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研究生: 呂嘉文
Chia-Wen Lu
論文名稱: 山區河流兩側邊坡崩塌潛勢評估
Evaluation of Riverside Landslides Potential in Mountainous Area
指導教授: 廖洪鈞
Hung-Jiun Liao
卿建業
Jian-Ye Ching
口試委員: 黃建忠
Chien-Chung Huang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 170
中文關鍵詞: 高斯過程崩塌潛勢影響因子鑑別度
外文關鍵詞: Gaussian Process, Landslide Potential, Influencing Features
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  • 本研究藉由高斯過程預測分析旗山溪上游兩側邊坡之崩塌潛勢,並將分析之崩塌潛勢分類成高、中、低潛勢三類,再利用ArcMap軟體繪製出崩塌潛勢圖;由崩塌潛勢圖資中發現,高崩塌潛勢地區皆集中於旗山溪上游兩側,因此本研究進一步分析探討旗山溪上游兩側邊坡崩塌潛勢及重要影響因子對邊坡穩定之影響。
    於高斯過程模型分析中,採用較嚴謹的統計方法於旗山溪崩塌潛勢預測和因子重要性檢定上;本研究共採用12項影響因子分別為:挖方邊坡高差、河谷邊坡類型、地形單元面積、平均坡向、順向坡有無、坡度標準差、植生覆蓋率、坡度*岩體強度、平均坡度、坡高、最大高程、最小高程,並經由11組因子篩選,可得河谷邊坡類型、挖方邊坡高差及地形單元面積為評估旗山溪上游兩側邊坡穩定最具鑑別度因子。由高斯過程崩塌潛勢結果得知,高潛勢與低潛勢之正判率分別為96.77%及88.43%,顯示本訓練模型可用於旗山溪上游預測分析。最後,從高崩塌潛勢分布與航照圖所判釋之實際崩塌地點疊合比較,發現兩者趨勢相符。


    This study is to investigate the landslide potential along the upstream of Chishan river by the means of Gaussian Process analysis. The results of landslide potential analysis were divided into High, Medium and Low categories. The mapping of landslide potentials in the studied mountainous area was plotted by ArcMap software. It had been found that the High landslide potential areas are mainly concentrated along the Chishan river. It led to the study on the landslide potentials along Chishan river and the important features affecting the stability of riverside slopes.
    For the Gaussian Process models, a rigorous statistical method is adopted to evaluation the landslide potential and important features. Totally, 12 features were included in the Gaussian Process model namely height of cut slope, type of riverside slope, area of topographic unit, average slope aspect, dip slope, standard deviation of slope angle, NVDI, product of slope angle and rock strength, average slope angle, height of slope, maximum elevation, minimum elevation. In addition, 11 more combinations of the above features were also studied. Among these features, type of riverside slope, height of cut slope, and area of topographic unit are the most discriminant features for evaluating the stability of riverside slope along the upstream of Chishan river. In terms of landslide potential, the accuracy rates of high and low potential are 96.77% and 88.43%, respectively, as determined from the Gaussian process. It indicates that the model studied here is applicable to the riverside slopes along Chishan river. Finally, by overlapping the landslide potential mapping obtained from this research with the sites of landslides observed from the aerial photos, a good agreement between these two results was found.

    目 錄 中文摘要 I 英文摘要 II 誌 謝 III 目 錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2研究動機與目的 2 1.3研究方法與步驟 3 1.4論文架構 5 第二章 文獻回顧 7 2.1邊坡崩塌之類型 7 2.2重要性影響因子之相關研究 9 2.3邊坡崩塌潛勢分析方法之相關研究 12 2.3.1定性之專家評分方法 13 2.3.2定量之統計分析方法 15 第三章 分析理論與模型建立 25 3.1高斯分析理論 25 3.1.1貝氏分析 26 3.1.2高斯分布 28 3.1.3高斯過程在二元分類分析上之應用 29 3.1.4隨機取樣法-Hybrid Monte Carlo 35 3.2邊坡崩塌預測模式 39 3.2.1預測模式之介紹 39 3.2.2預測模式之建立 40 3.2.3預測模式之應用 42 3.3主成份分析 42 第四章 分析程式及參數設定 47 4.1 高斯過程-SOFTWARE FOR FLEXIBLE BAYESIAN MODELING 47 4.2 分析指令介紹 47 4.3 二元分類分析之參數設定 54 4.4 模型訓練方式 55 4.5 高斯過程之分析指令 56 4.6 主成份分析之程式碼介紹 58 第五章 分析案例及影響因子說明 67 5.1 影響因子量化 67 5.1.1 資料蒐集 68 5.1.2 地形單元建置 69 5.1.3 影響因子屬性建置 69 5.2 研究分析區域介紹 73 5.2.1 西部麓山帶概述 73 5.2.2 圖幅區域環境地質概述 74 5.2.3旗山溪上游介紹 78 第六章 分析結果與討論 79 6.1崩塌潛勢預測結果分析與比較 79 6.2崩塌潛勢應用與探討 82 6.3山區河谷兩側邊坡崩塌潛勢評估 83 6.3.1旗山溪-影響因子篩選與分析 84 6.3.2因子重要性檢定 85 6.3.3崩塌潛勢評估結果與討論 86 第七章 結論與建議 89 7.1結論 89 7.2建議 90 參考文獻 93 附錄A 166 附錄B 167 附錄C 168 附錄D 169

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