Loading...
|
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://nccur.lib.nccu.edu.tw/handle/140.119/51615
|
| Title: | 應用衛星影像於宜蘭平原沿海地區之監測
Monitoring I-Lan coastal zone using multi-temporal satellite images |
| Authors: | 徐郁晴
Hsu, Yu Ching |
| Contributors: | 詹進發
Jan, Jihn Fa
徐郁晴
Hsu, Yu Ching |
| Keywords: | SPOT 5衛星影像
宜蘭沿海地區
土地覆蓋變遷
地景生態指標
馬可夫鏈模式
Logit迴歸分析 |
| Date: | 2009 |
| Issue Date: | 2011-10-11 17:00:30 (UTC+8) |
| Abstract: | 海岸為海洋與陸地交界之處，風、浪與潮流等自然營力長期於此不斷的侵蝕與堆積交互演替。近年來，隨著人口快速增加，人類對於海岸地區土地利用與開發的需求急遽擴張，使得影響海岸地形的變因日益複雜且變化迅速。宜蘭特殊的沙丘性海岸因抗蝕性弱，易受到外力影響而改變地形，海岸後方的沿海平原為人口與產業集中的地區，因此自然營力與人為因素對宜蘭平原海岸地形與環境的影響，備受關注。因衛星影像具多時期與大尺度的空間特性，可提供土地覆蓋變遷分析之有效資訊，故本文使用2003年、2006年與2009年宜蘭平原沿海地區SPOT 5衛星影像，利用階層式分類程序將研究試區分為水體、建成與交通用地、沙地、農地與林地等五種土地覆蓋類別，透過土地覆蓋分類之結果，比較三個時期土地覆蓋型面積的變化；建立馬可夫轉移矩陣，了解各土地覆蓋型轉移的情況；其次，量化地景指標以了解整體土地覆蓋型區塊在空間結構上的情況，並利用Shannon多樣性指標t檢定測驗兩時期間整體地景是否有明顯的變遷。進一步，利用二項式Logit迴歸分析2003至2006年與2006年至2009年間土地覆蓋型的變化與沙丘海岸變遷的關係以及參考前人宜蘭海岸變遷之研究，選擇可能影響此區海岸變遷的自然與人為環境因子，建立二項式Logit迴歸模式，探討各項因子對於沙丘性海岸的影響，並利用海岸沙丘空間分佈預測機率圖，最後以2006年與2009年沙地主題圖作為驗證資料，探討模式的可行性。本研究透過不同的空間計量方法，了解本區土地覆蓋型的變化，期本研究成果對於此區海岸保護與管理政策制定者有一參考的依據。
Coastal zone is at the junction of ocean and land. The area constantly experiences interchanging succession of erosion and accumulation due to natural forces such as wind, wave, and tidal currents. In recent years, associated with fast population increase, the demand of lands expanded rapidly such that the effects on topography of coastal zone became more complex and changed quickly. Coastal sand dunes are dynamic and fragile terrain often regarded as environmentally sensitive areas. Sand dunes are vulnerable to erosion by natural process and human activity. The objective of this research was to examine the effects of environmental factors and land-use changes on coastal sand dunes in I-Lan County.
Satellite imageries are characterized by multi-temporal and large-scale, therefore they are ideal for providing necessary information to facilitate analysis of regional land-cover changes. In this research, three SPOT 5 images acquired in 2003, 2006 and 2009 were used to analyze land-cover changes in I-Lan coastal zone. Firstly, a hierarchical classification procedure was applied to classify the image data to five land-cover types and the land-cover changes were compared. Secondly, based on the classification results, a Markov transitional probability matrix was constructed to understand the transition among different land-cover types, and the Fragstats software was used to quantify the landscape structure of three different periods. By analyzing the spatial distributions of land-cover types in different time periods, we were able to examine to the temporal and spatial changes of land-cover in the I-Lan coastal zone. In addition, a t-test based on Shannon diversity index was used to evaluate the changes of the whole landscape in the study area. Thirdly, by selecting possible natural and man-made factors that are likely to affect coastal environment based on various prior studies, the mathematical models such as Markov chain and binomial logit regression analysis were applied to predict the future overall landscape structure and to simulate the spatial distribution of the sandy coastal zone. Thematic maps derived from satellite images obtained in 2006 and 2009 were used to verify and assess the feasibility of the models.
This study integrated several spatial statistical methods to understand the patterns of land-cover changes in the study area. It is expected that the results of this study may offer a valuable reference for the policy-makers of coastal protection and management. |
| Reference: | 一、中文參考文獻
丁志堅，1997，「運用馬可夫鏈模式度量土地利用變遷之研究」，國立臺灣大學地理環境資源研究所碩士論文，臺北。
丁志堅，2002，「屏東平原土地利用變遷分析與模式建立」，國立臺灣大學地理環境資源研究所碩士論文，臺北。
方琮雅，2001，「桃園台地水域用地空間結構變遷之研究」，國立臺灣大學農業工程學研究所碩士論文，臺北。
王素芬，1998，「地理資訊系統和碎形維度於森林地景空間變化之應用」，國立臺灣大學森林學研究所碩士論文，臺北。
王兆桓、陳子英，2002，「林木健康指標評估方法之建立－以棲蘭地區老熟塊木為例」，『行政院農業委員會林務局保育研究系列』，91-6：47。
王濟川、郭志剛，『Logistic迴歸模型－方法及應用』二版，臺北：五南圖書出版股份有限公司。
林德清，2005，「蘭陽溪砂石管理及疏浚策略之研究」，國立臺灣海洋大學河海工程學系碩士學位論文，基隆。
巨廷工程顧問股份有限公司，1992，「蘭陽溪河川石砂採取評估報告」，宜蘭縣政府。
朱子豪，1994，「新店溪流域土地利用變遷之調查分析--行政院國家科學委員會計畫成果報告」。國立臺灣大學地理環境資源學研究所。
吳振發，2006，「土地利用變遷及景觀生態評估方法之建立」，國立臺北大學都市計劃研究所博士論文，臺北。
吳治達，2004，「民墾地之地景變遷監測研究」，國立臺灣大學森林學研究所碩士論文，臺北。
林裕彬、林怡君，1999，「以景觀生態觀點探討蘆竹鄉農田景觀結構」，『中國文化大學地理研究報告』，12：107-130。
林裕彬、鄧東波、曾正輝，「以地理資訊系統及地理統計於空間分析之研究」，『中國文化大學地理學系地理研究報告』，14：117-139。
林志東，2004，「花蓮北部平原地區土地利用分析」，國立東華大學自然資源管理研究所碩士論文，花蓮。
林志明，1998，「宜蘭地區土地利用變遷之研究」，中國文化大學地學研究所地理組碩士論文，臺北。
林金樹，1996，「遙測資訊在生態環境變遷監測上應用之研究--以台南地區為例」，國立臺灣大學森林學研究所博士論文，臺北。
林金樹、陳峰盛，2002，「空間統計之半變異數模式對推估降雨量空間分佈之影響」，文章發表於<2002年中華地理資訊學會年會暨學術研討會>，台中逢甲大學：民國91年10年3日至10月4日。
邱文彥，2002，「海洋與海岸資源合理利用永續發展：子計畫六－整合性海岸管理理論與實務之研究I」，行政院國家科學委員會補助專題研究計劃報告書。
徐美玲，2001，「以土地利用距離變數推測宜蘭海岸防風林的變遷」，『地理學報』，30：71-87。
許民陽，1997，「海岸後退研究的概觀」，『中國地理學會會刊』，25：89-102。
許民陽、張政亮，2002，「蘭陽平原海岸後退之研究」，『中國地理學會會刊』，30：57-76。
許民陽，2004，「臺灣的地景與生物之多樣性」，<永續陸域生物多樣性教學研習基礎班>，台北市立師範學院環境教育研究所：民國93年7月15日至7月18日；7月22日至25日。
許鵬，1995，「宜蘭海岸海灘斷面變化特性之研究」，國立成功大學水利及海洋工程學系碩士論文，臺南。
郭金棟，1990，『台灣海岸地形變化及其未來之開發利用』，國立成功大學水利及海洋工程學系研究報告。
陳癸月，2003，「蘭陽平原土地利用與海岸變遷關係之研究」，私立中國文化大學地學研究所地理組碩士論文，臺北。
陳耀茂，2001,『多變量解析方法與應用 』初版二刷，臺北：五南書局。
陳奕庭，1996，「整合地理資訊系統以及計量經濟方法於坡地利用之研究－以阿里山鄉坡地開發為例」，國立臺灣大學森林學研究所碩士論文，臺北。
陳惠芬，1981，「臺灣當今地盤的上升與下降」，私立中國文化大學地學研究所碩士論文，臺北。
黃君偉，2004，「突堤對下游灘線長期變遷影響之數值模擬」，國立中興大學土木工程學碩士論文，臺中。
黃琦聆、周天穎、吳政庭，2008，「應用GIS技術於宜蘭地區產業發展之探討」，文章發表於 〈2008年空間資訊基礎建設國際研討會暨台灣地理資訊學會年會〉，行政院經濟建設委員會、台灣地理資訊學會：台北，民國97年10月23日至24日。
黃誌川、徐美玲、朱子豪，2001，「區別分析於衛星影像土地利用分類之應用－以宜蘭沿海鄉鎮為例」，『地理學報』，29：107-201。
黃俊英，1998，『多變量分析』，臺北：華泰書局。
皓宇工程顧問股份有限公司，2009，「烏石港至蘭陽溪旅遊待整體景點改善成果報告書」，交通部觀光局東北角海岸國家風景管理處。
葉春國，2006，「水里溪上游集水區地景型態與溪流水質關係之研究」，國立臺灣師範大學地理學系碩士論文，臺北。
張政亮，1992，「蘭陽平原海岸沙丘之地形學研究」，國立師範大學的理研究所碩士論文，臺北。
張政亮，1995，「台灣海岸沙丘之地形學研究」，中國文化大學地學研究所博士論文，臺北。
張啟德等譯，1994，『景觀生態學』，臺北:田園城市文化事業有限公司出版。
張長義、楊雲龍、劉英毓，1991，『台灣海岸地區環境資源保育考察研究報告』，臺北：國立台灣大學地理學研究所。
馮豐隆、黃志成，1997，「惠蓀林場土地利用之地景排列和變遷」，『中華林學季刊』，30(4)：387-400。
馮景瑋，2007，「淡水河口土地覆蓋變遷之研究」，中國文化大學景觀學研究所，臺北。
彭紹英，1992，『SAS與統計分析：PC/主機第六版以後』修訂第三版，臺北：儒林。
游繁結，1989，「臺灣海岸的防風定砂」，『科學月刊』，20：121-123。
曾忠一，1997，『氣象資料同化』初版，臺北：渤海堂。
楊雲龍，1995，「蘭陽平原環境災害識覺之研究」，國立臺灣大學地理學研究所博士論文，臺北。
雷祖強、李哲源、葉惠中、萬絢，2009，「以區塊化物建分類法萃取ADS-40影像中水稻田坵塊資訊之研究」，『航測與遙測學刊』，14(2)：127-140。
趙民德、謝邦昌，2002，『多變量分析』，臺北：曉園出版社。
廖亞禎，2002，「校園土地利用之地景變遷-以中興大學台中校區為例」，國立中興大學園藝學系碩士論文，臺中。
蔡建立，1994，「風、波、流和潮汐作用下海岸地形變遷之數值模擬研究」，國立海洋大學河海工程研究所碩士論文，臺北。
蔡博文，2001，「蘭陽平原養殖土地利用變遷分析」，『中國地理學會會刊』，29：93-101。
鄭祈全、許立達、賴玉菁，2001，「應用土地利用資訊系統監測森林地景變遷之研究」，『臺灣林業科學』，16(1)：1-19。
鄭祈全，1999，「森林地景變遷監測之研究」，『臺灣林業科學』，14(4)：493-507。
劉少陽，2003，「空間分析應用於海岸地區土地利用規劃之研究－以花蓮溪口水鳥保護區規劃為例」，國立東華大學自然資源管理研究所碩士論文，花蓮。
劉其輝，2005，「結合遙測與地理資訊系統於都市發展之研究」，國立政治大學地政學系碩士論文，臺北。
劉進金、徐偉城、鄭鼎耀、李珮珊、史天元，2008，「利用MODIS與SPOT衛星影像於分析台灣海域海水透視度」，文章發表於<第十屆水下技術研討會暨國科會成果發表會>，中華民國海洋及水下技術協會、國立中山大學海洋科學學院、海下科技暨應用海洋物理研究所、交通部高雄港務局：高雄，民國97年4月25日。
劉玲華，2004，「台灣北中部海岸保安林健康指標評估法」，國立屏東科技大學森林系碩士論文，屏東。
經濟部水利署，2001，「主要採石河川砂石資源調查報告書」。
薛怡珍、李國忠、邱祈榮、賴明洲、劉淑，2002，「陳有蘭溪流域地景變遷之分析」，『中華林學季刊』，35(4)：375-386。
鍾鴻文，2003，「宜蘭海岸地形斷面特性分析與預測」，國立成功大學水利及海洋工程學系碩士論文，臺南。
謝啟賢、蔡博文、張康聰，2007，「養殖土地利用變遷預測模式之建立-個體施為取徑」，『地理學報』，47：1-18。
羅時凡，2007，「遙測技術應用於森林健康監測」，國立屏東科技大學森林系碩士論文，屏東。
蕭正凱，2009，「區域降雨時空分佈變遷特性」，國立中央大學土木工程學系碩士論文，桃園。
梁蘄善，1985，「地理學計量分析」。中國文化大學出版部。
二、外文參考文獻
Baily, B. and Nowell, D., 1996, “Techniques for Monitoring Coastal Change: A Review and Case Study”, Ocean & Coastal Management, 32(2):85-96.
Backer, W. L., 1989, “A Review of Models of Landscape Change”, Landscape Ecology, 2(2):111-133.
Ben-Akiva, M., and Lerman, S. R., 1985, “Discrete Choice Analysis: Theory and Application to Travel Demand”, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts.
Bentz, Y., and Merunka, D., 2000, “Neural Networks and the Multinomial Logit for Brand Choice Modeling: A Hybrid Approach”, Jounal of Forecasting, 19: 177- 200.
Boerner, R. E., DeMaers, M. N., Simpson, J. W., Artigas, F. J., Silva, A., and Berns, L. A., 1996, “Markov Models of Inertia and Dynamism on Two Contiguous Ohio Landscapes”, Geographical Analysis, 28(1):56-66.
Chen, S.S., Chen, L.F., Liu, Q.H., Li, X., Tan, Q., 2005, “Remote Sensing and GIS-based Integrated Analysis of Coastal Changes and their Environmental Impacts in Lingding Bay, Pearl River Estuary, South China”, Ocean & Coastal Management, 48:65-83.
Carboni, M., Carranza, M. L., Acosta, A., 2009, “Assessing Conservation Status on Coastal Dunes: A Multiscale Approach”, Landscape and Urban Planning, 91:17-25.
Davies, P., Williams, A. T., Curr, R. H. F., 1995b, “Decision Making in Dune Management: theory and practice”, Journal of Coastal Conservation, 1(1): 87-96.
Diaz, N., and Apostol, D., 1996, “Forest landscape analysis and design: A process for developing and implementing land management objectives for landscape patterns”, USDA Forest Service Pacific Northwest Region. R6ECO-TP-043-92.
Dale, V.H., R. V. O., M. Pedlowski, Southworth, F., 1999, “Causes and Effects of Land-use Change in Central Rondnia, Brazil”, PE&RS, 59(6): 997- 1005.
Dolan, R., 1972, “Barrier Dune System along the Outer Banks of North Carolina: A Reappraisal”, Science, 176:286-288.
Erdas, Inc., 2008, ERDAS Field Guide.
Fisher, R. A., 1930, “The Genetical Theory of Natural Selection”, Oxford University Press, 318
Forman, R. T. T. and Godron, M., 1986, Landscape Ecology, New York: John Wiley & Sons.
Franklin, J. F. and Forman, R. T. T., 1987, “Creating Landscape Patterns by Forest Cutting: Ecological Consequence and Principles”, Landscape Ecology, 1(1):5-18.
Friedberg, S. H., Insel, A.J. and Spence, L.E., 1992, Linear Algebra, Prentice-Hall International.
Farina, A., 2000, Landscape Ecology in Action, Dordrecht : Kluwer Academic Publisher.
Goodman, L. A., 1968, “The analysis of crossclassified data: Independence, quasi-independence, and interactions in contingency tables with or without missing entries”, J. Am. Stat Assoc, 63:1031-1091.
Gustafson, E. J., and Parker, G. R., 1992, “Relationships between Land Cover Proportion and Indices of Landscape Spatial Pattern”, Landscape Ecology, 7(2):101-110.
Goovaerts, P., 2002, “Geostatistical approaches for incorporating elevation into the spatial interpolation of rainfall,” Journal of Hydrology, 228:113–129.
Hansom, J. D., 2001, “Coastal Sensitivity to environmental Change: A View from the Beach”, Catena, 42:291-305.
Heisele, B., Serre, T. Pretice, S. Poggio, T., 2003, “Hierarchical Classification and Feature Reduction for Fast Face Detection with Support Vector Machines ”, Pattern Recognition, 36:2007-2017.
Hulshoff, R.M., 1995, “Landscape Indices Describing a Dutch Landscape”, Landscape Ecology, 10(2):101-111.
Hsu, L. T., 1996, Modeling Land Use Change in Human-dominated Landscape, Ph.D. Dissertation, Purdue univ, West Lafayette in USA.
Inggs, M. R. and Lord, R. T., 1996,“Interpolation Satellite derived Wind Field Data using Ordinary Kriging, with application to Nadir Gap,”IEEE Trans. On Geosciences And Remote Sensing, 34(1):250-256.
Jensen, J. R., 2004, Introduction Digital Image Processing (3rd), Pearson Education, Inc.
Johnston, K., Hoef, J. M. V., Krivoruchko, K. and Lucas, N., 2001, ArcGIS 9: Using ArcGIS Geostatistical Analyst, New York: ESRI.
Kremer, H. H., Le Tissier, M. D. A., Burbridge, P. R., McManus, L. T., Rablais, N. N., Parslow, J., Crossland, C. J., and Young, B., 2005, “ Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone：Science Plan and Implementation Strategy”, IGBP Report No. 24 and IHDP Report No. 18, Stockholm: International Geosphere-Biosphere Programme.
Kutiel, P., Cohen, O., Shoshany, M., Shub, M., 2004, “Vegetation Establishment on Southern Israeli Coastal Sand Dunes between the Years 1965 and 1999”, Landscape and Urban Planning, 67:141-156.
Lin, J. C., 1996, “Coastal Modification Due to Human Influence in South-Western Taiwan”, Quaternary Science Review, 15: 895-900.
Lambin, E. F., Baulies, X., Bockstael, N., Fishcher, G., Krug, T., Leemans, R., Moran, E. F., Rindfuss, R. R., Sato, Y., Skole, D. Tuner II, B. L., and Vogel, C., 1999, “Land-use and Land-cover Change (LUCC) implementation Strategy”, IGBP Report No. 48 and IHDP Report No. 10, Stockholm: International Geosphere-Biosphere.
Levin N. and Ben-Dor, E., 2004, “Monitoring Sand Dune Stabilization along the coastal dunes of Ashodo-Nizanim, Israel, 1995-1999”, Journal of Arid Environments, 58:335-355.
Macucci, D. J., 2000, “Landscape History as a Planning Tool”, Landscape and Urban Planning, 49:67-81.
Maddala, G. S., 1983, “Limited-dependent and Qualitative variable in Econometrics. Ch.2”, Cambridge University Press.
Muller, M. R., and Middleton, J., 1994, “A Markov of Land-use Change Dynamics in Niagara Region, Ontario, Canada”, Landscape Ecology, 9:151-157.
Magurran, A. E., 1988, “Ecological Diversity and Its Measurement”, Princeton University Press, Princeton, New Jersey, 179 pp.
McMillen, D. P., 1989, “An empirical model of urban fringe land use”, Land Economics, 65(2): 138-145.
McNeill, L., 1994, Topics in Interpolation and Smoothing of Spatial Data, PhD thesis, University of Cape Town, South Africa.
Menard, S., 1995, “Applied logistic regression analysis”, Quantitative Application in the Social Sciences No. 106, Sage, London.
Morton, R. A., Leach, M. P., Paine, J. G. & Cardoza, M. A., 1993, “Monitoring Beach Changes using GPS Surveying Techniques”, Journal of Research, 9:703-720.
Montgimery, D.C., and Peck, E. A., 1992, Introduction to Linear Regression Analysis(2nd), New York: John Wiley & Sons.
Peet, R. B., 1974, “The Measurement of Species Diversity”, Section of Ecology and Systematics, 5:285-307.
Pardo-Igúzquiza, E., 1998, “Comparison of geostatistical methods for estimating the areal average climatological rainfall mean using data on precipitation and topography.” International Journal of Climatology, 18: 1031–1047.
Schulman, M. D., Zimmerm, C., Danaher, W. F., 1994, “Survival in agriculture:Linking macro- and micro-level analysis”, Sociologia Ruralis, 34: 229- 251.
Shen Yan-yan, 袁峰, 張靜, Liu Shu-you, Shen Yan-yan, Yuan Feng, Zhang Jing, Liu Shu-you, 2008, 「矢量平均法測量地面風」, 『氣象水文海洋儀器』：2008(2).
Sherman, D. J., 1995, “Problems of Scale in the Modeling and Interpretation of Coastal Dunes”, Marine of Geology, 124:339-349.
Shoji, T., 2006, “Statistical and Geostatistical Analysis of Wind: A case study of Direction Statistics”, Computer and Geosciences: Spatial Modeling for Environment and Hazard Management. 32:1025-1039.
Turner, M. G., 1990, “Spatial and temporal analysis of landscape pattern”, Landscape Ecology, 4:21-30.
Turner II, B. L., Skole, D., Sanderson, S., Fisher, G., Fresco, L., and Leemans, R., 1995, “Land use and land cover change: Science/Research planning”, IGBP Report No.35 and HDP Report No.7, Geneva: Human Dimension Programme.
U.S. Environmental Protection Agency(EPA), 2000, “Meteorological Monitoring Guidance for Regulatory Modeling Applications”, EPA-454/R-99-005.
Wise, S. M. and Haining, R. P., 1991, “The role of Spatial Analysis in Geographical Information System”, Proceeding AGI91, London, ;Westrade Fairs.3.24.1-3.24.8
Williams, A.T., Alveirinho-Dias, J., Novo, F.G., García-Mora, M.R., Curr, R., Pereira, A., 1995, “Integrated Coastal Dune Management: Checklists”, Continental Shelf Research, 21: 1937-1960.
Xie, Z., Xu, X., Yan, L., 2010, “Analyzing Qualitative and Quantitative Changes in Coastal Wetland associated to the Effects of Natural and Anthropogenic Factors in a part of Tianjin, China”, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 86(3):379-386.
三、網頁部分
營建署全球資訊網站，2008，最新消息-即時新聞：國土利用監測計畫96年間測成果及97年工作重點。http://www.cpami.gov.tw/web/index.php?option=com_content&task=view&id=2057&Itemid=15，取用日期，2009年12月3日。
經濟部水利署地下水防治資訊網，2003，宜蘭縣地層下陷防治紀實－地層現況。http://www.water.tku.edu.tw/sub91/frm_gov/ilanindex.htm，取用日期，2010年4月22日。
宜蘭縣政府全球資訊服務資訊網，2009，拜訪宜蘭地理環境季風氣候區。http://www.e-land.gov.tw/ct.asp?xItem=2269&CtNode=397&mp=4 ，取用日期，2010年4月20日。
William, R. G., Non-Linear Surface Interpolations: Which Way Is The Wind Blowing? Retrieved March 1, 2010 from ESRI Paper on the World Wide Web: http://proceedings.esri.com/library/userconf/proc99/proceed/papes/pap122/p122.htm |
| Description: | 碩士
國立政治大學
地政研究所
97257022
98 |
| Source URI: | http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G0972570221 |
| Data Type: | thesis |
| Appears in Collections: | [地政學系] 學位論文
|
Files in This Item:
| File |
Size | Format | |
|---|
| 022101.pdf | 3545Kb | Adobe PDF2 | 1161 | View/Open |
|
All items in 政大典藏 are protected by copyright, with all rights reserved.
|
