一、關鍵挑戰Challenge
   

       臺灣地區山坡地及山地佔全島面積約為74%，平地土地資源受限，故於民國七十年代以後，大規模山坡地社區開發案陸續出現。921大地震後，豪雨誘發山崩與土石流之發生頻率更勝以往，增加坡地社區周緣坡地風險，惟臺灣之坡地社區為數甚多，如何在短時間內迅速有效地篩選出風險較大的坡地社區作進一步追蹤調查，以有限之人力、經費將災害之風險降至最低，輔助相關主管機關進行詳細調查、監測管理及災害防治策略研擬，協助政府提升其施政績效與決策品質，達成災前整備與災中應變目標，達成國土保安及災害防救施政目標。研究背景如圖1所示。
 

 

二、流程Process

1、坡地社區遙測影像災害判釋

       遙測原始影像經過顯揚之後，透過立體觀測，再搭配地形起伏特徵資訊可進行環境地質災害之判釋。本研究首先參考各單位利用遙測技術針對環境地質災害所建立的判釋方法，初步建立坡地社區環境地質災害判釋準則，以供後續社區案例研究之環境地質災害敏感區判釋之用。其次可利用遙測影像之光譜特性，計算植生指標與土壤修正植被指數等植生覆蓋相關指標，藉以瞭解裸露地的分布情況，並可經由不同時期的衛星影像進行影像變遷分析，瞭解災害或不當人為開發的分布。遙測判釋與分析概念如圖2所示。

2、坡地社區災害防制調查

        透過遙測與GIS技術在室內進行環境地質災害判釋與分析，以瞭解坡地社區鄰近之環境地質敏感區後，再針對判釋出之敏感區進行現地調查工作，並檢核環境地質災害與保全對象之空間關係，最後完成坡地社區環境地質敏感區圖以及資料庫，並對坡地社區環境地質災害提出風險分級與災害防制管理建議。

3、坡地社區災害風險分析模式建立

        本研究結合上述坡地社區遙測影像災害敏感區判釋及蒐集相關環境地質災害圖資，搭配高解析度數值地形，進行災害潛在因子萃取，針對台北縣汐止市內登記有案之坡地社區，利用多變量統計方法建立風險分析模式，並對不同風險等級社區建議具體之控管手段，期使負面後果與破壞發生機率降至最低，以達風險最適化(Risk optimization)之目標，據此建立一套務實可行之風險管理(Risk management)流程。風險評估流程如圖3所示。

4、第一類敏感坡地社區案例分析

        根據風險分析成果挑選數個第一類敏感坡地社區進行社區內部現地調查，以第一年計畫確立之坡地社區遙測影像災害敏感區判釋及災害防制調查流程為基礎，針對台北縣汐止市內2 處第一類敏感坡地社區進行遙測災害判釋並進行現地調查，依照調查結果與風險分析進行驗證，並判釋優先敏感防制區域位置，完成坡地社區環境地質敏感區圖以及建置資料庫，根據現地調查表量化成可計數值，進行優先敏感防制區域之風險排序，並與汐止市坡地社區風險分級圖結合繪製坡地社區總體風險圖，成果可供社區災害預防管理、處理對策研擬與資源有效分配參考。

5、重要發現

1.遙測判釋優勢

         以遙測影像配合5m × 5m 高精度數值地形及環境地質圖資等綜合判釋，對於坡地社區廣域可能致災的環境地質危險區域可進行初步的瞭解、達成迅速篩選的目的、亦可提升專業技師現地勘察之效率，節省人力與時間。

2.立體對判釋

         可藉由立體像對空間實景判釋環境地質災害，亦可藉由立體像對萃取坡度、高程差、水平距離等資訊協助判釋災害規模與類型，另藉由高精度數值地形判斷立體對判釋區位之正確性，依此方法可有效判釋出社區周緣之環境地質敏感區域與訂定優先敏感防制區。

3. 風險評鑑模式

         經由本計畫所提出之環境地質可能災害區域判釋，再進行風險識別、風險分析、風險評鑑等評估過程，初步對於汐止市坡地社區可定出受環境地質災害影響的風險度及其高低排序，亦可對於高中低不同風險程度社區之主要致災原因及其影響等級加以鑑別及篩選，此訊息可提供政府主管機關對坡地社區環境地質災害狀況得以瞭解與掌握。本計畫所提的方法模式來評估環境地質災害發生機率與實際發生過歷史災害的社區進行比對，其預測準確率約達96%，其過程均符合統計檢定顯著性的要求；且模式預測正確能力與區別能力亦符合統計檢定要求，由各統計檢定結果顯示坡地社區發生機率分析模式可靠度頗佳。

4. 風險圖應用方向

         本研究已初步擬定風險評鑑模式，且根據模式分析災害發生機率與後果指數，以其成果繪製汐止市坡地社區環境地質災害風險圖，可提供相關主管機關研擬坡地社區詳細監測、調查與管理之災害防制技術參用。

圖2 山坡地社區地質災害遙測判釋與分析概念

圖3 山坡地社區地質災害風險評估流程

 

三、成果Result

1、計畫成果

 

 

圖4 航照立體對產製、應用與判釋結果

 

圖5 航照產製0.5m DSM協助地形判釋

 

圖6 既有山坡地社區地質災害敏感區分布圖

 

圖7 山坡地社區地質災害風險評估結果(鄉鎮層級)

 

圖8 山坡地社區地質災害風險評估結果(社區層級)

 

圖9 坡地社區災害風險分析GIS展示系統

 

圖10 結合Google Earth以API開發坡地社區3D防災地圖

 

2、工程應用價值

1.災害控管與防治工法選擇參考。
2.防救災資源佈署參考。
3.提供建築法、都市計畫法、建築技術規則、山坡地建築開發管理辦法修訂或增訂參考。
4.提供都市計畫通盤檢討調整公共設施用地位置參考。

 

四、與其他核心技術關連性

 

「坡地社區地質災害風險評估」與其它核心技術相關性如下：

1. DE0301 - 遙測影像分析與判釋技術
2. DM0201 – 豪雨誘發山崩潛勢評估技術
   
3. DU0302 – 都會區環境地質調查與防災規劃
   
4. DM0101 – 坡地災害調查與防災疏散避難規劃
   
5. DM0102 – 地質災害敏感區遙感判釋技術
   
6. DU0301 – 道路阻斷潛勢與山區聚落孤島效應評估

 

五、重要發表文獻

1. 林彥享、邵國士、吳秋雅、沈哲緯、鄭錦桐、李怡先、陳建忠、高憲彰、冀樹勇(2008)，「運用遙測與GIS技術輔助坡地社區之安全評估與管理」，建築學報，68期(技術專刊)，頁141-156。(TSSCI)
2. 冀樹勇、鄭錦桐、林伯勳、沈哲緯、張州男(2008)，「淺談天然災害風險管理」，土木水利工程雙月刊，第35卷，第2期。
   
3. 沈哲緯、曹鼎志、鄭錦桐、陳頎夫(2009)，「以3S技術進行屏東縣霧台鄉好茶村土砂災害調查與評估」，水保技術期刊，第4卷，第2期，92-101頁。
   
4. 沈哲緯、林彥享、邵國士、李怡先、陳建忠、高憲彰、冀樹勇(2010)，「運用資料採礦與3S技術建立坡地社區風險評估與管理模式」，建築學報73期，87-108頁。(TSSCI)
   
5. Shu-Rong Yang, Che-Wei Shen, Chuen-Ming Huang ,Chyi-Tyi Lee , Chin-Tung Cheng, and Chen-Yu Chen(2011), “Prediction of Mountain Road Closure Due to Rainfall-Induced Landslides”, Geotechnical Special Publication No. 223, pp. 179-186(EI).
   
6. 沈哲緯、謝寶珊、冀樹勇、高憲彰、陳建忠(2011)，「山坡地社區環境地質災害GIS查詢、展示系統建立」，建築學報78 期增刊(技術專刊)，45~60頁。(TSSCI)