、模擬程式 本研究輸入模擬設定條件計有模擬檔案名稱、模擬時期數、模擬 鄰近關係設定及模擬影響參數設定等，分述如下： 模擬檔名稱：研究中欲模擬檔案的名稱。 模擬時期數：為模擬之時期數目，藉以控制模擬程式之結束與終止。 模擬鄰近關係設定：以當期該細胞相鄰近之特性運算該細胞轉變潛力。 模擬影響參數設定：係指設定細胞轉變潛力之參數權重，採開放模擬 程式設計，利用未來不同模擬參數影響設定， k. n. 研究中利用算式（2）Fi1 = ∑∑ α 1 × Α j ÷ d ij 計算出各個商業業種轉 j=1 l =1. 化的潛力，且將系統模擬參數分為以下三類： (一). 模擬期數決定欲模擬之時期數目。. (二). CA 模擬之鄰近關係的設定。. 31.
(44) (三). 各種鄰關係變遷之設定，以確定各種細胞狀態之吸引關係。 本模擬系統所建立之格式，是建立合乎本模擬系統輸入檔案格，. 將模擬結果在式中依時期數加以統計相關數據，可以在 ArcView9.X 的 SQL 中運算或轉至 Excel 試算表統計運算，瞭解模擬變化情形。例 如：以當期某一商業業種之鄰近細胞計有四個，分別為：服飾業使用 300 平方公尺、距離 25 公尺，餐飲業使用 200 平方公尺、距離 25 公 尺，住宅使用 200 平方公尺、距離 20 公尺，其他零售業使用 150 平方 公尺、距離 20 公尺，如圖 3-2。 則該業種細胞之轉變潛力如下： (一) 服飾業：1×300／25＋0×200／25＋0×200／25＋0×150／20＝12 (二) 精品業：0×300／25＋0×200／25＋0×200／25＋0×150／20＝0 (三) 餐飲業：0×300／25＋1×200／25＋0×200／25＋0×150／20＝8 (四) 其他零售業：0×300／25＋0×200／25＋0×200／25＋1×150／20＝7.5. 由上得知在本研究假設下，該商業區轉變之影響因素，以服飾業 為最高，本模擬程式將會自動計算全部業種對各別業種影響情形，且 在模擬流程運算完當期全部業種影響各別業類，以及公有土地影響的 情形後，當其影響因素最大效用為實施都市更新的狀態時，即代表該 商業區之業種發展會受都市更新影響達到最佳的都市空間使用效用。. 32.
(45) 六、系統模擬架構流程 空的狀態. 住宅 服飾業. 細胞空間設定 佔據狀態. 飾品業 餐飲業. 細胞與鄰近空間的影響關係. 其他零售業 業種的影響強度. 距離的影響關係. 獲得細胞之轉變潛力. 情境一：同種業種的鄰近效果 細胞參數之設定 情境二：鄰近公有土地納入更新 影響效果. 演化結果的呈現 圖 3-3. 系統模擬流程圖. 33.
(46) 第四章、實證研究 CA 模擬系統中是以個體行為模擬鄰近關係代表個體與其鄰近細胞互 動範圍及個體與鄰近胞間產生互動關係之轉變規則。本研究將模擬參數與 鄰近關係分別進行設定模擬，藉由檢檢視模擬參數或相關係設定對於模擬 系統過程與結果產生差異情形，以供後續實證模擬進行參數調整之依據。. 第一節、基地概述 一、研究地區商業商圈區位環境分析 在商圈整體中建築物之概況，包含大樓、透天厝、日室平房等皆為商 圈內之建物。商圈並非特別明顯區分辦公大樓區、住宅區、商店街等，商 圈中建物使用狀況並非皆有使用，例如：商圈內的日室平房跟大立後的警 察宿舍已經少有人居住使用，對一個商業區的經濟效益是相當浪費的。而 商圈之建物並非於百貨商圈附近有計畫的改善建築結構，對商圈的官感與 發展受到相當嚴重的影響。本研究之對象共計 346 棟建築物，屋齡多為 30 年以上（圖 4-4 所示），建築物多為 3~5 層的建築物（圖 4-3 所示） ，建物 使用多為住宅使用，與都市計畫中土地使用類別的劃定不符，且商業經營 型態不明確，商業業種凌亂，缺乏整合性。 位於高雄市前金區的大立漢神商圈如圖 4-1，屬於早期發展地區，自日 劇時期就開始有外來移民者的開墾，發展自今可說是生活、交通、行政等 機能完善的地區。然也因為歷史悠久，因此，在商圈周圍環境面臨老舊以 及鄰近三多商圈、新堀江、玉竹商圈之崛起等多重問題下，面臨了競爭危 機。但週遭多項公共設施的規劃進行，如城市光廊、中央公園、輕軌捷運 站、愛河整治計畫等，使大立漢神商圈再次獲得繁榮的契機。. 34.
(47) 捷運站 R9. 城市光廊 高雄碼頭. 新崛江、 玉竹商圈. 研究範圍. 三多商圈. 圖 4-1. 研究地區鄰近公共設施示意圖. 35.
(48) 於研究地區中，行政區位隸屬於高雄市前金區之下，在都市計劃的土 地使用劃分上，大多劃定為商業區，並且又可依其容積率與建蔽率之不同 分為第一種商業區、第二種商業區、第三種商業區、第四種商業區，以及 第五種商業區，如下表 4-1 與圖 4-2 所示。但經由實地田野調查後所獲得 之現況土地使用超過 5 成為住宅使用，實證地區現況如圖 4-3、4-4 所示。 表 4-1 研究地區土地使用類別表 土地使用類別 容積率（％） 建蔽率（％） 商一 商二 商三 商四 商五. 240 300 490 630 840. 圖 4-2. 土地使用類別示意圖 36. 40 50 60 60 70.
(49) 圖 4-3 研究地區樓層分布圖. 圖 4-4 研究地區屋齡分布圖. 37.
(50) 實證地區位於高雄都會區中屬於「市民生活商業區」 ，其西接「觀光遊 憩區」 ，東臨「新文化區」 ，南為「多功能經貿園區」 ，北邊則是「副都心區」 與自然社區、亞太學習的高雄大學相接。然而，在這樣優勢的條件下，實 證地區中所呈現的景象卻因屬於早期發展地區，雖然各項生活機能完善， 但經由店家的訪談中獲知該地區目前面臨以下課題，導致商業區的發展受 到阻礙： 1.. 建築物立面凌亂，年久失修，且參差不齊，在研究地區中更有 4 棟房屋無人使用居住。. 2.. 停車位空間供不應求，本研究中針對商圈店家進行調查，民眾 認為地區中對於汽車停車非常的需要改進的佔受訪民眾的42 ％。. 3.. 建築物老舊，超過6成建物屋齡為30年以上。. 4.. 商圈中商業型態複雜，商店間沒有策略聯盟之互利關係，在經 營上汰換率相當高。. 38.
(51) 二、實證地區鄰近之商圈特色 在研究地區周圍相關的商圈有三多商圈、新堀江玉竹商圈，其商圈特 性如下所述： (一) 三多商圈 三多商圈是以百貨公司為主的商業活動，為高雄市近幾年發展最 為繁華的消費商圈，消費族群以中高階級上班族為主。 三多商圈位於三多路、中山路、一心路、民權路及新光路至新光 碼頭間的區塊。起初發展並不繁榮，但在民國 82 年後，新光三越百 貨、太平洋 SOGO 百貨、大遠百陸續開幕，百貨公司所串連成的購物 大道，加上高雄 85 層國際廣場大樓、物美價廉的主題商店、高質感的 精品店，濃濃傳統風味的小吃攤，且結合休閒娛樂的電影院林立其中。 另外高雄捷運的 R8 捷運站將位於此處，大大提高三多商圈未來交通 的重要性及可及性，同時這也是離小港機場、高雄港最近的百貨商圈， 集購物、休閒及交通的優勢。 (二) 新堀江、玉竹商圈 集年輕、新潮、休閒、購物、飲食於一身的新堀江玉竹商圈，因 立地條件突出，迅速吸引商店進駐帶動了零售購物商圈也直接刺激該 商圈的發展，使商圈擴大成型。 新堀江商圈位於五福二路、中山二路、新田路、文橫路所包圍的 塊狀區域。處於高雄重要的東西、南北向交通大動脈的交會處，以及 鄰近火車站的優勢，且鹽埕舊商業中心沒落、都市中心的轉移、商圈 東移而興起。而後於民國 64 年所興建的大統百貨帶動人潮與買氣，潛 力無可限量，於是建商劉亦埔先生於民國 77 年，仿照日式商場的建築 模式，正式成立新堀江商場。 與新堀江商圈僅一路之隔的玉竹商圈，因主要商業活動在玉竹街 39.
(52) 而得名。崛起於大統百貨開幕後所帶動的周圍商機，但民國 84 年大統 百貨火災，釀成許多商店生意逐漸蕭條；之後在民國 88 年政府和民間 合作規劃成立原宿廣場，民國 95 年大統紫光 262 開幕，將玉竹商圈 的重要性大大提升。 早期新堀江商圈與玉竹商圈因五福路車潮繁重，且未設行人穿越 道造成商業活動無連續性；而五福路區隔現象的打破，在於原宿廣場 規劃－透過行人穿越道的設置，促進了兩個各自發展的商圈的連結， 相互增強商業功能。 商圈內商品以年輕客層為主，掌握新奇、時髦、自我風格的特色， 從服飾、珠寶、鐘錶、化妝品、美容等種類繁多應有盡有。另外代表 飲食文化的咖啡店、美式速食店、日式速食店等餐飲林立其中。再加 上近年城市光廊的出現，使「新堀江玉竹商圈」成為高雄夜晚最閃亮 的一顆星，也成為南台灣最大最著名的舶來品銷售地，今日的新堀江 已成為南台灣年輕、新潮、極具特色的流行購物天堂。 本研究將實證地區之商圈特色，以及鄰近實證地區之商圈特色與 消費型態整理如下表 4-2 所示。 表 4-2. 實證地區與鄰近之商圈特性表. 商 圈. 項. 名. 新堀江、玉竹商圈. 三多商圈. 漢神大立商圈. 目. 區域 範圍 發展 時代 商圈 特色 消費 型態. 位於三多路、中山 中山二路、新田路、 於五福路、中華 路、一心路、民權 文橫路、玉竹路所包 路、新田路、成功 路及新光路至新光 圍的區域 路。 碼頭間。 興起於日據時代； 興起於民國 64 年 興起於民國 82 年 崛起於 80 年代 結合購物、休閒、 掌握了新奇、時髦、 精品等，講求高質 自我風格的特色。 感享受。 商圈內商品鎖定年 消費群以中高階級 以百貨公司的消費 輕客層 的上班族為主力。 型態為主 資料來源：本研究整理 40.
(53) 第二節、模擬實證地區商業現況概述 本研究為建立都市更新的實施對商業區業種發展模式模擬實證，運用 CA 模擬過程與變數上可能潛在問題與限制，經實際利用研究期間至實證 地區查訪所得之資料，並建立都市更新區內各業種為每個單獨的 CA 細胞 自動體，進而提出模擬實證之比較結果，以為後續建立相類似模型之參考。 商店營業狀況分述如下： 實證地區中建築物分布共計 346 棟，其中一樓使用為商業經營共計 139 棟，207 棟建築物一樓則為住宅使用，住宅與商業使用所佔百分比如表 4-3，商業使用空間之各業種所佔百分比如下表 4-4 所示。 表 4-3. 建物一樓使用型態比例表. 使用型態. 建築物棟數. 百分比. 住宅使用. 207. 59.8％. 商業使用. 139. 40.2％. 合計. 346. 100％ 本研究整理. 表 4-4 各商業業種營業狀況表 商業業種. 商店數目. 佔所有商店百分比. 服飾業. 35. 27％. 飾品業 餐飲業 其他零售業 合計. 10 39 55 139. 15％ 30％ 28％ 100％ 本研究整理. 41.
(54) 研究中為計算各業種的演化，將其實際的都市空間分布建立為圖面資 料，並利用地理資訊之空間功能，把實證地區中之建築物切割為 3m×3m 的 網格，圖示如圖 4-5，業種所佔網格數如表 4-5 所示。 表 4-5 各使用型態網格數量表 使用形態. 代號. 網格數目. 服飾業. 101. 229. 精品業. 102. 48. 餐飲業. 103. 251. 住宅使用. 104. 720. 其他零售業. 105. 1099. 公有土地. 106. 160. 42.
(55) 圖 4-5. 實證地區業種分布網格示意圖. 43.
(56) 第三節、模擬結果分析 本研究藉由細胞自動體和 GIS 結合之發展技術，模擬實證探討都市更 新的實施所產生之效益程度分析，由各細胞自動體間的互動情形，進而提 出模擬實證之比較結果，以為後續建立相類似模型之參考。關於模擬實證 部份係藉由細胞自動體與地理資訊系統模擬技術發展經驗與參考資料，針 對模擬過程可能存在之問題模擬實證之比較結果，亦為未來建立類似模型 時之參考。以個體行為之模擬表現總體複雜的現象，該個體和鄰近細胞相 互間的作用包含了代表個體與其鄰近細胞間鄰近關係互動的作用範圍，及 個體與鄰近細胞間因互動而產生轉變規則之作用方法。模擬結果分析將與 鄰近關係分別進行不同的模擬與設定，檢視相關設定對於模擬系統之過程 和結果所產生的差異情形，提供日後實證模擬進行參數調整的參考依據。. 一、情境一：鄰近服飾業、飾品業、餐飲業、其他零售業之鄰近效果 本情境假設不同業種間沒有吸引排斥關係，而同種業種相互間具 有吸引效果，倘若僅考慮鄰近服飾業、飾品業、餐飲業及其他零售店 之影響發展潛力，其係數分別為 1.5。而模擬參數設定為本身周圍均屬 服飾業（飾品業或其他零售業）時，也會增加其他零售業變遷其他零 售業的機率，參閱表 4-6。 此情境演化過程中各業種之空間分佈位置如下圖 4-6 至圖 4-15 所 呈現。演化達終點狀態時，各業種之成長數如圖 4-16。. 服飾業 飾品業 餐飲業 其他零售業. 表 4-6 模擬情境一參數設定表 鄰近服飾業細 鄰 近 飾 品 業 鄰近餐飲業 鄰近其他零售 鄰近公有土 胞影響 細胞影響 細胞影響 業細胞影響 地細胞影響 0 1.5 0 0 0 0 0 1.5 0 0 0 0. 0 0. 1.5 0. 44. 0 1.5. 0 0.
(57) 圖 4-6. 情境一-第一演化階段. 圖 4-7 45. 情境一-第二演化階段.
(58) 圖 4-8 情境一-第三演化階段. 圖 4-9 46. 情境一-第四演化階段.
(59) 圖 4-10. 情境一-第五演化階段. 圖 4-11 情境一-第六演化階段 47.
(60) 圖 4-12. 情境一-第七演化階段. 圖 4-13. 48. 情境一-第八演化階段.
(61) 圖 4-14. 情境一-第九演化階段. 圖 4-15. 49. 情境一-第十演化階段.
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