計畫中文名稱

運用啟發式演算法探討桃園埤塘生態及微氣候在空間多變量統計分析之應用

Applying Heuristic Algorithms for Spatial Multivariate Statistical Analysis: an Ecological and Microclimate Study of Taoyuan$S Irrigation Ponds

NSC100-2628-H003-161-MY2

行政院國家科學委員會

中華大學休閒遊憩規劃與管理學系

10008   ~   10107

土木水利工程類

方偉達

冷島效應；共雙因子；數位地形模型；微氣候；複羅吉斯回歸

中文摘要

本計畫係為桃園埤塘之中程研究項目 (2010年至2013年)，研究方法運用啟發式演算法之人工智慧技術，藉以進行桃園埤塘之整體空間運算模式。研究將進行 45 座冬季埤塘同步鳥類普查，並偕同水質調查工作，以瞭解桃園埤塘長期計畫研究中，鳥類生態與土地利用和水質資源之間的共變因子關聯性。

本計畫為期3年，其工作項目除每年進行大規模埤塘鳥類生態調查以外，並下列地理資訊系統之研究：

1. 2010 〜2011 年：本年度進行桃園埤塘歷史圖層之建置，依據1926年(臺灣地形圖時期)至 1960 年(1/5000 空照圖開拍第一年時期)，以及1999年(1/5000 空 照圖最後一年拍攝時期)，進行數化和地理資訊系統分析，以了解 20 世紀桃園埤塘土地利用變化幅度和影響模式，以進行土地使用政策之研判。依據空間圖層之統計分析，埤塘變動可區為桃園大圳興建及石門之不同時期，本研究利用1926 年至 1960年之歷史圖層，以及 1960年至1999年之歷史圖層進行數化判讀，計算桃園埤塘存續之間。研究中將利用統計模型之複羅吉斯迴歸，並且了解埤塘在總體層面消失之後對於地景影響性為何。

2. 2011 〜2012 年：根據前期所建立之地理資訊 系統（GIS）圖層，並採用先進衛星承載熱發射和反輻儀（ASTER）的影像，本年度將陸續研究桃園百年之間溫度變量，並計畫預測未來埤塘消失之後桃園地表溫度增幅。隨著在未來世紀之夏季城市持續高溫，桃園埤塘已經列為宜居住宅發展之象徵。然而，本區的冷島效應卻機制未進行詳細之研究。緣此，本計畫依據多變量分析中的群集分析及空間自相關分析等方法，根據時間序列進行溫度迴歸模型之探討，並建立桃園埤塘在歷史圖層中之判讀指標。

3. 2012 〜2013 年：本計畫第三年進行資料之彙整與發表，並且以數學方法針對埤塘歷史、生態微氣候水質和土地利用的變化關係，進行數位地形模型（ DTM ）關聯性分析。目前桃園埤塘之功能除了灌溉外，已經被列為生態旅遊重點地區及國家重要濕地，因此保護重要濕地，埤塘系統和城市發展兼籌並顧，是為桃園免遭到破壞之關鍵因素。本階段埤塘土地變更之原因將被驗證，從數學模型關係中，了解如何提升埤塘整體改造中永續發展之機制。本計畫將針對都市發展及埤塘變遷，提出有機結構之複雜預測模式，並以哈佛景觀設計方法，詳細生態模組區。此外，本研究將運用模擬退火（ SA ）和基因演算法（ GA ）進行埤塘生態旅遊區線路分析及景點規劃。