地理資訊系統

地理資訊系統 (Geographic Information System；以下簡稱GIS)。而 其就是整合各個研究領域之專家，將地球表面上及表面下所有的資訊 分別以一張一張的圖層儲存，如土壤圖、街道圖等彙整後，配合GIS專 業軟體進行圖層編輯、屬性資料的管理、查詢等，最後將資料處理和 分析結果，提供給各研究相關領域專家或決策者，作為分析規劃或政

策制訂主要參考依據【1】。

簡而言之此項技術結合了資訊系統以及地理學的特性，運用資訊 科技將空間資料加以分析、展現，用以協助和幫助專家和決策者之決 策過程。

2.3.1 地理資訊系統的定義

地理資訊系統發展至今約四十年，而在許多文獻資料中，對地理 資訊系統的定義下了各種不同的註解，以下則為各專家或單位對地理 資訊系統的解釋【1】【4】【5】：

1. Dueker(1979)

一種特殊的資訊系統，其資料庫可以存放空間分佈的物件、行為、

或是事件，而這些資料在空間中都是可以用點、線、面加以定義的。

GIS用一般的查詢與分析功能來存取這些點、線、面等資料。

2. Ozemoy,Smith,Sicherman(1981)

一組自動化的功能，它能提供專業人員針對有地理位置的資料進 行儲存、存取、處理、以及顯示的能力。

3. Burrough(1986)

一組強大的工具，可以自實際世界中進行空間資料的收集、儲存、

取用、轉換、以及顯示。

4. 英國環境部(1987)

一個可以針對地球上面的空間資料進行蒐集、儲存、檢查、處理、

分析、與顯示的系統。

5. Smith et al. (1987)

一種資料庫系統，其中大部份的資料都是具有空間索引的，而且有 一組運算可以回覆針對資料庫內空間物件的查詢。

6. Dana Tomlin (1990)

GIS的廣義定義為預備、展現及解釋地表現象的設備。狹義的定義，

GIS是為了取得、維護及使用圖籍資料而設計的一套電腦軟、硬體設備。

7. ESRI (Environment System Research Institute,1993)所作的定義：

“GIS is an organized collection of computer hardware, software, geographic data, and personnel designed to efficiently capture, store, update, manipulate, analyze, and display all forms of geographically referenced information.”

GIS 是設計用來有效的擷取、儲存、更新、處理、分析、及展示 各種形式地理資訊的系統，包括電腦硬軟體、地理資料庫、及操作維 護人員。

8. 施保旭(1995)

地理資訊系統，乃是一組軟體能讓你以數位化形式蒐集空間資料；

有效率的存取這些資料，分析這些資料，取得衍生的資料；以使用者 方便有效的的方式展現數位化資料；針對特定應用加以組合調適所得 的應用系統。

9. Davis(1996)

GIS是一套以電腦為基礎的系統，可以由地圖輸入、儲存、管理、

分析及展示空間或非空間資料；結合資料庫及空間分析的能力，並製 作系列性的產品。

10. Bernhardsen(1999)

GIS是可以利用一般電腦為基礎來處理分析地理資料的系統，其包 含硬、軟體、週邊相關製圖及交流設備。

2.3.2 地理資料

在GIS 系統中之地理資料，可分成空間資料(spatial data)與屬性資

料(attribute data)，空間資料為構成地圖之地理元件，儲存了與圖形相 關的各種地圖圖形資訊，若將其歸納與模式化，用點(Point)、線(Line)、

面(Area)三者即可表現所有空間資料。

1. 點資料：為單一的座標點，不具長度與面積。用來表示地理現象的 發生點，其在圖面上所顯示的大小與實際上的大小並無關係。

2. 線資料：線圖徵是一串點資料的集合，具有長度但無面積。其代表 意義為：地徵太狹窄而無法用面圖徵加以表示；或實際上就無面積 存在者。其在圖面上表現的粗細寬度與實際寬度無關。

3. 面資料：此資料形式可解釋成首尾相接的封閉線段，具有周長與面 積。在此圖徵區域中的各點，所代表的屬性意義是均質性的、一致 性的【9】。

屬性資料為描述圖徵之非空間性資料，是一般文字或數字的資 料，如土地所有人、道路鋪面、建物價質等。

2.3.3 GIS 架構

Knapp認為此系統中必須具備資料取得、前置處理、資料管理、操 作與分析以及成果展示五大組成要【3】。

1. 資料取得(Data Acquisition)：為最重要且基礎的工作，在蒐集時需注 意資料的正確性。

2. 前置處理(Preprocessing)：將取得的資料加以數化處理，並導入GIS 系統中。

3. 資料管理(Data Management)：GIS 系統資料兼具空間性與文字性，

故資料管理的工作需將空間圖形物件與其屬性資料連結，以方便日 後新增、刪除、修改工作。

4. 操作與分析(Manipulation and Analysis)：利用空間分析方法，如疊圖

分析、環域分析等，將前置處理後的資料進行處理，以利規劃與決 策之用。

5. 成果展示(Product Generation)：可藉由統計報表、照片、空間資料出 圖等方式展示結果。

2.3.4 GIS 功能

地理資訊系統的功能，可分為四大項：1.空間資料的管理與分析，

2.屬性資料的管理與分析，3.綜合分析，4.圖形製作。而此四大功能又 可將其細分成數個子功能【9】，如表2.4所示：

表2.4 地理資訊系統功能分類表 主功能 空間資料的管理

與分析

屬性資料的管 理與分析

綜合分析 圖形製作

子功能

1. 格式轉換 2. 座標登錄 3. 座標系統轉換 4. 地圖校正 5. 圖邊接合 6. 編修功能 7. 圖形資料簡化

1. 編修功能 2. 查詢功能

1. 擷取、分類及 度量

2. 疊合分析 3. 近鄰分析 4. 連通分析

1. 地圖註記 2. 文字標示 3. 字型、現型 4. 圖示符號

(資料來源：林峰田，2000)

2.3.5 GIS 相關軟體說明

目前國內相關 GIS 軟體及製作軟體可說是非常眾多，其中包含了 如：ArcView、MapInfo、AutoCad Map、Micro Station、AutoCad 等【13】，

本研究則是利用崧旭公司所研發的 Super Object 元件，其主要包含 7 個物件群：地址對位物件、座標系統物件、資料存取物件、地圖顯示 物件、幾何圖形物件、符號物件與圖形表示物件，同時與其他系統作

整合，提供 GIS 最基本的圖層觀念、圖層縮放、平移功能，來建立具 備機動性且能夠進行互動的地圖，提高系統開發的效率，其主要功能 特色有：

1. 支援廣泛向量與影像格式，包括 ESRI Shapefile、MapInfo MIF、DXF 等，以及LAN、JPG、ECW 等影像資料。

2. 中文地址對位功能：定址程式引擎提供快速且具彈性的地址定位功 能，支援中文、全半形數字比對及自動條件過濾之地址對位查詢能 力。

3. 座標系統：其內建台灣地區 TWD67 與 97 的座標函數，共含有上百 種的大地基準參數，可用來方便使用者進行不同座標系統之間的轉 換。

4. 具圖例與比例尺控制項：提供了圖例與比例尺的控制項，支援圖層 圖例管理，並且支援指北針及比例尺物件繪製，以方便開發者使用。

5. 支援 GPS 的管理功能：能支援動態點、線、面圖資的建立，以及動 態顯示即時資料，加強了全球衛星定位系統(GPS)的應用與管理。

6. 支援 Web GIS 的功能：提供 Web 控制項，建立以 Web 為基礎的地 圖和GIS 應用，提供 Internet 上的地圖服務。