地理資訊系統概論

第六章 地理資訊系統的功能

本章學習重點 (1)

•地理資訊系統的功能主要大約分為– 輸入子系統– 處理子系統– 管理子系統– 查詢子系統– 空間分析子系統– 展示與輸出子系統等

本章學習重點 (2)地理資料模式主要大約分為•向量資料模式

– 點、線、面、體•網格資料模式

– 化分為大小均勻緊密相接二維陣列，物體反射影像灰值•影像資料模式

– 結構與網格式資料結構雷同•屬性資料

– 描述物件特徵數值或文字

一般地理資訊系統的功能

6-1 輸入子系統

6.1.1 向量資料模式輸入

6.1.2 網格資料模式輸入

網格資料模式輸入功能為讀入不同格式的網格地圖，如 ASCII網格資料、 Binary網格資料、 ERDAS 網格資料及 GRASS網格資料之轉入。

6.1.3 影像資料模式輸入 （ Map ）

影像資料模式輸入功能包括影像掃描（用掃描器掃描輸入）及影像資料（如GIF 、 TGA 、 TIF 、 PCX 、BMP 等不同格式）讀入。

6.1.4 屬性資料輸入

屬性資料輸入功能為透過鍵盤鍵入、現有檔案轉入或利用文字識別技術，將文章經由掃描後進行影像處理及圖形識別自動輸入，或利用語音識別技術將語音轉換成文字（ Speech to text, STT ）。

6.2處理子系統 (1)(1) 幾何校正：針對未校正之向量檔案或網格資料，利用已知之控制點，利用多項式座標轉換方式，對檔案內所有未知點進行逐點轉換，即座標變換，包括：– 基本座標變換：

•平移（將圖形的一部分或全部移動到座標系中另外的位置）

•放大縮小（用於輸出大小不同的圖形）•旋轉（圖形旋轉及投影變換中常用）

– 仿射變換（綜合考慮圖形的平移、旋轉和縮放的變換）

6.2處理子系統 (2) (2) 座標系統及投影座標轉換座標系統轉換包括大地座標系統轉換（ TWD67 、 TWD97 、 WGS84 等座標相互轉換）如全球衛星定位系統（ WGS84 ）轉台灣虎子山大地座標系統（ TWD67 ）間之轉換。地圖投影座標系統轉換含有橫麥卡托投影系統、經緯度座標系統、蘭勃特投影系統、地籍系統間之轉換。

6.2處理子系統 (3)

(3) 維數轉換（ 2D 轉 3D ， 3D 轉 2D ）

(4)資料模式轉換（網格轉向量 R2V，向量轉網格 V2R）

(5) 格式大小轉變(6) 地理資料概化(7) 品質檢驗及管制

6.2處理子系統 (4)

(8) 圖邊接合(9) 清理除錯（ CLEAN ）(10) 編輯（ EDITING ）(11)結構（建立位相關係、建立空間與屬性連結）

6.2.1 向量資料模式處理子系統

6.2.2網格資料模式處理子系統

6.2.3 影像資料模式處理子系統

影像資料模式處理子系統包括幾何校正、地圖投影轉換、影像增強、影像組合及切割、影像縮放功能。

6.2.4 屬性資料處理子系統

•屬性資料處理子系統包括資料錄之新增、更新、刪除、選取及表格之開啟與關閉等功能。

6.3查詢子系統 •經過處理、整理與管理好的資料，可以直接使用及產生新的衍生附加價值，例如透過查詢過程，可將符合特定條件的需要資料從已存在的資（料）訊過濾挖掘出來。

6.3.1向量資料模式查詢子系統

向量資料模式查詢子系統包括空間查詢、圖形查屬性、屬性查圖形等功能。

6.3.2屬性資料查詢子系統

屬性資料查詢子系統包括 SQL 查詢及統計參數計算。

6.4 空間分析子系統

6.4.1 向量資料分析子系統

6.4.2 網格資料分析子系統

6.4.3 影像資料分析子系統

影像資料分析子系統包括分類分析及變遷偵測等功能。

6.4.4屬性資料分析子系統

屬性資料分析子系統包括統計參數如頻率次數計算、極大值、極小值、平均數、變異數、標準差之計算等功能。

6.5展示與輸出子系統 將地理資料展示給人瀏覽、繪製地圖或其形式的展示、或輸出指定格式的資料於特定的媒體上，或網路上。其中有下列數種功能形式：

(1) 展示統計表格或圖形(2) 展示地圖(3) 展示 3D立體圖(4) 展示動態圖或影像(5) 繪製地圖輸出(6) 轉換輸出格式

6.6 功能需求及應用實例一 (1)

一、 GIS 在山坡地使用監測之應用實際發生之問題：民國 85年賀伯颱風，嘉義及南投山區山地村落遭土石流掩埋、人員傷亡與財產損失、道路及橋樑沖毀。原因及解決困難：濫墾、濫挖、濫建、濫葬、違規棄土、擅闢道路、擅自探採礦；管理規章不完備，查報人手不足、工作繁重及地方人情壓力等問題，使得管理工作難以落實，造成山坡地違規開發事件層出不窮。

6.6 功能需求及應用實例一 (2) GIS解決方案及成效：

GIS負責坡地相關資料的輸入與管理，包括地籍、產權、道路網、地形資料。根據地形坡度分析來規範土地使用，而地籍資料提供管制的資訊。衛星遙測提供的是土地利用監測的功能，利用衛星定期拍攝的影像資料，經由不同時期資料的比對，就可以自動偵測新的開挖地區。將新開發的土地位置和地籍資料疊置校對，就可以找出是否有濫墾、盜用等不當的行為。透過地理資訊系統的查詢功能，違規開發的相關資料可以清楚顯示。實地查報人員可以利用衛星定位系統，至野外現場查核，加以確認和舉發。

6.6 功能需求及應用實例二

二、 GIS 在集水區經營管理之應用• 實際發生之問題：山區豪雨後的山崩、下游的水患、水質汙染、水源不足等等

• GIS解決方案及成效：利用 GIS 功能建構水文模式，將蒐集到的地形及雨量資料等水文參數進行模擬分析是可輕易達成的。