運用羅吉斯回歸量化評估山坡地土地可利用限度之研究

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1 運用羅吉斯回歸量化評估山坡地土地可利用限度之研究
指導教授：林俐玲 博士 研究生：陳品岡

2 大綱 前言 文獻回顧 研究動機 研究方法 未來研究方向

3 前言 台灣自然環境山多平原少，在經濟發展趨勢下，農地空 間漸漸不敷使用，朝向山坡地大量開發。
由於山坡地開發不當，導致水土流失，引發山崩及泥砂 災害，不但使居民生命財產受到重到威脅，且造成土地 生產力衰退，水資源枯竭，破壞動植物之生態環境，產 生了種種深遠且負面之影響。 為使山坡地資源合理有效利用並落實坡地水土保持管理， 依據山坡地保育利用條例第16條規定，山坡地供農業使 用者，應實施土地可利用限度分類查定標準，將土地依 其平均坡度、土壤有效深度、土壤沖蝕程度及母岩性質 等因子區分為宜農牧地、宜林地與加強保育地，以供農 業使用之管理依據。

4 研究動機 依據「山坡地土地可利用限度查定工作要點」規定，四項查定因子均有查定的工作準則，以供查定人員赴現場攜帶各項儀器(如手持水準儀，鑽孔)判定。 查定的單元係以地籍單元為基準，由於地籍面積大小不一且地形複雜，造成查定上的困難，且因現場判定土壤流失量多寡不易，人為判視帶有個人主觀意識。 。 本研究目的在於採用科學及量化的方法，運用地理資訊系統(Arc gis)、衛星影像及衛星定位系統等技術與多變量統計中的羅吉斯迴歸分析，評估山坡地土地可利用限度之分類，供查定人員現地判定之參考。

5 文獻回顧 山坡地土地可利用限度探討 分類 國內外法規探討 羅吉斯回歸相關研究

6 國外法規探討 美國並無統一的規範，依照州情不同，各州自訂土地判定分類的相關規定。 以 Mississippi 的土地判定分類為例：
一共分成六個判定因子 Surface Texture Permeability Depth of Surface + Subsoil Slope Erosion Surface Runoff 表面質地 滲透性 土壤深度 坡度 沖蝕 表面逕流

7 Class Slope Erosion Depth Permeability Surface Runoff Use Class1 1% ↓ none to slightly deep moderate good 農地 Class2 1~3% Moderately deep / moderately slightly~moderately slow good / fair Class3 3~5% deep~moderately slow / rapid good to Excessive Rapid fair Class4 5~8% slight~severely excessive 牧場 1% slightly shallow slow~very slow Class5 poor Class6 8~15% slightly~very severely deep~very shallow rapid~very slow Class7 15% ↑ 林地 Class8 extremely steep 野地 or 休閒 　Other：permanently swampy，sandy beach，rock outcrops

8 國內法規探討 山坡地保育利用條例 山坡地保育利用條例施行細則 山坡地土地可利用限度分類標準 山坡地可利用限度查地工作要點
國土計畫法 (草案) 國土復育條例 (草案) 65年 66年 84年 93年 94年

9 山坡地土地可利用限度分類之四項因子 坡度 土壤有效深度 土壤沖蝕程度 母岩性質

10 山坡地土地可利用限度分類標準 坡度 坡度級別 分 級 範 圍 一級坡 坡度百分之五以下 二級坡 坡度超過百分之五至百分之十五 三級坡
分　級　範　圍 一級坡 坡度百分之五以下 二級坡 坡度超過百分之五至百分之十五 三級坡 坡度超過百分之十五至百分之三十 四級坡 坡度超過百分之三十至百分之四十 五級坡 坡度超過百分之四十至百分之五十五 六級坡 坡度超過百分之五十五

11 山坡地土地可利用限度分類標準 土 地 沖 蝕 徵 狀 及 土 壤 流 失 量 沖蝕程度 沖蝕程度 級別 輕微 中等 嚴重 極嚴重
地面無小沖蝕溝跡象，表土流失量在百分之二十五以下。 中等 地面有蝕溝系統之跡象，礫石、碎石含量在百分之二十以下，表土流失量超過百分之二十五至百分之七十五。 嚴重 地面沖蝕溝甚多，片狀沖蝕活躍，土壤顏色鮮明，礫石、碎石含量超過百分之二十至百分之四十，底土流失量在百分之五十以下。 極嚴重 掌狀蝕溝分歧交錯，含石量超過百分之四十，底土流失量超過百分之五十，甚至母岩裸露，局部有崩塌現象。 土壤沖蝕程度：依土地表面所呈現之沖蝕徵狀與土壤流失量決定之

12 山坡地土地可利用限度分類標準 有效深度 母岩性質 有效深度級別 分 級 範 圍 甚深層 深層 淺層 甚淺層 母岩性質類別 母 岩 特 性
分 級 範 圍 甚深層 超過九十公分 深層 超過五十公分至九十公分 淺層 超過二十公分至五十公分 甚淺層 二十公分以下 母岩性質 母岩性質類別 母 岩 特 性 軟質母岩 母岩鬆軟或呈碎礫狀，部分植物根系可伸入其間，農機具施工無大礙者。 硬質母岩 母岩堅固連接，植物根系無法伸入其間，農機具施工有礙者。

13 土地可利用 限度類別 土地等級 土地特性 備註 宜農牧地 一級地 甚深層之一級坡。 深層之一級坡。 依中央主管機關規定之水土保持技術規範實施水土保持。 二級地 甚深層之二、三級坡。 深層之二級坡。 淺層之一級坡。 同上 三級地 甚深層之四級坡。 深層之三級坡。 淺層之二級坡 四 級 地 1 甚深層之五級坡。 深層之四、五級坡。 淺層之三、四級坡。 甚淺層之一、二、三級坡。 2 淺層之五級坡。 甚淺層之四級坡。 1.土地利用僅限於種植常年地面覆蓋不需全面擾動土壤之多年生果樹與牧草。 2.如必須栽種勤耕作物，應由主管機關指定其水土保持設施。 宜林地 五級地 甚深層、深層、淺層之六級坡。甚淺層之五、六級坡。淺層之五級坡，土地沖蝕嚴重。甚淺層之第四級坡，土壤沖蝕嚴重或下接硬質母岩者。 應行造林或維持自然林木或植生覆蓋，不宜農耕之土地，初期造林有沖蝕嚴重現象者，應配合必要之水土保持。 加強 保育地 六級地 沖蝕級嚴重、崩坍、地滑、脆弱母岩裸露等，應加強保育處理，減免災害發生之土地。 依主管機關指定方式實施水土保持。

14 山坡地土地可利用限度分類流程 根據學者陳文福(2006)「應用DEM於山坡地土地可利用限度分類查定之研究」建議之分級流程：

15 羅吉斯迴歸介紹 統計分析較為常見的方法 以多變量分析(multivariate Analysis)中的：
羅吉斯迴歸(logistic regression) 判別分析(discriminant analysis) 因素分析(factor analysis) 羅吉斯迴歸模型是對數線性模型的一種特殊形式(Feinberg, 1985；Agresti, 2002)。當對數線性模型中的一個二元變數被當作應變數並定義為一系列自變數的函數時，對數線性模型即稱為羅吉斯迴歸模型。

16 羅吉斯迴歸介紹 在二元應變數分析中曾使用的分布函數有許多種，然而最常用的函數是羅吉斯分布(logistic distribution)。其值域在 0 與 1 之間有著S形狀的曲線，這種曲線類似於一個隨機變數的累積分布曲線。 多項式輸出值 發生機率

17 羅吉斯迴歸文獻回顧 國內外研究中，運用羅吉斯回歸做為統計分析用途，多用於山崩潛感分析等坡地災害研究中。
Chung and Fabbri (1999) “Probabilistic Prediction Models for Landslide Hazard Mapping”， 運用五種統計方法施作在山崩災害繪圖。 學者陳樹群、馮智偉(2005)運用羅吉斯迴歸，在濁水溪 流域挑選地質、高程、坡度、坡向、道路、水系等六個 因子製作崩塌潛感圖，崩塌預測率可達65%。 中央地質調查所(2005)都會區周緣坡地山崩潛勢評估， 運用羅吉斯迴歸做統計分析，

18 成功率曲線示意圖 (Chung and Fabbri, 1999)

19 研究流程圖

20 研究方法 試區介紹 研究試區：濁水溪流域範圍選取 頭社段 雙龍段 人和段 流域面積：3,156.9平方公里

21 研究材料 5m*5m 數位地形圖 DTM 1/25000 環境地質圖 1/5000 地籍圖 其他環境數化圖資

22 資料處理流程 各項圖資、地籍圖、現地查定資料備齊。 運用GIS技術將各個圖資網格化 將各因子標準化取值域0-1之間
代入統計軟體做羅吉斯迴歸分析 資料剔除與亂數選取

23 地籍資料補遺 地籍圖多少會有定位失誤造成兩兩相鄰的地籍中有無資料的現象 運用GIS即可將無資料部分補齊

24 地籍資料處理 根據山坡地土地可利用限度查定工作要點規定，凡山坡地土地登記為「建」「道」「雜」「溜」「水」及其他非農業利用地目之土地，逕列為「不屬查定範圍之土地」，故在查定資料中將其挑出。 魚池 頭社段 信義 人和段 信義 雙龍段 2001 1814 1322 1593 1565 1134

25 網格資料處理 坡度、土壤深度、地質、Rm*Km，網格單元資料輸入 1

26 未來研究方向 代入羅吉斯迴歸後，每個網格單元都會出現一 個0-1的機率值，靠近1者為宜林地，靠近0者 為宜農牧地。
將所有網格單元重新處理成地籍單元，匯入查 定資料驗證正確率。

27 可能遇到的問題 現場查定 以平均坡地，判定為宜農牧地 判定為宜林 判定為宜農牧地 GIS處理

28 未來研究方向 運用「山坡地可利用限度查定類別」所選定的四個因 子 將「加強保育地」單獨處理製圖，製作加強保育地敏感地圖。
加強保育地的維護管理措施。

29 謝謝指教

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