利用集水區分析系統 (WinGrid)進行敏感 區位與植生復育分析 報告人 : 李椋蒼 97碩專一 學 號 : 59742101 2008.12.20

大綱 前言(Introduction) 材料與方法(Materials and Methods) 結論(Conclusions) 參考文獻(References)

一. 前言(Introduction) 集水區分析系統(WinGrid)係以集水區為評估單元，由集水區自動劃分為出發點，整合水保理論、DEM高程資料、GIS及RS技術所開發的空間資訊管理系統。 案例1 近期大陸將贈送台灣一對貓熊，本案例將說明如何規劃符合適合它們居住的敏感區位圖。 案例2 以九份二山為樣區，利用1999年地震前後及2004年三個時期之SPOT衛星影像進行崩塌區位判釋，以數值化展示植生復育率分析評估，以了解地震後相關單位對崩塌區植生復育之成效。

案例1，假設適合貓熊居住的各項限制條件如下： 海拔高程須在 E.L 450 ~ 650 m 之間。 坡度介於 25% ~ 35% 坡向須為 南向坡↓ 距離水系不超過 200 m 必須在集水區內 本案例以南投縣九九峰地區仙洞指坑之DEM高程資料作為研究材料(檔名 demo-dtm.lan)

二. 材料與方法 (Materials and Methods) 案例1 研究流程 相關資料蒐集 空間分析 環域與套疊分析 等高線分析 結果與展示

案例2 研究流程 相關資料蒐集 常態化差異植生 指數(NDVI)分析 崩塌區位判釋 植生覆蓋指數c分析 植生復育率vrr計算 結果與展示

NDVI=(NIR-R)/(NIR+R) 名詞解釋 常態化差異植生指數(NDVI) NDVI常被用來分析評估綠色植物之光合作用、植物之覆蓋率及生物量等，其計算公式如下： NDVI=(NIR-R)/(NIR+R) 式中：NIR為近紅外光、R為紅光，所求得NDVI值愈大顯示地表植物生育愈旺盛、植被覆蓋佳，其值域介於(-1 ~1)之間。 植生覆蓋因子C 由於台灣地區尚無該C值資料庫可資利用，目前C值係以NDVI經線性反向配置後產生，值域介於(0~1)之間，C值愈小覆蓋愈佳，無覆蓋裸露地C值=1.0。

植生復育率評估(VRR) 植生復育率評估(VRR) 係以不同時期衛星影像評估崩塌地區的植生復育情況，其計算公式如下： VRR(%)=(C1-C2)/(C1-C0) 式中：C0、C1、C2分別為崩塌前、崩塌後初期及評估期的C值。

案例1分析步驟 Preparation(資料蒐集) 分析與展示工具 集水區分析系統(WinGrid) 坡地集水區分析系統(SlpWas) Surfer 軟體 ArcView作為套疊展示工具 研究材料- DEM高程資料檔(demo-dtm.lan)

案例1分析步驟 Step 1 使用WinGrid軟體，進行地形分析與水系網萃取等空間分析工作。 坡度檔圖形展示 坡(流)向圖形展示 水系檔圖形展示

案例1分析步驟 Step 2 使用ArcView 3.2進行動態集水區分析工作，以獲得集水區範圍邊界。 圖形展示1 圖形展示2 圖形展示3

案例1分析步驟 Step 3 為符合「條件4. 距離水系不超過 200 m」，使用坡地集水區分析系統(SlpWas)進行水系環域分析(Buffering Analysis)分析工作。 圖形展示1 圖形展示2

此步驟的目的係使各項分析條件均限縮至集水區邊界範圍內 案例1分析步驟 Step 4 使用WinGrid將坡度檔、流向檔、水系檔及緩衝帶配置等以步驟2獲得之集水區範圍邊界進行邊界處理。 此步驟的目的係使各項分析條件均限縮至集水區邊界範圍內 圖形展示

案例1分析步驟 Step 5 針對「條件1. 海拔高程在 E.L 450 ~ 650 m」，使用WinGrid對高程檔進行屬性重新編碼，並產出符合條件1的集水區高程區位編碼檔。 圖形展示1 圖形展示2

案例1分析步驟 Step 6 針對「條件2. 坡度 25% ~ 35%」，使用WinGrid對坡度檔進行屬性重新編碼」，產出符合條件2的集水區坡度區位編碼檔。 圖形展示1 圖形展示2

案例1分析步驟 針對「條件3. 坡向須為 南向坡↓」，使用WinGrid對於坡向進行屬性重新編碼，產出符合條件3的集水區流向區位編碼檔。 Step 7 針對「條件3. 坡向須為 南向坡↓」，使用WinGrid對於坡向進行屬性重新編碼，產出符合條件3的集水區流向區位編碼檔。 26 27 20 25   21 24 23 22 網格流向的定義 圖形展示1 圖形展示2

案例1分析步驟 Step 8 檢視集水區緩衝帶配置資訊，並確認可進行套疊分析。 圖形展示1 圖形展示2

案例1分析步驟 Step 9 使用WinGrid進行敏感區位套疊分析工作，產生區位套疊檔(demo-dtm-msk-ovl.gis)。 圖形展示1 圖形展示2

案例1分析步驟 Step 10 (集水區嶺線萃取 ) 使用WinGrid匯出成向量化的集水區嶺線(邊界檔demo-dws.dxf)。 圖形展示1

案例1分析步驟 Step 11 (等高線分析) 使用WinGrid將高程資料轉匯給Surfer軟體產出等高線檔(demo-dtm-surf.grd )。 圖形展示1 圖形展示2

案例1分析步驟 Step 12 使用WinGrid將集水區嶺線檔(demo-dws.dxf)轉出為Surfer[.dat]格式，將上開文字資料加入1列，筆數與萃取條件，另存為Surfer空白化邊界(Contour.bln)。 前述萃取條件設為0，將萃取嶺線內部的等高線，若設為1，則萃取嶺線外部的等高線。 圖形展示

案例1分析步驟 Step 13 使用Surfer空白化(Blank)功能，輸入等高線網格(demo-dtm-surf.grd)及邊界檔(Contour.bln)，輸出濾除嶺線的等高線檔(Contour-0.grd)，並再轉出為dxf格式之集水區範圍的等高線 (Contour.dxf )。 圖形展示1 圖形展示2 圖形展示3

案例1分析步驟 Step 14 使用ArcView套疊出圖展示，載入區位套疊檔 (demo-dtm-msk-ovl.gis) 轉向量化，並載入嶺線檔 (demo-dws.dxf)，及集水區範圍的等高線 (Contour.dxf)，最後進行出圖設定。 圖形展示1 圖形展示2

案例2分析步驟 Preparation(資料蒐集) 分析與展示工具 集水區分析系統(WinGrid) SPSS 8 統計軟體 ArcView作為套疊展示工具 研究材料-衛星影像檔 19990401(崩塌前) 19990401(崩塌後) 20040712(評估復育期)

案例2分析步驟 Step 1 使用WinGrid(集水區資訊系統) 將前述3個衛星影像進行NDVI模組分析，並轉出為SPSS 8資料格式。

案例2分析步驟 Step 2 使用SPSS 8，進行地震前後的NDVI值差異分析，並將該差異值進行K平均數集群分類分為2類。

案例2分析步驟 Step 3 將K平均分類結果重新編碼(20)，篩選出崩塌區位，即可作為後續崩塌地判釋邊界。

案例2分析步驟 Step 4 使用集水區資訊系統 (WinGrid)進行各時期衛星影像之植生覆蓋因子（C）計算並轉匯成SPSS[.DAT]格式，俾由SPSS 8接續處理。

案例2分析步驟 Step 5 將各時期植生覆蓋因子C值(C0、C1及C2)載入SPSS 8，計算植生復育率評估(VRR) ，並進行K平均分類，分成3個集群，轉出為.dat格式，讓WinGrid接續處理。

案例2分析步驟 Step 6 使用WinGrid將vrr.dat轉匯成vrr.gis ，並使用ArcView32 展示之 。

三. 結論(Conclusion) 本次報告係就本學期修習之電腦輔助坡地規劃課程學習心得進行摘要簡報。 有鑒於電腦科技進步，以往需進行許多現地探勘與分析評估的工作，藉由案例1數位高程(DEM檔)的套疊分析計算，即能迅速獲敏感區位評估結果作為決策資訊。 由案例2的展示可知，藉由衛星遙測影像NDVI值的差異量分析，已能夠較明確的判釋出正確的崩塌地，並可作進行植生復育率評估(VRR) 分析工作，得知復育的成效。

四. 參考文獻(References) 林昭遠、林文賜，2001，集水區分析系統 陳添水，2005，九九峰地區九二一地震崩塌植生指數變遷分析 林建智，2005，山坡地植生復育成效評估之研究，2005 年台灣地理資訊學會年會暨學術研討會論文集 林昭遠，2001，集水區崩塌地植生復育監測與評估，水土保持植生工程研討會論文集。

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