第三章 地理資訊應用於空間規劃
第一節 地理資訊與空間規劃
一、地理資訊
從綜合式理性規劃方式時期就可以看出，基礎資料的蒐集以及圖面 的繪製，嚴然成為規劃的基本工作。透過數理分析建立起城市的模型，
並進行城市的發展預測，雖然不能完全代表城市的真正發展方向，但其 精確度也有一定的水準。
以下將以案例說明近年來國內使用 GIS 圖資與規劃的成果，說明 GIS 圖資是可以成為一種平台媒介，呈顯了各種類型的資訊、時間分析、
及資源種類，將有可能解決第一章所提之不確定性因素。但同時一般規 劃者所使用的 GIS 圖資在轉換給民眾的理解力上是有落差，造成民眾的 疑惑及判斷的困難度。
早期的綜合式理性規劃方式中係以計量方法及數學方法為主，以數 學符號來記述研究對象的一些表徵，並以統計方法來建構其線性或非線 性數學結構關係，從而分析、解釋歷史或現況資料、預測其未來發展趨 勢。應用於人口、產業、土地使用、交通運輸、公共設施配置、地價(租) 等方面的研究。從圖 3-1 就可以看出早期以統計及線性結構所繪出的高 雄港擴建區域計畫圖，其分配結構至今還影響著高雄市的都市計畫發展 (如圖 3-2 所示)。
圖 3-1 民 49 年高雄港擴建區域計畫圖 圖 3-2 高雄市都市計畫圖示意圖
地理資訊系統(Geographic Information System， 以下簡稱 GIS) 是自 1980 年代末期逐漸成熟並持續發展中的一門學問。它早期必須在 工作站環境下始能作業，後來移植到個人電腦作業環境，今日則與網際 網路、無線通訊、行動式電腦等技術結合，提供空間資料輸入、前置處 理、空間分析、地圖輸出等功能。地理資訊系統的資料可分為「圖形資 料(spatial data)」及「屬性資料(attribute data)」二種。概略的說，
圖形資料係指地圖上的點、線、面等資料，而屬性資料則是紀錄各圖形 資料的相關特性。空間分析是地理資訊系統最具潛力的功能，它包括了 圖形及屬性資料交互查詢、空間統計、坡度、坡向、等高線、集水區分 析、疊合分析(overlaying)、環域分析(buffering)、路網分析(network analysis)、不規則三角網分析(TIN)…等。這些分析功能有不同的演算 法用以解決某些不同特性類別的問題。而這些分析功能和傳統的計量模 型相結合，甚至於強化其分析及預測能力，乃是都市及區域學者所關切 的主要課題。
目前所開發的 GIS 系統中，依使用目地的不同，各自擁有各自分析 的功能，但均具備有相同的基本功能，如圖資建置、影像定位、視景操 作、屬性查詢、到空間分析的工具等。然隨著資料存放各異，使得資料 的更新、維護等問題變的複雜，且分析功能類似的圖層重複建置，亦耗 費人力及成本。對空間規劃所使用的目地，其共同性功能包含圖資建 置、影像定位、視景操作、屬性查詢、空間分析、融合資料之檢索、成 果輸出等六方面，分別敘述如下：
(一)圖資建置：
包含向量圖資圖形的座標系統建置與屬性內容建置，在坐標系統相 同的前提下，應可支援直接開啟套疊，以供分析。目前常見的向量格式 如 AutoCAD DWG/DXF、ESRI SHP、MapInfo MIF 等格式。
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(二)影像定位：
依作業所需，影像格式可由附帶坐標文字檔確認其套疊位置，如 TIFF 的 TFW 或 JPEG 的 JGW 檔。
(三)視景操作：
視景放大、視景縮小、視景平移、框選放大、固定比例尺、檢視全 圖等。
(四)屬性查詢：
圖資屬性之查詢，以地籍圖為例，登記資料為一關連式資料庫系 統，其資料量龐大且資料表間有一對多之關連性如一筆土地標示資料可 能對應多筆土地所有權資料，與 GIS 圖素之屬性為單一資料表方式不 同，故此部分查詢宜以段號、地號為圖檔與資料庫連結之媒介(如圖 3‐3 所示)，前端下逹查詢命令時，即時至資料庫取得所需之資源，而不使 用如同轉出地籍圖檔方式，在轉出時便將相關資料轉出做為地籍圖之屬 性。
圖 3-3 地籍圖屬性查詢範例
(五)空間分析：
提供多種篩選資料的方式，如以範圍選取(圓、矩形、多邊形)、以條件 選取(宗地檢索方式，詳見下一小節)、以環域方式選取(以點、聚合線、多邊
形進行環域分析，將環域範圍內的圖素選取)等。提供計算工具如點至點距 離、點至線垂距、聚合線路徑長度、多邊形面積計算等。提供資料標示如以 地目、所有權、使用分區、用地編定等屬性做圖素填色或標示文字於圖素內。
(六)融合資料之檢索：
屬性資料在檢索範圍的選擇上，應可配合 GIS 之篩選功能，如畫定範圍 選取(圓、矩形、多邊形)、環域分析結果選取等；檢索條件的選擇上可由列 舉型欄位指定值、數值型欄位指定範圍，條件間可做 AND、OR 之邏輯運算；
在檢索項目上應可對管理資訊系統中之資料表欄位選擇使用者感興趣之項 目，綜合檢索之。檢索成果應可回饋給 GIS 分析部分做為篩選的方式之一，
以達交互運用之需求。
圖 3-4 地籍圖資料查詢範例
(七)成果輸出：
將成果輸出成其他格式向量檔可供其他系統或單位運用，若不以向量資 料輸出則可以影像檔方式輸出。提供單張、批次或是由使用者編輯列印樣版 的方式出圖，以配合不同作業程序出圖所需。
二、永續空間規劃與地理資訊
近年來永續著重於探討人與環境間的關係，並為下世代尋求平衡發展的 最佳模式。如果說要與民眾溝通建立共識，又需要達成怎麼樣的共識？從近
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圖 3-5 高雄縣自然景觀構成之疊圖
2、人文活動景觀包含：住宅建設、交通、人文活動、歷史文化特性、
產業活動等特性。地方從歷史脈絡中的土地使用方式(不同階段的農、
漁、工、商等)，住宅與聚落的發展、公共設施與各項基礎設施、信仰 活動及歷史文化等的傳承，型成具獨特性的人文活動景觀，都會構成在 空間上的獨特性。例如人群聚集的方式將會隨著各項因素變動，在一個 社群空間如何創造及維護，共同追求高品質的生活環境空間，將是規劃 者應該要最貼近地方民眾的溝通與討論，創造彼此最好的共識。
圖 3-6 高雄縣人文景觀構成之疊圖
3、土地使用則是藉由上述兩項的結合，以使用型態類型來做進一步的 規範及管制。邁向永續發展創造優質的生活品質，其中自然資源的保
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護，以及對人文景觀的維護，應該要成為空間發展規劃的核心任務。然 而，在回應各類型人類開發行為的調節，不應該只是紙上討論的話提，
應該要回歸土地使用模式的變動。積極整合自然生態的保育與維護，人 文景觀的尊重與維護兩項基本內涵，以落實永續發展做為最終目標。
在這些現有系統的輔助下，規劃者利用來做為對民眾說明的工具，
這些資料隊規劃者是一種便於決策的判斷，但對民眾而言卻是屬於過多 且複雜的資訊，變成在溝通的層面上只是成為展現專業能力的秀場表 演，並沒有達到能讓民眾輕易理解的效果，如此一來規劃者與民眾的共 識尚不能在現有的展示系統下被達成。綜合來看，圖面的呈顯的確比文 字敘述還要能夠容易被理解，但一般民眾對於平面疊層的圖面，去理解 其代表的意義及內涵還是有一定的困難度，規劃者不應該只將全部的影 響要素大量的呈顯，只會造成民眾判讀的困擾，應該需經過整理，將想 表現成因及成果以更實像化的方是做表現。例如空間規劃中最常遇到的 討論議題水災，專業者在透過地理資訊系統可以很清楚的掌握易淹水區 域的分布，經由坡度、等高線、土質特性、排水道系統、水流速率、降 雨量等層層解析的圖資，精確的分析出區域的見解。但對民眾而言，他 並不能經由上述這些分層的圖資得到什麼判斷的準則，因為規劃者呈顯 給民眾的圖資，只是一堆複雜的數值及色塊(如圖 3-7 所示)，並不能幫 助他作任何判斷。
圖 3-7 易淹水區域疊圖範例
三、建立起對環境的共識-用於民眾參與的困難度
對民眾的需求而言，若能以更真切的表現手法來呈現出地理的特徵 及樣貌，更有助於民眾的判斷能力。所呈顯的資訊不應只是圖面的堆疊 分析，而是對於現象分析後的結果及其解釋。從規劃案使用 GIS 這套軟
體後的觀察，也呈顯出民眾所缺乏對於圖資的理解能力，概述如下：
1、圖像的建構力：
無法將平面的圖資轉換為真實情境的想像(對於模擬的願景圖比較能 夠容易理解產生共鳴，但只限於照片內的範圍，若大區域範圍時則會 出現想像的落差)。
圖 3-8 模擬前後比較圖(高雄市都市發展願景，2006)
2、圖面的位置判斷力：
東西南北的方位方向無法定位，從自家為出發點的才能作位置判斷。
3、圖資的理解力：
圖形色塊僅止於 2D 方面表現，因呈現屬性太多反而造成判斷困難，
或不了解其意義。比起圖 3-7，圖 3-9 更能帶出對民眾的理解力，要 將影響的各項圖資轉換成，影響的區域及問題。
圖 3-9 易淹水區域疊圖分析範例
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這些落差造成了對環境無法達成共識，因此單純的使用 GIS 這項工 具並不足已讓民眾完全的理解，某部分來說反而造成民眾判讀的困擾，
但不能否認的事 GIS 這套工具的確有他的應用價值在，而其後續延伸性 的應用，才是對於 GIS 用於空間規劃中民眾參與所需釐清的內涵。
四、3DGIS 創造真實的環境呈顯方式
地理資訊系統（GIS）之研析與應用，隨著資料獲取數位化能力增 強及人們對資料解析度及精確度的要求與日俱增情況下，符合人性的需 求的立體資料展現將逐漸取代以往平面的資料呈現，也因此多視景整 合、物件導向概念及立體模型建物。方法形成 3DGIS 的環境場景，逐 一被提出來顛覆以往圖層的顯示方式。然而現行 GIS 系統多為平面方式
地理資訊系統（GIS）之研析與應用，隨著資料獲取數位化能力增 強及人們對資料解析度及精確度的要求與日俱增情況下，符合人性的需 求的立體資料展現將逐漸取代以往平面的資料呈現，也因此多視景整 合、物件導向概念及立體模型建物。方法形成 3DGIS 的環境場景，逐 一被提出來顛覆以往圖層的顯示方式。然而現行 GIS 系統多為平面方式