應用GIS與細胞自動機(CA)模擬都市空間之擴張—以宜蘭平原為例

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Title:	應用GIS與細胞自動機(CA)模擬都市空間之擴張—以宜蘭平原為例 Modeling Urban Expansion by Geography Information System and Cellular Automata—A Case Study of the Yilan PlainModeling Urban Expansion by Geography Information System and Cellular Automata—A Case Study of the Yilan PlainModeling Urban Expansion by Geog
Authors:	張永葵
Contributors:	地學研究所
Keywords:	細胞自動機都市擴張模式都市擴張 Cellular Automata Urban Growth Model Urban Sprawl
Date:	2006
Issue Date:	2014-06-10 16:30:04 (UTC+8)
Abstract:	台灣光復後，經濟起飛，都市迅速的發展，台灣都市擴張的趨勢與未來發展情形，實是值得深入探討的課題。本研究擬搜集以往都市建成區擴張地圖資料並運用地理資訊系統(Geographic Information System, GIS) 與細胞自動機(Cellular Automata, CA)的模擬技術以預測都市未來可能之發展動向，期能有助於政府對都市發展政策之規劃與控制。細胞自動機是一種近年來發展迅速的模擬模式，藉由許多變化規則於微觀的變化以造成巨觀上預測結果的複雜性與不定性之特性，使得CA之運算模式可應用於都市發展模擬，而美國Clarke教授研發的SLEUTH 都市擴張模式是近年來以細胞自動機理論為基礎發展出來的都市擴張模式，此模式除了應用於美國舊金山矽谷與華盛頓特區等大都會區，實際上也應用於世界各地如澳洲雪梨、越南、埃及、葡萄牙等國家皆有不錯的成果。本研究以宜蘭平原地區為實驗區進行都市發展模擬，使用以國外都市環境背景下發展的SLEUTH模式，然此模式於台灣地區之適用性及適合模擬網格大小為何，實為模式於實際應用前所需先行探討的。研究中首先針對整個宜蘭平原地區進行模擬，使用五萬分一經建三版地形圖收集1964、1974、1990、1995年建物圖層資料對2002年進行預測，將結果和2002年之建物範圍進行比對，評估SLEUTH模式之都市發展預測是否適宜應用於台灣宜蘭平原地區。其次以40、80、160、320公尺等不同的網格尺度進行模擬，嘗試找出一合適模擬的網格大小。再驗證此模式於宜蘭平原地區具有可行性且找出適合模擬之網格大小後，將模式應用於宜蘭平原之宜蘭市、羅東鎮與蘇澳鎮三個主要都市，進行都市擴張模擬與預測，並經由參數探討三個都市於發展特性的不同，以及個別都市發展動向。經由都市擴張模擬與預測，利用SLEUTH模式應用於宜蘭地區預測都市發展成果，以Kappa統計分析之方式評估準確度可達65.6％，得知模式之模擬成果具有可用性。若欲提高預測之可靠程度，模式仍須考量台灣宜蘭地區快速變遷之社會變動因子對宜蘭地區都市發展之影響條件。在網格尺度探討中，將不同網格大小模擬輸出之統計資料相比較，結果顯示以40公尺網格大小模擬之成果較接近都市擴張的歷史趨勢。而在宜蘭地區三大都市擴張型態之探討中，三個都會區經過模式計算後，都市發展型態可由模式中產生的參數值明顯看出，宜蘭市與羅東鎮都市發展以都市中心向外擴散為主要型態，而蘇澳鎮因受地形限制，都市發展呈現隨道路沿線擴張之型態。
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