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研究生: 陳盈赬
Chen, Ying-cheng
論文名稱: 曾文水庫集水區之地形幾何特性與山崩分佈關係之研究
The Study of Topographic Characteristics Associate with Landslide Distribution in the Tseng-Wen Reservoir Catchment
指導教授: 王建力
Wan, Chein-Lee
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 120
中文關鍵詞: 山崩密度碎形維度小集水區相關性
外文關鍵詞: landslide density, fractal dimension, correlation., small catchment area
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  • 山崩是台灣地區最常見的地形活動之ㄧ,對於環境及資源所造成的衝擊也最為顯著。以往山崩分析都以傳統地形因子做探討,近年來碎形理論的興起,本研究以三角稜柱表面積法(Clarke,1986)量測地形面得到地表之碎形維度,將碎形維度加入考慮,使山崩模式的使用性加強,以求對山崩災害作更完整的推測。
    研究中,以曾文水庫集水區為對象,將集水區域劃分為17個小集水區,將數位化崩塌地取得山崩座標及山崩面積資訊,再利用碎形理論分析其碎形特徵,分別求得反應山崩位置間關連的雙點相關維度、及反應山崩面積規模大小分佈情況的級配方格維度。探討山崩空間分佈參數(包括山崩密度、雙點相關維度、級配方格維度)與碎形維度及傳統地形因子(包括高度、坡度、地形粗糙度、坡度粗糙度)之關連性。本研究的主要結論如下:
    【1】 以複迴歸分析,以不同組合之模式,碎形維度與山崩密度仍為正相關;以不安定指數法分析,顯示加入碎形維度因子可提供更精確的描述,對於山崩分析具一定價值。
    【2】以山崩空間分佈參數之間作相關性探討可由雙點相關維度越大,其山崩密度越大,其山崩分佈位置越均勻分佈於集水區中。
    【3】以山崩空間分佈參數(山崩密度、雙點相關維度、級配方格維度)對碎形維度及傳統地形因子作相關性探討,分別都以碎形維度因子影響程度最大。由此可知碎形維度因子對於山崩密度、山崩位置分佈及山崩規模大小的影響高於傳統地形因子(包括高度、坡度、地形粗糙度、坡度粗糙度),對於山崩分析有一定之影響力。

    Landslide is the most active geomorphologic process in Taiwan. Its impact to natural environment and resources is very prominent. In recent years, the fractal theory combined with the traditional topographical factors was frequently used to analyze the landslide problems. This study proposes the triangular prism surface area method (Clarke, 1986) to obtain the fractal dimensions of the terrain surface and predict the density and distribution of the events of landslide.
    The study area is the Tseng-Wen reservoir. The catchment is divided into 17 small cactchments. The landslide coordinates and geometrical information are obtained through the digitalized maps. The parameters including landslide density, two-point correlation dimension, graded-box dimension are evaluated. Their correlations with the fractal dimension and other traditional terrain factors including elevation, slope, terrain roughness, slope roughness, are established in this study.
    The study uses the multiple regression analysis to investigate the relationship between the fractal dimension and the landslide density. This study uses the dangerous value method to demonstrate that the fractal dimension is able to provide a better description. Based on Pearson product-moment correlation analysis, this study finds that the fractal dimension is a useful geometrical index to describe the landslide density and other landslide parameters.

    目 錄 摘要………………………………………………………………………Ⅰ 誌謝………………………………………………………………………Ⅲ 目錄………………………………………………………………………Ⅳ 表目錄……………………………………………………………………Ⅷ 圖目錄……………………………………………………………………Ⅹ 第一章 緒論…………………………………………………………… 1 1.1 前言…………………………………………………………… 1 1.2 研究動機與目的……………………………………………… 2 1.3研究方法與流程…………………………………………………3 第二章 文獻回顧…………………………………………………………6 2.1 碎形理論應用於地形學的相關研究………………………… 7 2.2 應用碎形理論探討山崩空間之研究………………………… 9 2.2.1 雙點相關維度………………………………………… 9 2.2.2 級配方格維度………………………………………… 10 2.3 崩塌地特性因子研究……………………………………… 12 2.3.1 以地形(cell)為分析單元…………………………… 13 2.3.2 以小集水區為分析單元……………………………… 14 2.4 多變量統計分析之應用……………………………………………17 第三章 碎形幾何理論及其應用……………………………………… 21 3.1 碎形簡介………………………………………………………21 3.2 碎形與非碎形…………………………………………………22 3.3 碎形特性………………………………………………………24 3.4 碎形維度………………………………………………………26 3.4.1 自相似性維度………………………………………… 28 3.4.2 盒子維度(Box-Counting Dimension)……………… 29 3.4.3 相關維度(Correlation Dimension)…………………30 第四章 研究方法……………………………………………………… 32 4.1 資料收集與處理………………………………………………32 4.1.1 數值地形模型…………………………………………32 4.1.2 小集水區劃分…………………………………………35 4.1.3 崩塌地分佈資料………………………………………36 4.1.4 座標轉換………………………………………………37 4.1.5 網格劃分………………………………………………38 4.2 地形幾何參數…………………………………………………41 4.2.1 碎形維度……………………………………………… 41 4.2.2 高度…………………………………………………… 43 4.2.3 坡度…………………………………………………… 44 4.2.4 地形粗糙度…………………………………………… 45 4.2.5 坡度粗糙度…………………………………………… 46 4.3 山崩空間分佈參數……………………………………………47 4.3.1 山崩密度……………………………………………… 47 4.3.2 雙點相關維度………………………………………… 47 4.3.3 級配方格維度………………………………………… 48 4.4 多變量分析……………………………………………………50 4.4.1 資料分類……………………………………………… 50 4.4.2 相關性檢定…………………………………………… 51 4.4.3 相關分析……………………………………………… 52 4.4.4 複迴歸分析…………………………………………… 53 4.4.5 不安定指數法………………………………………… 54 第五章 結果與討論…………………………………………………… 56 5.1 研究區域環境概述……………………………………………56 5.1.1 位置區域……………………………………………… 56 5.1.2 地形…………………………………………………… 56 5.1.2 地質…………………………………………………… 58 5.2 小集水區之資料統計…………………………………………61 5.2.1 地形幾何參數………………………………………… 61 5.2.2山崩空間分佈參數………………………………………69 5.3 山崩密度與碎形維度及傳統地形因子之比較………………76 5.3.1 不同分區單元分析……………………………………76 5.3.2 複迴歸分析…………………………………………… 78 5.3.3 不安定指數法………………………………………… 80 5.4 山崩密度與雙點相關維度、級配方格維度之比較…………88 5.5 碎形維度與傳統地形因子之比較……………………………90 5.6 山崩空間分佈參數與地形因子之相關性…………………………94 5.6.1 山崩密度與地形因子……………………………………………94 5.6.2 雙點相關維度與地形因子…………………………… 94 5.6.3級配方格維度與地形因子………………………………95 第六章 結論與建議…………………………………………………… 97 6.1 結論……………………………………………………………97 6.2 建議……………………………………………………………98 參考文獻…………………………………………………………………99 附錄…………………………………………………………………… 104

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    下載圖示 校內:2008-07-30公開
    校外:2008-07-30公開
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