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研究生: 闕禮琳
Chueh, Li-Lin
論文名稱: 坡地崩塌量體評估及分類崩塌型態之研究
Assessment of Landslide Volume and Collapse Type Based on the Susceptibility Analysis
指導教授: 陳昭旭
Chen, Chao-Shi
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 不安定指數法崩塌潛感分析崩塌分類崩塌量體估算
外文關鍵詞: Instability Index Method, Landslide Susceptibility Analysis, Collapse type Classification, Landslide Volume
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  • 本研究旨在利用崩塌潛感分析來預測崩塌發生之可能性,並使用不安定指數法判斷並區分山崩及土石流的可能發生區位,再針對崩塌所產生的體積進行預估及估算。
    研究區域選擇嘉義縣阿里山鄉豐山村為對象,蒐集整理研究區內包含地形、地質及環境、氣候等因素以及莫拉克颱風引致邊坡破壞情形之影響;應用地理資訊系統ArcGIS為工具,基於不安定指數法之觀念,建立模型並繪製崩塌潛感圖,透過崩塌門檻值的選取探討崩塌模型成效、崩塌類型之分類及崩塌量體體積。當以編修前崩塌圖層做基礎潛感分析時,初始模型準確率達78.79 %,經過降階可以提高整體評估準確率至81.06 %;分類模型部分將崩塌分為山崩及土石流兩類,當只討論一種崩塌類型與未崩塌事件時,準確率皆可達85 %以上;但若將兩種混合討論時,準確率僅61.20 %。由崩塌潛感圖上可發現,當保守設定山崩及土石流之不安定指數門檻值分別為5.615及6.899時,可看出其可能發展區位及分布情形供預測參考。崩塌量體積部分則可以透過求取不同模型的模型破壞率配合一套土壤厚度模型,便可以對研究區事件下崩塌量體進行估算。
    本研究之分析無論於預測崩塌、崩塌類型之分類或量體體積都是以邊坡破壞災害為主軸。災前的現地資訊即可對潛在可能發生的事件做出有效的估算,可供工程與防災的參考。

    This study used the Instability Index Method to calculate an index which can determine the potential of collapse and distinguish between landslide and debris-flow. We chose a place around the Fong-Shan village in Chia-Yi county, Taiwan as a study area and typhoon Morakot (Aug. 2009) as the event of this analysis. Lithology, slope, aspect, height, normalization difference vegetation index (NDVI)…etc. were selected as causative factors, the maximum hourly rainfall index and event total rainfall were selected as the triggering factors. The Geographic Information System (GIS) was used as an analytic tool to build the susceptibility model and mapping.
    After defining the threshold values of collapse and removing the low-correlation factors of model, we can know the classify and predictability of the susceptibility model. The result of the original susceptibility model shows 78.79 % correct. The accuracy increased to 81.06 % after removing the slope factor. If we want to find the landslide or debris-flow from this model, it shows over 85% correct, but if we want to find both of the landslide and debris-flow, the accuracy decreased to 61.20%.
    The landslide susceptibility of this study area is determined by the Instability Index, the instability index and failure rate are calculated for each grid in the study area. By given those factors before the event happened we can complete the models and maps of landslide susceptibility in study region. Therefore, if we choose a proper soil-depth prediction model, the landslide volume can be estimated.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 XI 第一章 前言 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究內容與流程 2 第二章 文獻回顧 4 2.1 崩塌定義及型態 4 2.2 崩塌影響因子 5 2.3崩塌潛感分析 8 2.3.1 定率分析 8 2.3.2 統計分析 9 2.4 崩塌地判釋 10 2.5 崩塌量體估算 12 2.5.1 經驗迴歸公式 12 2.5.2 應用數值地形 14 第三章 研究方法 15 3.1 複迴歸分析原理 15 3.1.1 多變量不安定指數分析 15 3.2 資料蒐集與處理 17 3.3 因子之取得方式 18 3.4 評估模型之成效 21 3.4.1分類誤差矩陣 21 3.4.2 ROC曲線 22 3.5 崩塌量體估算 22 3.5.1 矩柱體計算法 22 第四章 研究區域基本資料 24 4.1 數值地形模型 24 4.2 地層地質特性 24 4.3 坡度坡向 25 4.4 水文 29 4.5 植生情況 30 4.6 氣候 30 第五章 邊坡破壞潛感分析 36 5.1 崩塌影響因子選定 36 5.1.1 地形因子 36 5.1.2 地質及環境因子 36 5.1.3 氣候因子 37 5.2 邊坡整體不安定指數法分析 41 5.2.1 影響因子之破壞率正規化 41 5.2.2 影響因子之統計檢定 45 5.2.3 潛感模型建立 47 5.3 模型成效評估 52 5.3.1 分類誤差矩陣 52 5.3.2 ROC曲線 54 5.3.3 模型之降階成效 56 第六章 分類評估模型建立 58 6.1 建立崩塌地屬性資料圖層 58 6.2 與衛星判釋圖層比較 59 6.3 選擇分析方式及建立分類評估模型 62 6.4 討論評估模型特性 65 6.4.1 崩塌與未崩塌 65 6.4.2 山崩與土石流 67 6.5 評估成效與討論 69 6.5.1 模型評估成效 69 6.5.2 討論 72 第七章 崩塌量之估算 78 7.1 模型網格破壞率 78 7.2 土壤厚度模型 80 7.3 崩塌量體推估 80 第八章 結論與建議 82 8.1 結論 82 8.1.1 邊坡破壞潛感分析 82 8.1.2 分類評估模型建立 83 8.1.3 崩塌量之估算 84 8.2 建議 84 參考文獻 85 附錄-1 92 附錄-2 94 附錄-3 95

    1. Burton, A., Arkell, T.J. and Bathurst, J.C., “Field variability of landslide model parameters”, Environmental Geology, 35(2–3), pp. 100-114, 1998.
    2. Chang, K.T. and Chiang, S.H., “An Integrated Model for Predicting Rainfall-Induced Landslides”, Geomorphology, 105, pp.366-373, 2008.
    3. Corominas, J., ”The angle of reach as a mobility index for small and large landslides”, Canadian Geotechnical Journal, 33, pp. 260-271, 1996.
    4. Dai, F.C. and Lee, C.F., “Landslide characteristics and slope instability modeling using GIS, Lantau Island, Hong kong”, Geomorphology, 42, pp. 213-228, 2002.
    5. Das, B.M., “Principles of Geotechnical Engineering, 6th”, International Thomson, 2007.
    6. Fookes, P.G., Sweeney, M., Manby, C.N.D. and Martin, R.P., “Geological and geotechnical engineering aspects of low-cost roads in mountainous terrain”, Engineering Geology, 21, pp. 1-152, 1985.
    7. Franklin, J.A., “Safety and Economy in Tunneling”, Proc. 10th Can. Rock Mech. Symp., pp. 27- 53, 1975.
    8. Guzzetti, F., Malamud, B.D., Turcotte, D.L. and Reichenbach, P., “Power-law correlations of landslide areas in central Italy”, Earth and Planetary Science Letters, 195, pp. 169-183,2002.
    9. Guzzetti, F., Ardizzone, F., Cardinali, M., Galli, M. and Reichenbach, P., “Distribution of landslides in the Upper Tiber River basin, central Italy,” Geomorphology, 96, pp. 105-122, 2008.
    10. Guzzetti, F., Ardizzone, F., Cardinali, M., Rossi, M. and Valigi, D., “Landslide volumes and landslide mobilization rates in Umbria, central Italy” Earth and Planetary Science Letters, 279(3-4), pp. 222-229,2009.
    11. Heim, A., ” Landslides and Human Lives (Bergsturz and Menchen leben)”, N. Skermer, Translator. Bi-Tech Publishers, Vancouver, pp. 196, 1932.
    12. Hovius, N., Stark, C.P. and Allen, P.A., “Sediment flux from a mountain belt derived by landslide mapping”, Geology, 25(3), pp. 231-234,1997.
    13. Hsü, K.J., “Catastrophic debris streams (Struzstroms) generated byrockfalls”, Bulletin of the Geological Society of America, 86, pp. 129-140, 1975.
    14. Kohavi, R. and Provost, F., ”Glossary of terms”, Machine Learning, 30(2-3), pp. 271-274, 1998.
    15. Koukis, G. and Ziourkas, C., “Slope Instability Phenomena in Greece:A Statistical Analysis”, Bulletin of the International Association of Engineering Geology, 43, pp. 47-60, 1991.
    16. Korup, O., “Distribution of landslide in southwest New Zealand”, Landslide, 2(1), pp. 43-51, 2005.
    17. Malamud, B.D., Turcotte, D.L. and Guzetti, F., “Landslides, earthquakes, and erosion”, Earth and Planetary Science Letters, 229, pp. 45-59, 2004.
    18. Mankelow, J.M. and Murphy, W., “Using GIS in the probabilistic assessment of earthquake-triggered landslide hazards”, Journal of Earthquake Engineering, 2, pp. 593-623, 1998.
    19. Simonett, D.S., “Landslide distribution and earthquakes in the Bewani and Torricelli Mountains, New Guinea. In: Jennings, J.N., Mabbutt, J.A. (Eds.), Landform Studies from Australia and New Guinea” Cambridge University Press, Cambridge, pp. 66-84, 1967.
    20. Stevenson, P.C., ”An empirical method for the evaluation of relative landslip risk”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 16(1), pp. 69-72, 1977.
    21. Swets, J.A., ”Is there a sensory threshold?”, Science, New Series, 134(3473), pp. 168-177, 1961.
    22. Swets, J.A., ”Measuring the accuracy of diagnostic systems”, Science, 240(4857), pp. 1285-1293, 1988.
    23. Tuner, A.K. and Schuster, R.L., ”Landslides: Investigation and mitigation”, Transportation Research Board Special Report 247, 1996.
    24. Varnes, D.J., “Slope Movements and Type and Process in Landslides : Analysis and Control”, Transportation Res. Board Nat. Ac. Sci., Washington Spec., 176, pp. 11-33, 1978.
    25. Wang, F.W., and Sassa, K., “Landslide simulation by a geotechnical model combined with a model for apparent friction change”, Physics and Chemistry of the Earth, .35(3-5), pp. 149-161, 2010.
    26. 工業技術研究院能源及資源研究所,航照立體科技應用營講義,第229頁,1997。
    27. 工業技術研究院能源及資源研究所,崩塌地調查計畫(北部地區)成果報告,2002。
    28. 中央氣象局全球資訊網,http://www.cwb.gov.tw/,2011。
    29. 王雁平,崩塌因子對崩塌率及崩塌深度關係之研究,國立中興大學水土保持學系碩士論文,2008。
    30. 朱聖心,應用地理資訊系統製作地震及豪雨所引致之山崩危險圖,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,2001。
    31. 何幸娟、林伯勳、許振崑、冀樹勇、施美琴、尹孝元,應用地面LiDAR施測技術分析莫拉克颱風後神木地區出水溪土砂運移產量,2010 全國岩盤工程研討會論文集,第907-916頁,2010。
    32. 吳佳郡,降雨誘發山崩之潛感分析初探,暨南國際大學土木工程學系碩士論文,2006。
    33. 吳俊鋐,降雨引發邊坡崩塌潛勢評估模式之建構,國立中興大學水土保持學系博士論文,2005。
    34. 李錫堤、費立沅、李錦發、李彥良、林銘郎、董家鈞、張瓊文,高屏溪流域之山崩土石流災害潛勢分析,流域地質與坡地災害研討會,2009。
    35. 李錫堤、費立沅、李錦發、林銘郎、董家鈞、張瓊文,石門水庫集水區的山崩與土石流潛感分析,第六屆海峽兩岸山地災害與環境保育學術研討會2008術研討會論文光碟,第1-10頁,2008。
    36. 李馨慈,應用累積位移法於地震引起之山崩潛勢分析,國立成功大學資源工程研究所碩士論文,2004。
    37. 周南山、王隆昌、林主潔、陳鴻運,山區公路建設前、中、後在工程管理方面參考作業手冊,行政院公共工程委員會專案研究計畫,2003。
    38. 林卓群,Lidar高精度數值地形應用於崩塌地區快速調查研究,國立成功大學資源工程研究所碩士論文,2006。
    39. 林衍丞,廣域山崩潛感分析模型力學-水力參數逆分析,國立中央大學應用地質研究所碩士論文,2009。
    40. 林書毅,區域性山坡穩定評估方法探討-以林口台地為例,國立中央大學應用地質系碩士論文,1999。
    41. 林書毅、李錫堤,不安定指數法在林口台地山坡穩定評估之應用, 第七屆台灣地區地球物理研討會論文集,第593-604頁,1998。
    42. 林鼎鈞,應用地理資訊系統技術探討坡度與崩塌地關係,國立東華大學自然資源管理研究所碩士論文,2010。
    43. 國立中央大學太空及遙測研究中心,中央大學太空及遙測研究中心使用者手冊,國立中央大學太空及遙測研究中心,2005。
    44. 張忠俊,山坡地開發實務,高立圖書有限公司,1999。
    45. 張舜孔、吳建宏、謝正倫、李德河、邱禎龍,應用類神經網路推估邊坡崩塌深度之初步研究,2008 全國岩盤工程研討會論文集,第729-736頁,2008。
    46. 莊智瑋,環境指標應用於崩塌地植生復育之研究,國立中興大學水土保持學系博士論文,2009。
    47. 莊緯璉,運用判別分析進行山崩潛感分析之研究-以臺灣中部國姓地區為例,國立中央大學應用地質研究所碩士論文,2005。
    48. 陳信州,邊坡破壞潛勢分析-以阿里山台18線公路為例,國立成功大學土木工程所博士論文,2006。
    49. 陳嬑璇,溪頭地區山崩潛感圖製作研究,國立臺灣大學土木工程系碩士論文,2002。
    50. 黃國修,大型岩崩之潛勢與災害影響範圍之研究,國立中央大學應用地質研究所碩士論文,2005。
    51. 經濟部中央地質調查所,國土保育之地質敏感區調查計畫-莫拉克颱風受災區域之地質敏感特性分析(1/3),期末報告書,2010。
    52. 葉雅馨,應用LiDAR與航照影像於崩塌地判釋之研究,國立嘉義大學土木與水資源工程研究所碩士論文,2006。
    53. 廖汶函,降雨誘發山崩潛勢之分析研究,國立成功大學資源所碩士論文,2010。
    54. 廖啟岳,大漢溪流域崩塌地發生特性分析,國立成功大學地球科學研究所碩士論文,2008。
    55. 劉守恆,衛星影像於崩塌地自動分類組合之研究,國立成功大學地球科學研究所碩士論文,2002。
    56. 劉進金、林慶偉、曾志民、黃敏郎,事件前後空載光達數值地形用於估計崩塌量之「空缺與缺陷」兩大問題之醒思,2010年亞洲地理資訊系統國際研討會暨台灣地理資訊學會,年會、兩岸四地GIS 與應用遙感研討會,2010。
    57. 蔡明波、李錦浚,草嶺潭上游集水區危險聚落調查與防災對策之探討,水土保持學報,第40卷,第2期,第269-280頁,2008。
    58. 鄭傑銘,應用GIS進行豪雨及地震引致山崩之潛感性分析,國立台灣大學土木工程學系碩士班碩士論文,2003。
    59. 賴志強,台灣地區降雨及地震誘發崩塌之特性研究,國立成功大學水利及海洋工程學系碩士論文,2007。
    60. 鍾育櫻,921集集大地震前後降雨型崩塌地特徵之比較,國立台灣大學地理環境資源研究所碩士論文,2005。
    61. 鍾欣翰,考慮水文模式的地形穩定分析-以匹亞溪集水區為例, 國立中央大學應用地質研究所碩士論文,2008。
    62. 羅佳明,GPS/GIS/RS 應用於地震災區坡地災害防治工程調查及其風險評估模式之建置與應用,屏東科技大學土木工程研究所碩士論文,2003。

    下載圖示 校內:2013-08-01公開
    校外:2013-08-01公開
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