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研究生:黃英明
研究生(外文):Ying-Ming Huang
論文名稱:桃園地區蒸發散量之研究
論文名稱(外文):A Study On the Evapotranspiration of Taoyuan Area
指導教授:鄭祈全鄭祈全引用關係
指導教授(外文):Chi-Chuan Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:景觀學系碩士班
學門:建築及都市規劃學門
學類:景觀設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:土地使用型蒸發散量SEBAL模式遙測技術
外文關鍵詞:Land-use typeEvapotranspirationSEBAL modelRemote Sensing
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摘 要
台灣近數十年來因社經活動的發展,導致土地利用型態不斷的在改變,以素有「千埤塘」之稱的桃園地區為例,除了因都市化與工業化帶來的土地利用改變之外,其埤塘亦陸續地被填埋、被利用或變更成其他使用,間接地影響到埤塘的歷史文化和環境生態等議題,因此土地利用變遷和埤塘的保存問題已成為桃園景觀綱要計畫的另一探討課題。
本研究利用遙測技術和前人研究所發展的SEBAL能量平衡模式,探討桃園地區不同空間尺度之土地利用型(含埤塘)的蒸發散情形,其目的主要是想從生態層面,應用與生態環境相關的參數如蒸發散量等,評估應用遙測技術監測桃園地區蒸發散量的可行性,供未來桃園土地利用規劃和景觀生態規劃之參考。研究方法係先利用1995年美國大地資源衛星Landsat-5影像,以混合式的影像分類法進行桃園地區之土地利用型分類,並利用檢核區檢定其分類結果,然後利用數值地形模型和SEBAL能量平衡模式,求取植生指標和地表溫度等相關參數,進而推估單日蒸發散量,最後整合兩者所得結果,先分析桃園地區和區內各鄉鎮之土地利用型的蒸發散量情形,進而探討不同鄉鎮間埤塘數量、面積、空間分佈方式與蒸發散量的相關性。研究結果指出,在土地利用型分類方面,計分為森林、建地、水體、陰影、耕作農地、無耕作農地六大類,其檢核區之分類準確度為93.56%;在桃園地區土地利用型之單日蒸發散量比較方面,結果顯示森林地區之4.443 mm最大,其次依序為耕作農地1.672mm,水體1.387mm,無耕作農地1.315mm,建地1.163mm 最小,此結果說明了森林確實具有促進水文循環的功能;其次,就不同空間尺度之各鄉鎮之蒸發散量而言,復興鄉與大溪鎮為最高,大園鄉、桃園市為最低;至於埤塘的影響效應分析結果指出,各鄉鎮之埤塘數量、面積、空間分佈方式與蒸發散量間並無明顯的直接關係,因此本研究從生態層面的分析結果,除了可提供數據供桃園地區未來土地利用政策參考之外,對於落實桃園地區之土地利用規劃和埤塘景觀、生態、文化的保育計劃等亦有實質的效益。
Abstract
Land-use types in Taiwan have continual and obvious change in recent decade because of social and economic development. Regarding Taoyuan area as an example, numerous ponds which are famous at Taoyuan area are gradually filled up or changed into other land-use types in addition to the land-use change caused by urbanization and industrialization. This situation will indirectly affect the pond culture and environmental ecology. Therefore, land-use change and pond preservation become another topic in landscape planning of Taoyuan area.
This study applied remote sensing and SEBAL model to investigate the evapotranspiration of the land-use types at Taoyuan area under different spatial scale. The main objective is to assess the application of remote sensing on the evapotranspiration at Taoyuan area. The research methods include using Landsat 5 image to generate a land-use type map based on hybrid image classification and then assess the classification accuracy using the selected test area. Meanwhile, digital terrain model and SEBAL model were used to calculate the parameters such as normalized difference vegetation index, surface temperature etc. and then to estimate the evapotranspiration. Finally, those parameters are used to monitor the difference of evapotranspiration under different spatial scale, and also to analyze the effect of pond number, area, and spatial distribution on evapotranspiration. The results are as follows.
1. The entire study area is classified into six land-use types based on hybrid image classification. They are forest, building, water, shadow, cultivated farmland, non-cultivated farmland. The classification accuracy is 93.56% according to the selected test area.
2. To compare the evapotranspiration among land use types at Taoyuan scale, the result points out that forest evapotranspiration (4.443 mm) is the highest, then cultivated farmland (1.672 mm), water (1.387 mm), non-cultivated (1.315 mm), and building (1.163 mm). This result explains that forests indeed have the functions of improving water circulation. As for the evapotranspiration at the county scale, Fuhsing Village and Dasi Town are the highest while Dayuan Village and Taoyuan City are the lowest.
3. The effect of pond number, area, and spatial distribution on evapotranspiration among different counties indicates that there is no obvious relationship.
From above results, it is clear that this study can provide enough research data for a reference of future land-use policy and the conservation of pond landscape, ecology, and culture at Taoyuan area.
目 錄
摘要 I
Abstract III
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 IX
壹、緒論
一、前言
二、研究動機
三、研究目的
四、研究流程概述
貳、前人研究
一、遙測技術
二、地表蒸發散
三、遙測影像之土地利用分類
四、能量平衡模式推估蒸發散量之相關研究
參、研究材料與方法
一、研究區概述
二、研究材料
(一)數值地型模型
(二)美國大地資源衛星
(三)軟硬體設施
三、研究方法
(一)衛星影像土地利用型分類
(二)整合遙測技術和SEBAL模式推估單日蒸發散量
(三)土地利用型之蒸發散量差異分析
(四)埤塘萃取及空間分佈之分析
肆、結果與討論
一、桃園地區之土地利用型分類
二、桃園地區之蒸發散結果
三、土地利用型與蒸發散量之關係分析
(一)桃園地區土地利用型之蒸發散量差異性分析
(二)桃園各鄉鎮土地利用型之蒸發散量差異性分析
四、埤塘空間分布與蒸發散量之關係評估
(一)埤塘空間分布萃取過程與結果
(二)埤塘空間分布及蒸發散量探討
伍、結論與建議
參考文獻

圖目錄
圖1. 研究流程圖
圖2. 桃園地區研究試區
圖3. 桃園地區數值地形模型
圖4. 桃園地區Landsat衛星影像
圖5. 檢核區之空間分布圖
圖6. SEBAL模式之地表蒸發散量推估流程圖
圖7. 地表能量平衡模式示意圖
圖8. 埤塘萃取與空間分布探討之分析流程圖
圖9. 1995年桃園地區Landsat-5衛星影像
圖10. 1995年桃園地區土地利用分類圖
圖11. 1995年桃園地區之(a) NDVI植生指標、(b)單日淨輻射量、(c)單日土壤熱通量、(d)大氣可感熱、及(e)地表溫度
圖12. 1995年桃園地區單日平均蒸發散量圖
圖13. 桃園地區鄉鎮土地利用分類圖
圖14. 桃園地區鄉鎮單日平均蒸發散量圖
圖15. 桃園地區各鄉鎮單日平均蒸發散量
圖16. 復興鄉和桃園市之蒸發散量和土地利用型百分比為例
圖17. 桃園地區土地利用型分類之水體組類
圖18. 桃園地區之埤塘空間分布圖
圖19. 埤塘像元解析度示意圖
圖20. 遙測技術萃取後的不完整埤塘示意圖
圖21. 埤塘像元解析度比較示意圖
圖22. GIS數化與遙測萃取數量示意圖
圖23. 埤塘萃取≦最小像元面積而沒呈現示意圖
圖24. 遙測萃取與GIS人工數化埤塘分析示意圖
圖25. 不同時期間埤塘變遷之示意圖
圖26. 桃園地區十二鄉鎮土地利用型圖

表目錄
表1. 監督與非監督分類之優缺點
表2. 桃園縣各鄉鎮埤塘口數及面積統計表
表3. 1995年桃園地區之土地利用面積百分比
表4. 各土地利用型檢核區之分類結果
表5. 各土地利用型之檢核區準確度
表6. 檢核區分類混淆表與整體分類準確度
表7. 不同土地利用型之單日平均蒸發散量
表8. 桃園地區各鄉鎮土地利用型所佔面積百分比
表9. 埤塘口數總計分析表
表10. 埤塘空間分布關係
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