GIS基本概念

GIS基本概念

●地理資訊系統(Geographic Information Systems，簡稱GIS)是一種處理空

間資訊的技術。

●實例：

⏹台北市多目標門牌供應管理系統(.tw/)

⏹高雄市航測影圖查詢系統(詳附圖)

●GIS係由「資料庫」和「功能」二大部份所組成(詳下圖)。

●資料庫由「圖形資料庫」及「屬性資料庫」二部份所組成。圖形資料

庫的資料型式分為「網格式資料」和「向量式資料」二種。網格式資料包括了航空照片、衛星影像等資料，向量式資料則是由點、線、面等資料型式所構成。

●關聯式資料庫是目前最常見的屬性資料庫結構，階層式和網絡式資料

庫目前已經相當少見。物件式資料庫則是下一世代的資料庫結構，目前已有一些資料庫採用此種資料庫結構。

●關聯式資料庫可以看成是一群表格的組合。

●「圖形資料庫」和「屬性資料庫」之間，存在一些鏈結(link)，如下圖。

透過這些鏈結，可以由圖面查詢其相應的屬性資料，也可以將屬性資料庫的查詢結果，顯示其空間分佈的情形。

●GIS具有CAD所無之以下特點：

1.位相關係(topology)

2.資料庫管理能力

3.空間分析功能

4.圖層劃分方式

5.地物編碼

6.區分「數化」及「繪圖」二個階段。在「數化」階段，注重其坐標位置；

在「繪圖」階段才決定其線型、顏色、指北、比例尺、圖例等問題。【註：隨著技術的演進，GIS和CAD之間的界線，越來越模糊。】

●測量成果與業務主題圖的差別

⏹測量成果經常以CAD呈現

◆一圖層一屬性

◆屬性資料依附於圖元或以註記方式呈現，而非存於資料庫

●如：路名、河川名、建物結構、樓層數

⏹測量成果無地物編碼

⏹測量成果常以正方圖幅管理圖檔，割裂街廓、建物。

⏹測量成果常以點資料表示停車場、農地、菓園、草地，宜以面式

示之。

⏹面式地物之測量成果可能以線型資料表現，並未封閉。

⏹為美化圖面，可能刪去重疊線段(如：道路境界線與建物邊界線之

重疊處)。

⏹必須轉換成GIS圖檔，做成業務主題圖。

◆屬性存於資料庫、合併圖層、地物編碼、地物單元、無圖幅

圖檔管理、面式資料

●上述的GIS架構，並非所有的GIS套裝軟體均全部具備。不同的GIS

套裝軟體公司基於其市場策略，會開發以某些功能為主的套裝軟體。

●不同的(GIS)軟體，有不同的「潛在用戶假設」，適用於不同的作業目的。

所以，難以籠統的說那一個GIS軟體最(較)好，而是必須視其目的而定。

●由於資訊科技的快速發展，GIS軟體技術也歷經了許多世代：主機版、

工作站版、個人PC版、網際網路版、PDA版、移動式無線上網版…。

每一個世代，吾人均可發現有一些新的廠商推出新的產品。GIS的產業市場，不時面臨著重整。

●GIS的發展

⏹最早期為自動化製圖及設施管理軟體(Automatic Mapping /Facility

Management)：以點及線資料主。

⏹土地管理系統(Land Information System)：以面資料為主。

⏹GIS可以結合許多的資訊科技，以發揮更強的功能。

⏹GPS(全球定位系統), RS(遙感探測), WWW, mobile phone, PDA,

VR(虛擬實境), AI(人工智能), ES(專家系統), DSS(決策支援系統),

ANN(類神經網路), CBR(案例式推理), CA(宮格自動機), Agent

based model (代理者模擬)…

名詞解釋

●國土資訊系統(National Geographic Information System，簡稱NGIS)：台

灣特定的專有名詞。應用GIS技術所建立的國土資料庫，以做為合理規劃管理國土之基礎。目前分為十個分組(含九大資料庫)，訂有八大資料標準。政策研議單位為經建會，綜合規劃幕僚作業單位為內政部資訊中心，各分組召集單位為各相關部會。詳情請參考

.tw/。

●空間資料基礎建設(Spatial Data Infrastructure，SDI)：台灣NGIS也可以

說是台灣空間資料的基礎建設。Global Spatial Data Infrastructure

Association (/)是這方面的國際組織，交流各國SDI 的推動經驗。

●地理編碼(geo-coding)：依循一定的規則或原則，賦予地物識別碼的過

程。例如：門牌、坐標、地籍地號…均屬之。

●識別碼(identifier，簡稱ID)：每一地物須有唯一的識別碼，俾做為聯結

圖形資料庫及屬性資料庫之用。

⏹可分為系統自行編定的「系統識別碼」(system ID)和「使用者識

別碼」(user ID)。系統識別碼由軟體自動產生，做為內部程式使

用，使用者不能變更它。使用者只能賦予使用者識別碼，以區別

不同的地物(如：建物、街廓、道路、土地使用分區)。

●圖解地形圖(紙圖) V.S. 數值地形圖

●成圖數化(digitization，紙圖→數值地圖)

●數值航測

●數值地形模型(digital terrain model，簡稱DTM)：學術名詞。在台灣，

有一套涵蓋全島的DTM網格資料，其網格單元大小(解析度)為40公尺見方。車籠埔斷層沿線、台北市區有解析度更高(約5米見方網格)的DTM資料。台灣在2007年也將完成全台5米見方解析度之DTM。

●位相(topology)：又稱「拓樸」。點、線、面的空間關係。必須先有位相

關係的建立才能進行空間分析。

●比例尺(scale)：圖紙上地物長度所代表之實地長度之比例(1/500之比例

尺比1/1000大)。同一圖幅，比例尺越大，所涵蓋的實地範圍越小，但包含之資料項目越多。紙圖有比例尺、精度及正確度的觀念；但電腦上沒有比例尺的觀念，只有精度和正確度的觀念。許多數值地圖係由紙圖數化而來。紙圖本身有比例尺的概念。對測量而言，不同的比例尺即對應了不同的精度以及資料內容(項目)的要求。大比例尺通常要求較高之精度(較小之容許誤差)，但正確率可能仍維不變，也可能降低。

實務上，吾人如果提到「1/1000數值地形圖」，這代表二種可能：(1)成圖數化：這份圖是數化1/1000的地形圖而得，除了原圖的精度及正確度之外，數化過程也會降低其精度及正確度。(2)數值測量：比照1/1000地形測量所要求之精度及正確度的數值測量成果。

●精度(precision)：容許之最大誤差(與量測工具之最小刻度有關)。較高