地理資訊系統於防災計畫研擬之應用－以汐止市洪災疏散路線為例.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除地理資訊系統於防災計畫研擬之應用以汐止市洪災疏散路線為例張哲豪 國立台北科技大學土木工程系副教授 張寬勇1 林裕國 國立台北科技大學土木工程系專題生 溫恩祥2摘 要當前公共建設之天然災害防治工作，大都仍然著重在災變事件之搶救，而災變搶救僅為災變事件管理之一部分。公共建設之災變管理，除了目前之災變搶救工作外，亦應在事件發生前有機會檢測與處理可能之災變問題，以及災變後協助處理災後復舊工作。理想的防災計畫，即是考慮相關災害管理的行動與措施，包括勘災、搶救、維修與復舊等，並依各天然災害類型訂定，就各設施原定功能與目的，預期承受與實際評估之抗災能力，以文件化方式，詳述工作內容，及執行之特定機構與時機。因為防災計畫涵蓋面相當廣，且包含許多空間相關資料，以地理資訊系統方式落實，不僅在使用上可增進業務執行效率，更能發揮資料整合功能，顯示出潛在的資訊。然而，由於圖形資料的空間精度與其數化圖源完全相關，一般系統使用者往往忽略這項因素，在空間資訊疊合上無法確認資訊的可靠度，因而降低了防災計畫的可行性。研究中在考慮合適資料的地理定位精度下，以汐止市防洪計畫的疏散路線為例，應用桌上型地理資訊系統，疊合模擬淹水範圍，顯示兩者合理的空間關係，可作為防災計畫相關部份的重要參考。AbstractThe current disaster prevention of public facilities in Taiwan focus on the response stage which is only the part of disaster management. The complete disaster management of public facilities includes mitigation, preparedness, response, and recovery stages. The ideal plan of disaster prevention should take practical actions and procedures which base on the four stages into account. With respect to different kind of disasters and facilities, the plan should be well documented to describe the ability to sustain the disasters as well as the work flows which define the who and when to take actions. Since the involvement is pretty versatile in the plan, the wide range of data can be stored, managed, and queried with enhancement through a Geographic Information System. However, the overlay analysis of spatial information with different scales comes to the result with ambiguous precision that is usually neglected by ordinary user. By using desktop GIS software in the evacuation planning of Shihchi city, map layers including flood areas and route map were considered in the overlay study. The reliability of the analysis is examined with respect to the mixed scale data to improve the uncertain judgment.此文档仅供学习与交流一、前言台灣地處西太平洋颱風及環太平洋地震帶，經常發生導致重大災情的氣象災害，如颱風、暴雨、地震等，對公共建設造成嚴重損害。儘管現代科技不斷開發與進步，然而對於天然災害仍無法有效掌握，一旦遭受天然災害之侵襲，對生命財產及公共設施形成重大威脅。因此，公權力對公共建設災害防救之強力作為，即成為人民對政府迫切的期待與要求。近年來國內陸續發生了數起的重大天然災害，如汐止地區瑞伯及芭比斯颱風、嘉義瑞里大地震，而921集集大地震更造成空前損失，使得政府防災工作更加受到重視，故如何保障人民生命財產安全，強化整個公共建設防救災的體系及效率，為目前政府之首要工作。為落實推動災害防救工作，減輕各類災害之發生，行政院於83年8月4日頒佈災害防救方案，由各部會及省市政府積極辦理，依此方案訂定各種防災計畫，建立中央至地方完整的災害防救體系，並於有發生災害之虞或發生災害時，成立災害各級災害防救(處理)中心，統籌指揮、協調災害防救事宜，以強化防救災應變能力與相關措施。因此，公共建設之災變準備與搶救動員制度建立，即為政府部門在災變事件管理與減災策略上，所應未雨綢繆的重大施政。以台北縣汐止市為例，水利設施之災害應變計畫在實務上，具有絕對之必要性；如未能於汛期前妥善計畫及遣調利用，緊急搶救工作將一片混亂，不論擁有多少可用人員、機具等資源亦屬枉然。然而，在建立防災計畫的同時，主管機關尤其需要前瞻性的防災觀念。當前公共建設之天然災害防治工作，大都仍然著重在災變事件之搶救，而災變搶救僅為災變事件管理之一部分。公共建設之災變管理，除了目前之災變搶救工作外，亦應在事件發生前有機會檢測與處理可能之災變問題，以及災變後協助處理災後復舊工作。在高密度土地使用與人口集中的台灣社會，對於災害的承受能力特別顯得敏感而脆弱。特別是在災害搶救的短促時程與嚴苛環境之下，分秒必爭的壓力更迫使每個決策與救災單位，都必須深入思考任何高效率技術或工具的具體應用，以提高通訊能力與資訊正確傳遞（防災國家型科技計畫辦公室與國家地震工程研究中心國科會，民國八十九年），確保有效的搶救決策與行動。透過防災通訊網傳遞災害現場的第一手資料外，也需要配合相關的救災資料庫，傳遞所須的數據資料，以利決策單位利用有限的資源，發揮最大的效能（施，民國89年）。地理資訊系統(Geographic Information System，簡稱GIS)將地理圖形與文數字屬性資料結合於計算機中，並透過人機介面與資料庫管理技術，可以將救災相關圖資以數值化的處理方式，發揮高效率的關連、分析、查詢等多樣化的運用，對於災害應變具有即時性的輔助效能。本研究即應用地理資訊系統中圖籍疊合分析功能，以汐止市防災計畫中之疏散路線為研究範圍，探討水災情況下各疏散路線之可行性。二、防災管理以整體災害管理的時程而言，可分為下列四項階段：1.減災(mitigation)：減災指以實際行動或措施，消除或減輕災變事件發生與影響之機會。2.備災(preparedness)：備災活動須及於減災措施未包括或未能阻止之災害發生範圍，此階段，相關主管機關應擬定各類設施災害應變計畫，以應緊急需要，並使災變損害減至最小，而備災措施亦在尋求災變反應運作之加強。3.反應(response)：反應(針對緊急事件)係隨著災害緊急事件後立即採取之行動，其目的通常在各項設施意外事件之發生，提供協助，並減少二次損害之可能性，及加速復舊之營運。4.復舊(recovery)：復舊工作將繼續至所有系統回復正常或更佳狀況，其中，初步復舊係使各類設施之重要功能回復至最低營運標準，而正式復舊則將在災害後仍持續數年，使各類設施之功能回復正常或改善之水準。面對任何災害管理階段，可靠的資訊與高效率的流通，都是防災體系中最重要的依據。以前述四項階段的資訊面，可說明如下：1.在減災階段，各設施管理機關對於相關的預算、發包、設計、材料、機具、驗收等相關圖資，即已開始累積。2.到備災階段，加入了各類設施的維護、預算、人員連絡、執行方式、應變計畫、區域基本圖資等資訊。3.反應階段則需特別需要考量在可能災變損害情況中，高速處理資訊的效率。前二階段所累積的資訊，此時必須有效傳達至災害現場或指揮中心，作為災害搶救所需的背景資訊，再加上即時輸入的現場狀況，指揮者方能定出可行安全的決策，進而透過防災通訊網，連絡所有人員加以執行。4.復舊階段所產生的可能資訊包含各項設施破壞情況、範圍、經濟損失的量化數據等，這些實地調查資料，特別值得整理分析，成為災害研究的主要輸入資料，提供下一減災階段的啟動資訊。如圖1所作的整體說明，災害管理可說是一循環性的漸進工作，必須緊密結合上述資訊產生與通訊技術，逐步修正應變措施，方能達成減少災害影響的終極目標。三、防災體系與防災計畫在整體防災管理的資訊流通中，需要各層級機關單位間彼此緊密聯絡與溝通，因而涉及到防災體系的定義與機關間的權責。在一般例行行政作業上，或可由制度上的慣例而形成機關間縱向或橫向連繫的程序，但遇到資訊連結共享或緊急災變等事宜，則必需靠防災體系所明確訂定的運作方式與通訊模式，否則其所牽涉的資訊標準化、資料庫共同管理、及通訊設施等，都難以在災害發生時之反應階段順利地即時運作。國內防災體系之依據，主要為民國八十三年由內政部研擬天然災害防救方案草案，其後更將天然災害防救方案擴大修正為災害防救方案，以因應國內發生各種天然災害及人為災害之防救措施。其中主要的體制包含：1.各級防災會報概述：依據災害防救方案的規劃，為健全我國防災體制，建構整體之防災組織網路，統一劃分各層級防災會報、救災指揮組織，用以推行防災之相關業務，依我國行政體制，設立中央、省（市）、縣（市）及鄉（鎮、市、區）四級防災會報，行政院於八十八年十一月二十五日通過之災害防救法草案，則簡化為中央、縣（市）及鄉（鎮、市、區）三級防災會報；並於發生災害時，設立對應之救災指揮組織。中央防災會報係由行政院長擔任召集人，主要職責為：（1）決定防災之基本方針。（2）訂定及推行防災基本計畫。（3）綜合調整重要防災措施及對策。（4）訂定及推行全國緊急災害之應變措施。（5）核定防災業務計畫、院轄市、縣（市）地區防災計畫。（6）其他依法令所定事項。中央防災會報訂有防災基本計畫，各相關部會並據以訂定防災業務計畫，平時各部會即依防災基本計畫及防災業務計畫推動防災業務。院轄市、縣（市）、鄉（鎮、市、區）防災會報，亦由各行政首長擔任召集人，並依據防災基本計畫及各部會的防災業務計畫，訂定所轄區域的地區防災計畫，平時依據該計畫推動防災業務。2.各級災害應變中心：行政院於重大災害發生時，為採取有效應變措施，得設中央應變中心，其成立程序如下：（1）由行政院院長召開中央防災會報，指定災害主管機關首長成立應變中心。（2）災害主管機關得逕依平時訂定的防災業務計畫，先於內部成立緊急應變小組，視災害範圍及嚴重性，向行政院院長報告後，得不經中央防災會報程序，成立中央應變中心。（3）中央應變中心由各該災害主管部會首長擔任指揮官，成員就執行災害應變有關之相關部會派員擔任。由指揮官負責統籌指揮、協調應變事宜，並向行政院院長報告。院轄市、縣（市）、鄉（鎮、市、區）為預防災害或有效推行應變措施，亦得視災害的範圍、嚴重性，成立院轄市、縣（市）、鄉（鎮、市、區）災害應變中心。由各級首長擔任指揮官，成員除所屬行政機關外，其他軍事機關、公共事業、民間團體等亦得納入。3.緊急應變小組：參與各種災害中央應變中心編組的各部會均需成立緊急應變小組，由各部會首長擔任召集人，成員則由各部會內相關業務單位主管及必要人員組成。其主要任務如下：（1）依據相關防災計畫執行災害防救事項。（2）配合中央應變中心之指示，從事各項災害應變措施。（3）災情蒐集及傳遞。參與各種災害中央應變中心編組的各部會，應於應變中心成立派員進駐時，於自己部會內同步運作緊急應變小組。有災害發生之虞，或災害發生時，各相關部會首長得視災害狀況，在中央應變中心未運作前，主動先於內部運作緊急應變小組。4.防災計畫主體：災害防救工作屬經常性、持續性工作，為未雨綢繆，應訂定各項防災計畫，於發生災害時作迅速且適當之應變，防災計畫計有防災基本計畫、防災業務計畫、地區防災計畫三種。各部會將防災計畫作為災害防救工作之基礎，並要求院轄市、縣（市）、鄉（鎮、市、區）依轄區特性儘速完成該轄地區防災計畫。自從防災計畫訂頒後，實質上已發揮一些功能，唯對災害防救對策因環境及時空的轉變，對於災害的處理無法全般涵蓋，亦有隨時檢討修正之必要。又為配合防災基本計畫修訂，各部會防災業務計畫及縣（市）政府地區防災計畫亦有同步修正之必要。四、防洪疏散計畫汐止市位於台灣北部台北縣境內，東鄰台北市內湖區、南港區，屬台北盆地之一部份。基隆河從中間貫穿，其支流保長溪、茄苳溪、禮門溪、智慧溪、康誥坑溪等，在颱風豪雨來時，基隆河水位高漲，每每造成兩岸地勢較底的區里淹水。就目前基隆河汐止段之整治情況而言，臺灣省水利處曾分別於民國七十八年與八十二年頒佈兩百年洪水頻率年標準下之基隆河整治計畫。然而礙於河道治理範圍內土地徵收之困難，整治計畫工作始終無法完成。民國八十七年十月間，瑞伯與芭比絲颱風侵襲本省，汐止市在十日之內接連發生三次大規模的淹水，上萬戶汐止市民受災。因應災後建設，行政院核定之基隆河治理工程初期實施計畫，預定期程縮短為二年。初期計畫主要內容乃針對南陽大橋至五福橋河段，以清除雜林與疏浚為主，希望計畫河段能順利通過十年頻率之洪水量，並配合相關護岸工程之建設，維護整體河防安全。由於基隆河治理工程初期實施計畫中，對於洪氾災害的防護程度仍然有限，台北縣政府與汐止市公所於編定相關防災計畫中，特別重視洪災因應措施(台北縣汐止市公所，民國88年)。其中，將汐止市內46里，特別選擇易受洪氾災害區域，共分為6區，設計相關避難逃生之疏散路線，以於整體防災計畫中，配合防汛期災害收容計畫之執行，如表1所示。五、地理資訊分析以第一分區之疏散路線為例，本研究收集汐止鎮之行政區地圖與街道圖，分別以Mapinfo地理資訊系統軟體進行數化與疊圖分析，如圖2所示。由於原始圖面缺乏坐標系統，此圖僅能作為一般說明用途之示意圖。地區性防災計畫為三級防災計畫的最底層，在實務上的考量必須鉅細靡遺，尤其需要整合性的橫向思考。本文參考經濟部水資源局在基隆河洪氾災害之研究(民國88年)，引用其基隆河淹水範圍為底圖，原擬將汐止市洪氾災害之疏散路線套繪於上層，以研討該路線之可行性與適合性。若引用上述示意圖，在無法考慮其套疊之圖面誤差情況下，必定難以檢討路線與淹水範圍之相關位置。研究中引用汐止市公所於民國88年剛完成之1/3000大比例尺之高精度基本地形圖，其上具有完整之坐標方格，以作用地理資訊系統圖資坐標應用的主要來源。在基隆河淹水範圍圖並無坐標的情況下，研究中慎選控制點加以比對，進行兩空間精度差異甚大之疊圖分析。最後成果顯示，圖面像元對應空間解析度約為2.7m，如圖3所示；六參數坐標轉換控制點最大誤差17像元，如圖4所示。約與淹水範圍圖地形依據之40m間距的格網狀數值地形模型(Digital Terrain Model，簡稱DTM)之精度相當，如圖5所示，足以作為兩者空間關係之比對。如圖6顯示以疏散路線與200年頻率洪氾範圍套疊時，絕大部份疏散路線將落於洪氾區內。圖7表示在10年頻率的洪水考量下，主要道路如忠孝東路與大同路的部分道路，也在洪氾區內。六、討論與建議由於地理資訊系統在處理圖形與屬性資料上的優勢，再加上計算