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電子報

前瞻策略與管理
農村發展及水土保持署
防災溝通新利器:地形特徵圖
期數 / 第101期
發布日期 / 2024.03.07
主筆 / 李易諭
責任編輯 / 陳國威、林駿恩

臺灣位於板塊交界處,時常發生地震,威脅民眾的人身安全;同時也處在西北太平洋一帶的颱風主要通過路徑上,幾乎年年都會受到颱風侵襲,衝擊民生經濟。根據內政部消防署於1958至2022的統計資料,可發現在這段期間,臺灣每年最少會發生一起天然災害;甚至在2010至2012期間,平均每年受到了至少12起天然災害的衝擊,且其發生頻率有增加的趨勢(圖1)。其中,2009年莫拉克颱風導致臺灣中南部及臺東地區發生大規模崩塌、地滑、土石流、堰塞湖等複合型土砂災害事件,更震驚了全國。

隨著時間變遷,坡地環境及地形也不斷改變,如何記錄曾經發生在坡地的土砂災害,提高相關人員防災應變能力及強化在地居民的防災意識,將是防災部門重要任務之一。本期電子報介紹農村水保署自2017年開始透過研究計畫,與師大地理學系及行政法人國家災害防救科技中心一起推動「以災害風險溝通為目標的地形特徵圖」(圖2)之相關成果、應用及後續可能的發展模式。

圖1、1958年至2022年臺灣歷年天然災害數量(原始資料來源:內政部消防署全球資訊網-天然災害統計)
圖1、1958年至2022年臺灣歷年天然災害數量(原始資料來源:內政部消防署全球資訊網-天然災害統計)
圖2、地形特徵圖(修改自來義鄉-來社溪-001土砂災害地形特徵圖)(資料來源:地形特徵圖計畫展示平台)
圖2、地形特徵圖(修改自來義鄉-來社溪-001土砂災害地形特徵圖)(資料來源:地形特徵圖計畫展示平台)
何謂地形特徵圖?跟一般常聽到的地形圖有什麼區別?

地形特徵圖(geomorphological map),或稱地貌圖(沈淑敏等,2017),係藉由合適的地景圖徵呈現某一範圍內的地貌,紀錄其地形、地表與地質材料的分布狀態,呈現該地的環境特徵,與其所經歷的地表作用(Otto and Smith, 2013)(見圖2,正中間圖)。換句話說,地形特徵圖反映了特定範圍內的環境資訊,提供作為土地管理與防減災工作推動的依據,且其內容可以根據使用者的需求做調整。

至於一般常聽到的地形圖(topographic map)圖3),是指五千分之一基本地形圖,及經建版地形圖(共三種比例尺,兩萬五千分之一、五萬分之一、十萬分之一)。地形圖可視為國家的基本底圖,其內容包含土地使用狀況、道路系統、行政區界線、等高線等,用於國土規劃、行政管理、經濟建設及資源調查等。

簡言之,地形圖呈現國土基本資訊,具相當廣泛的用途;而地形特徵圖則顯現某一範圍內的地貌狀態,並反映此地貌所經歷的地表作用,有助於公私部門等作為自然災害的防災溝通工具,更適合於災害防治上的使用。

圖3、中興新村一帶的五萬分之一經建版地形圖(第一版)(資料來源:中央研究院人社中心GIS專題中心 (2020). [online] 臺灣百年歷史地圖. Available at: https://gissrv4.sinica.edu.tw/gis/twhgis/ [2024/2/22].)
圖3、中興新村一帶的五萬分之一經建版地形圖(第一版)(資料來源:中央研究院人社中心GIS專題中心 (2020). [online] 臺灣百年歷史地圖. Available at: https://gissrv4.sinica.edu.tw/gis/twhgis/ [2024/2/22].)
地形特徵圖的優勢:平面地圖立體化

比較圖2與圖3,會發現地形特徵圖不僅有地形圖上的地名、道路、河道及等高線等元素,更包含土石流潛勢溪流的位置與其影響範圍、河流與溪溝作用所造成的河階與扇階,及可能發生崩塌的位置等地表地形作用之環境資訊。此外,地形特徵圖的底圖採用數值高程地形(DEM),較不需使用者具判讀等高線的能力,亦可提供較平面地圖更佳的三維立體化視覺效果。

目前的地形特徵圖還可以再細分成普通地形特徵圖(圖4)與主題式地形特徵圖(圖5,同時參照圖2),後者除了有基本的地貌資訊,其插圖還多了現地空拍圖與立體圖,或是歷史災害的圖資。一方面更直觀地呈現了該圖幅範圍中的災害相關地貌與其現地狀況,另一方面則顯示土砂災害對該地區的潛在影響,可以做為災害防治上的利器。

圖4、2018年產製之木柵普通地形特徵圖(資料來源:地形特徵圖計畫展示平台)
圖4、2018年產製之木柵普通地形特徵圖(資料來源:地形特徵圖計畫展示平台)
圖5、主題式地形特徵圖的插圖:現地空拍圖(左上)、3D地形製圖(左下)與河道變遷圖(右3圖),插圖的現地位置見圖2的紅色方框,修改自來義鄉-來社溪-001土砂災害地形特徵圖。(資料來源:地形特徵圖計畫展示平台)
圖5、主題式地形特徵圖的插圖:現地空拍圖(左上)、3D地形製圖(左下)與河道變遷圖(右3圖),插圖的現地位置見圖2的紅色方框,修改自來義鄉-來社溪-001土砂災害地形特徵圖。(資料來源:地形特徵圖計畫展示平台)
地形特徵圖的發展現況與未來展望

截至目前,共產出木柵、草屯、成功、安通、來義、桃源等六處以防災為導向的地形特徵圖。除利用沈淑敏等所建立之「地形特徵圖」網站查詢成果外,亦可透過農村水保署的BigGIS巨量空間資訊系統檢視除了桃源以外的五處圖資(圖6)。此外,在補充說明地形特徵圖的圖幅說明書上,製圖團隊另外針對來義製作了兩種版本的說明書,分別為2021年以環境為本、及2022年以地方為本的版本。

前者是一般常見的形式,其內容著重該地區的環境背景及災害相關地形;後者則更著重於當地的災害經驗,而兩種圖幅說明書的內容差異,如圖7之比較。沈淑敏與王聖鐸(2023)指出,主題式的地形特徵圖與以地方為本的圖幅說明書,確實有助於促進防災溝通與提升防災意識。然而在經過土石流防災專員培訓、專家諮詢會議、潛在技術轉移機構訪談後,發現對於圖幅說明書形式與製圖目的,使用者與負責製圖的單位有不一樣的考量(圖8);未來若要擴大推廣,仍須評估兩者需求與差異。

圖6、目前在BigGIS上可以使用的地形特徵圖(截至2024年3月)(資料來源:BigGIS巨量空間資訊系統)
圖6、目前在BigGIS上可以使用的地形特徵圖(截至2024年3月)(資料來源:BigGIS巨量空間資訊系統)
圖7、兩種圖幅說明書的比較(圖片來源:沈淑敏、王聖鐸(2023)。推動土砂災害地形製圖之先導型研究-期末聯合審查暨成果發表會簡報)
圖7、兩種圖幅說明書的比較(圖片來源:沈淑敏、王聖鐸(2023)。推動土砂災害地形製圖之先導型研究-期末聯合審查暨成果發表會簡報)
圖8、目標使用者與潛在製圖者對於製圖目的與圖幅說明書的偏好(圖片來源:沈淑敏、王聖鐸(2023)。推動土砂災害地形製圖之先導型研究-期末聯合審查暨成果發表會簡報)
圖8、目標使用者與潛在製圖者對於製圖目的與圖幅說明書的偏好(圖片來源:沈淑敏、王聖鐸(2023)。推動土砂災害地形製圖之先導型研究-期末聯合審查暨成果發表會簡報)

由於目前的主題式特徵地形圖的製圖著重於災害對於在地社區的影響,也參照了很多在地居民對於災害的記憶,且確實有助於防災專員在業務上的推動,故對於潛在的使用者而言,會偏好以地方為本的製圖概念。但負責製圖任務的單位則認為,以環境為本的形式較不易遺漏重要的環境資訊,製圖工作的進行也較為容易。

雖然目標使用者與潛在製圖者對於地形特徵圖的製作形式各自有其考量,但不論是主題式或普通的地形特徵圖,其主要核心內容均為建立環境認知、連結地形特徵與災害關聯,作為土地規劃與災害防治策略擬定使用。沈淑敏與王聖鐸(2023)建議優先編寫環境為本的圖幅說明書,若特定社區有需求,再另外製作地方為本的圖幅說明書,以兼顧製圖品質與產製量能。

地形特徵圖以圖解方式表達山區常見之地形地貌與自然災害潛勢,將有助於瞭解地形與其災害潛勢,以利主管機關防災規劃與推廣災害防治工作,並輔助在地社區防災意識的提升。

參考資料

網站資料:
1. 臺灣歷史天然災害統計
2. 內政部消防署全球資訊網-天然災害統計
3. 地形特徵圖計畫展示平台
4. 中央研究院人社中心GIS專題中心-臺灣百年歷史地圖
5. BigGIS巨量空間資訊系統

文獻資料:
1. Otto, J.-C. & Smith, M. (2013). Geomorphological Mapping. In Geomorphological Techniques (Online Ed.).
2. 沈淑敏、羅佳明、王聖鐸(2017)。細緻化地質地貌特徵地圖製作研究。國家災害防救科技中心委辦計畫。
3. 沈淑敏、王聖鐸(2023)。推動土砂災害地形製圖之先導型研究。農業部農村發展及水土保持署112年創新研究計畫。
4. 沈淑敏、王聖鐸(2023)。推動土砂災害地形製圖之先導型研究-期末聯合審查暨成果發表會簡報。

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