摘要

本計畫針對大桃園地區,列舉三年(1990-2002-2014)為研究案例,分就地文、水文、熱環境層面,探討並評估二十五年間都市發展變遷下的區域環境衝擊程度。

研究要項為:1.)將不同時期的Landsat影像,利用四項環境指標(即常態化差異建物指數NDBI、常態化差異濕度指標NDMI、常態化差異水分指標NDWI與常態化差異植生指標NDVI),針對研究區域(圖1)內的土地狀況進行初步的特性分析,並進行土地利用與土地覆蓋(LULC)型態分類,以統計不同地物變遷範圍與面積變化;最後應用影像變遷差異方法,找出不同時期LULC之關係; 2.)蒐集區域內多氣象測站之水文資料(降雨)進行頻率分析,將各年雨量資料以K-S檢定適合機率分佈,再經標準誤差分析選定最適合之機率分佈,以建構與都市化變遷影響之關係;3.)利用熱紅外光波段進行地表溫度反演,以進一步分析高度都市化區域之熱島效應。研究分析結果彙整如次:

地文環境衝擊分析,本研究由NDBI與NDVI兩項環境指標切入, 發現1990年至2014年間,NDBI及NDVI之標準差皆隨時間增大,此即代表都市化變遷與植生變化皆變大。另並觀察像元數最高時的NDBI及NDVI數值,亦可發現NDBI值隨時間增大(-0.1576、-0.0515、-0.051,越往1的方向表示都市化發展越大),顯示都市化變遷確刻正進行中;唯NDVI值卻以減少之趨勢呈現(0.3004、0.2646、0.2549,越往1的方向表示綠色植生分布越茂密),此即反應植生分布狀況隨都市化變遷有減少的趨勢。此外,應用ENVI軟體的ISODATA模式,進行LULC型態分類(圖2a-2c),其整體精度與Kappa值則可達81.78%與0.77以上。最後另就1990至2014年進行各LULC型態之影像差異百分比分析,發現25年間都市化用地之影像差異百分比為+92.244%,意即都市化用地增加約92.244 %(即約115.457百萬平方公尺),結果確實呈現高度都市化發展,並使整體LULC型態產生大幅改變。

水文環境衝擊分析,探討區域水文環境變化,針對研究區域內七個氣象站降雨資料進行重現期100年之一日暴雨頻率分析(圖3),以探討地物變遷前後,相關水文環境的分佈與資訊。結果發現自2003年開始的9年間(2003-2011),其重現期100年之一日暴雨量隨時間遞減(圖4),此時根據影像變遷分析可得知2002-2014年間總都市化用地增加約31.688%。

熱環境衝擊分析,利用熱紅外影像透過EVVI軟體的FLAASH模式進行地表溫度反演(圖5a-5c),以進一步分析高度都市化區域之熱島效應。本研究中畫定一地表溫度剖面線(圖6),通過大溪區內的大漢溪與山區,中壢及大園兩工業區及其比鄰發展之都市化區域,直至大園區臨海沿岸,以檢視溫度剖面與其經過LULC型態的關係(圖7a-7c)。研究發現:中壢區的都市熱島區,於觀測三個觀測時期的最高溫,可分別上升至24度、32.8度與32.3度;大園區的都市熱島區,於三個觀測時期的最高溫,則可上升至18.5度、19.8度、19.3度。由此得知,都市化程度越高,相關都市熱島效應亦將越嚴重。

整體而言,本計畫研究成果確已達到計畫之總目標,可對都市計畫區開發與都市範圍擴張,所造成之區域環境衝擊進行有效評估,並提出因應方法。

圖1 本計畫之研究區域

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