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第四章 地理資訊系統

4.2 地理資料收集

地理資料收集的方法有很多,像是遙測、航測、行政機關的記錄、實地調查、衛 星影像及定位等,都可以成為地理資料的來源。而建置地理資訊查詢系統,資料來源 的完整與正確性,是很重要的程序。收集到的資料可能無法直接提供給電腦使用,必 須經過資料轉換(Data Conversion),也就是"數位化"。將已經存在而無法為電腦所 處理的資料格式,轉換成電腦能處理的電子格式資料。

4.2.1 座標定位與登錄

掃描器掃描所產生的網格式影像圖檔,並不具有真實地面座標的影像,必須轉換 成為具有實際地面座標的向量式(Vector)電子地圖影像。影像地圖引入電腦時,至少 必須要有三個以上明顯可辨認,且具真實地面座標的點位置(如地形圖上的網格線交 點),這些點稱之為"地面控制點",而且這些地面控制點最好平均分佈在圖面上。記

錄這些點的真實地面座標值,以作為座標登錄時的座標參考輸入值,圖 4.2 為座標系 統登錄。

圖 4.2 座標系統登錄 4.2.2 空間資料的數化

基本上,空間資料中的向量資料是由節點、線(不一定是直線)和面所構成的,

而每條線或面則是由數對的 x,y 座標點所構成的。當地圖上的地理資料掃瞄成一網 格資料的儲存型式時,其儲存方式就像一個矩陣(Matrix)的形式,其中每一個像素

(Pixel)就是一個矩形。而每一個像素有一個值與之對應,就是屬性資料,也就是 一對對的 x,y 座標值,如圖 4.3 所示。網格儲存型式的資料格式,不再只是一張地 理圖紙,數化主要作用即是把空間資料中的點、線、面資料以向量式的型式儲存,用 以辨識地理資料中的地形、地物與地徵。圖 4.3 中在”面”的空間資料中,我們把它分 割成一塊塊的矩形,在不同的地形、地物或地徵中,分別註明不同的值。例如 1 代表 草皮,2 代表光纖佈線,3 代表建築物,4 代表操場等的網格式資料的儲存形式。圖 4.4 為網格式資料製作流程的示意圖。

向量資料

網格資料

圖 4.3 向量資料與網格資料

圖 4.4 網格式資料製作流程示意圖

1、 地理資料分析地形、地物 的特徵,並標示不同的值 2、 在此範圍中分割成規則的

矩形方格

3、 相同地徵的區域賦予相同 的值

圖形物件結合屬性資料後,使用者可以處理許多的空間分析功能。早期常使用的數位 化方法,就是將現有的圖紙及膠片地圖,藉由數位板(Digitizer)來進行數位化。

由於電腦的速度快速提昇,使得影像處理的速度效能提高很多。因此,利用地圖掃瞄 成影像圖檔,再配合軟體工具,在電腦.螢幕上進行地圖描繪數位化的方式,是目前 主要的方法。

4.2.3 人工數位化

此種方式是將圖貼在數位板上,以人工加以點圖,其優點是設備投資較便宜、人 力需求成本較低、資料品質較穩定…..等,但卻是一件相當耗時費事而且枯燥、單調 的工作。有時在同一張圖由不同人數位化,甚至由同一個人進行多次數位化時,所得 的結果都不會完全相同。尤其在數位化的地表特徵屬於不規則曲線時,這種情形特別 嚴重。

4.2.4 電腦數位化

儘管向量圖檔具有許多的優點,但相對於航空照片及衛星影像圖,向量圖檔卻有 不易取得,資料更新速度慢的缺點。因此能將影像地圖,快速的轉換成向量圖檔,藉 由應用軟體來數位化是比較有效率的方法。利用掃瞄器將圖面掃瞄進來,成為網格式 資料格式檔後,再將影像檔中的圖形、文字辨識出來。影像圖檔通常是用來顯示圖層 內容,無法如向量圖一樣連結屬性資料。但影像圖檔卻適合當作向量圖層的背景圖,

在數位化時更能達到精確的程度。套疊向量圖與影像圖時,必須注意到二者之間的投 影座標系統要一致,否則套疊的誤差太大,便失去其原有的意義。

4.2.5 檔案格式轉換

在資料種類轉換與整合的部份,一般可分為相同資料種類,不同檔案格式間的整 合,以及不同資料種類的整合。在不同檔案格式間所作的轉換,主要在於對物件詮釋 方式的認定。例如在向量式屬性資料交換格式方面,國內的九大資料庫,就用了許多 種的檔案格式,像 Arc/Info 的 Coverage、AutoCAD 的 DXF、

Intergraph 的 DGN 及 MapInfo 的 MIF 等。除了一些通用格式的資料結構公開外,基本

上廠商對於自身的檔案格式是抱持保留態度。目前當資料進行轉換時,所

採取的作法是在任兩種格式間,撰寫一個轉換程式,但這種方法是十分沒有效率。因 此訂定一個由大家所共同遵守轉換標準是必要的。