訂了相關標準,而「開放式地理資訊系統聯盟」(Open GIS Consortium,
OGC),則是以美國為主的國際性民間產業組織,致力於開發地理資訊 的規範及交換標準,其制訂了一系列的空間地理資料和處理的軟體結構 規範,更訂定了「地理標記語言」(Geography Markup Language,GML)
來描述地理空間資料,其提供了一種新的可跨平台運作的共通性資料格
式,可將資料的內容和呈現分開定義,其中GML 以資料內容的描述為 主,而不涉及資料的呈現。資料的呈現工作則是交給其它應用軟體來處 理。例如,GML 只描述構成線條的坐標值,而不管線條是以何種粗細或 者顏色來呈現。圖形的呈現可以交由另外定義的「可縮放向量圖形」
(Scalable Vector Graphics,SVG)來處理。在開放式地理資訊系統中,
對於環境項目及內容並未詳加定義。對於”不可見”的動態環境資料,如
國內在戰場環境模擬仍以中科院為主,民間大學的模擬器則大多為直 資料建置之作戰需求,美國國防部模式模擬辦公室(Defense Modeling and Simulation Office,DMSO)遂於1994年起針對各種模式模擬系統的特性,
提 出 了 合 成 化 環 境 資 料 描 述 與 交 換 規 範(Synthetic Environment Data Representation and Interchange Specification,簡稱為SEDRIS)。依據美國 近年來多次現代戰爭的經驗,現代化戰場是由陸戰場環境、海戰場環境、
1.提供一個完整的實質環境模型(Physical Environment Model),包 括陸地、海洋、大氣與外太空等四種環境,以及針對上述模型資料 的存取和交換標準。
2.提供完整清晰的資料表達模型,
3.通用無損的資料交換模式及公開的存取介面,
4.可重複使用的應用程式(API)和工具軟體。
SEDRIS企圖提供一種解決環境資料的描述和不同種類系統的資料 交換問題,藉以掌握及整合環境資料,來提供不同的應用者使用。藉由 提供資料描述模式(Data Representation Model,DRM),來訂定大氣、
陸地、海洋和太空不同的環境與坐標系統,律定環境資料編碼規範
(Environmental Data Coding Specification,EDCS)和空間參考模式
(Spatial Reference Model , SRM ) , 再 由 SEDRIS 的 應 用 程 式 介 面
(Application Programmer’s Interface,API)來做資料之存取,並以SEDRIS 傳送格式(SEDRIS Transmittal Format,STF)作為資料交換的標準。
【http://www.sedris.org】
由於SEDRIS為美國國防部專門設計來提供C4ISR軍事應用(指揮、
管制、通信、情報、偵察及搜索)模式模擬使用,目前並未廣泛於學術
差異,並無法完全發揮使用SEDRIS的優勢。現有的研究成果對於合成化 示系統。另外,並援引及利用SEDRIS對於「合成化環境(Synthetic Environment)」中對陸地、海洋、大氣與外太空的整個地球環境明確的定 義描述及規範,實際建置符合SEDRIS格式規範之合成化戰場模擬環境,
期能對現有GIS對動態環境資料建置及處理之不足,同時對於存在不同系
型使用。然而從SEDRIS到戰場地形資料庫(Compact Terrain DataBase,
CTDB)的傳送格式中有關實體模型仍有待加強。【Victor J. Skowronski,
1998】
Louis(2001)提出將真實大氣環境資料放到SEDRIS中,其利用 SEDRIS的DRM、EDCS和SRM來描述大氣資料和使用SEDRIS所提供的 API將大氣資料從二進位網格(GRIded Binary,GRIB)格式轉換到SEDRIS STF格式。在其論文中亦列舉相關圖表,說明SEDRIS如何描述大氣資料 和轉換到STF的分析結構圖。目前其已經發展出GRIB轉換到STF的工具,
也完成了將STF轉換到Vis5D的程式。【Louis Hembree,2001】
Rob等人(2002)提出使用STF格式將風、波浪、海流和其它物件應 用於碼頭及港口模擬器開發上,並將STF轉為戰場地形資料庫(Combat Terrain DataBase,CTDB),供操船模擬系統使用,使模擬器三維視覺系 統之建置有一完整之建模格式。【Rob Cox .etc,2002】
Paul於2003年提出,將向量產品格式(Vector Product Format,VPF)
的地形資料轉換成SEDRIS的STF格式,其認為SEDRIS保留了原VPF類別 有關資料階層的交換機制,且SEDRIS整合了幾乎所有的圖徵及屬性編碼 表(Feature and Attribute Coding Catalog,FACC),而這些編碼是VPF為基 礎的地形資料產品,而在類別中不管是圖徵或屬性皆未在FACC中定義。
【Paul A. Birkel,2003】
在虛擬系統的編輯器上,國內有陳尚哲(2003)提出以SEDRIS的應
王彥凱(2004)則提出符合SEDRIS格式與規範的虛擬環境編輯系 統,其中包含了幾何轉換、使用者界面、多重解析度地形展示、道路系 統編輯器、碰撞偵測、和屬性建立與查詢等功能。其利用SEDRIS物件描 述技術來建構及儲存3D虛擬環境,以提供完整的物件屬性及資料建制與 查詢。【王彥凱,2004】
林峰田(2006)說明,開放式地理資訊系統(Open GIS)的理想是 圖資可以跨平台且不經轉換的直接使用,但是地理標示語言(GML)的 困境是資料量很大,語法十分複雜。而Google公司根據GML定義了KML (Keyhole Markup Language,KML),做為Google Earth的語言,吸引了全 世界的注目,一下子便把GIS的使用門檻降得很低,一般人幾乎可以毫無 困難的透過網際網路查詢到全世界任何地方的衛星影像資料,甚至於還 可以自己在圖上做標記。雖然Google Earth/ KML的問世不致於影響GML 的繼續發展,但是也刺激了人們去思考如何發展出簡便易用的開放式圖 資語言。【林峰田,2006】
1-4 研究方法與流程
本論文分成兩個部份分別進行,其一為在現有工具基礎架構下尋求 對動態環境資料顯示之方法,其二為援引發展中之SEDRIS來進行合成化 之處理,如圖1-1所示。
圖1-1 本研究流程圖
本研究首先將海洋環境資料,包括水深、鹽度、溫度、底質所需之 蒐集技術及方法做一說明,並說明其相關原理及主要探測裝備,繼將所 蒐集海洋環境原始資料進行格式分析,並撰寫必要的應用程式,使上述 海洋環境資料能符合目前為大眾所熟知且普遍應用之ESRI地理資訊系統 ArcGIS軟體所需之格式,並將其進行處理、顯示及整合,最後以網格
(Raster Grid)方式儲存,並在此基礎上尋求對具動態性質與含時間序列 環境資料之處理及顯示方法,為達成資料轉換及顯示之目的,除使用現 有軟體系統及少數工具外,本研究仍需自行開發若干軟體工具配合,才
能完成相關資料處理程序及步驟。本研究選用Vis5D軟體做為顯示及整合
(SEDRIS)五大模組內容,其中包括資料描述模式(DRM) 環境資料 編碼規範(EDCS)、空間參考模式(SRM) 、SEDRIS應用程式介面(API) 無法再將其轉換為符合ArcGIS格式的ASC GRID檔。
1-5 論文架構
之資料蒐集技術及方法做一說明,並說明其相關原理及主要 探測裝備。
第三章 合成化環境資料描述與交換規範-SEDRIS
說明SEDRIS資料結構中,五大要素內容、特性及其資料結 構。
第四章 合成化海洋環境資料建置
以海洋環境中之水深、鹽度、溫度、底質、陸地地形高程及 衛星影像為例,說明資料來源及如何建置於ArcGIS , 並 以 Vis5D軟體為基礎,說明海洋環境資料在合成化後所呈現的 動態顯示及應用。
第五章 STF格式轉換及內容
整理完成之海洋環境資料為基礎,進行SEDRIS的STF格式轉 換,並說明海洋環境資料在SEDRIS STF中如何定義及相關 問題討論。
第六章 結論