113年度GIS專題中心暑期實習生成果介紹（8）

專題題目：行人道路路網建構與路徑規劃實務

實習學生：羅尊文（國立台灣大學地理環境資源學系）

指導老師：郭巧玲 助研究員

郭巧玲老師所指導實習生羅尊文同學進行專題研究，整合政府機關和自願式地理資訊之多元向量資料，完成行人道路路網建構，顯著降低人工數化成本，提高路網的完整性和實用性。此次研究共共涵蓋兩大主題，首先為「行人道路路網建構」，其次為「動態路徑規劃實務」。

1.行人道路路網建構

目前行人路網相關圖資資料維度、資料結構與資料品質尚未一致，亦即可步行之行人道路路網圖資尚待完整化。此次研究將整合現行政府與自願式地理資料，發展行人道路路網建構方法。所討論之行人道路路網涵蓋可步行之道路兩側邊界、行穿線、人行道和開放空間之步道，並將以線圖資表示。所建構之行人道路路網得以提供近似於現實中，專為行人設計的路徑路網、供行人作為行走時的參考依據，並可廣泛應用於行人尺度空間分析。以下為路網建構過程之簡易步驟：

a.萃取骨架：人行道面資料係先轉為邊界線並獲得節點，利用節點建構Voronoi diagram。將邊界線轉換為節點時，採用內插距離(interpolation distance)分別計算，得以依據不同大小與不同形狀之多邊形萃取中心線。

b.建構凸殼：為建構道路路口行穿線路口(未實體設置但實際存在且可用)，使用建構凸殼(Convex hull)之方法，分別對相同路口之道路邊界線交點建構凸殼，凸殼之邊界線即近似於行穿線中心線。

c.路網成果：本研究產製之行人路網成果，與現實中之人行道分佈相合，總計共61,244個線段，總長度為294.2公里；研究範圍內原始之道路中心線總長為約124.5公里，因此在研究區範圍內補充的線段長度比例約58%。

2.動態路徑規劃實務

本研究在路網上選定起訖點，以實際應用路徑規劃之合理性，評估是否能利用行人道路路網找到理想的步行路徑，並實際檢視行人道路路網的路徑位置。本研究在範圍內選定台大法學院與捷運大安森林公園站作為起訖點，如下圖所示所計算之最短路徑，包含行穿線、人行道、道路兩側、開放空間之步道，顯示最短路徑演算法能使用各類原始圖資建構出之行人道路路網，算出適合行人行走之安全路徑。

3.結論與未來展望

本研究透過整合現有圖資建構行人道路路網，並可透過路徑規劃演算法在路網中獲取最短路徑。後續仍可持續改善模型的方向：

• 未數化之路徑如草地或捷徑未納入
• 非平面路徑如天橋或地下道未納入：未來可藉由增加樓層或設施屬性加入建構
• 圖資篩除方法仍需另外討論：使用阻抗值僅能在路徑規劃上藉由經過成本篩除路徑，但對於環境可步行性之計算須審慎考慮格狀路網對結果造成的影響
• 行穿線會對連接性造成重大影響：本研究之行穿線算法較適用於處理巷口之行穿線，對於較寬路口（如12公尺以上）之行穿線，會受實際設計考量而有所差距，需另外研究更可靠的算法