西元 1975 年空間資訊(Geomatics)一詞正式應用於科學文獻,是由大地測量學
(Geodesy)和地理資訊學(Geoinformatics)兩詞合成,由法國 Bernard Dubuisson 博士 提出並得到各國科學家認可。
西元 1992 年美國科學院 Michael Frank Goodchild 教授提出 Geo Information Science
(地理資訊科學)的概念,並強調將地理資訊視為一門科學,不僅是地理資訊技術的研究 和實現,主要在研究應用電腦技術對地理資訊進行處理,儲存,提取以及管理和分析過程 中的一系列基本問題。
西元 1996 年國際標準化組織(ISO)定義 Geospatial Information Science(空間資 訊科學)」所涵蓋 3 面向:
1. 處理的是空間資料(Spatial data)和空間資訊(Spatial information)。
2. 為科學術語,涉及採集、量測、分析、儲存、管理、顯示和應用空間資料的整合方 法,屬於現代的空間資訊科學技術。
3. 涵 蓋 學 科 包 括 地 圖 學 、 控 制 測 量 、 數 值 製 圖 、 大 地 測 量 、 地 理 資 訊 系 統
(Geographic Information System,GIS)、水道測量、土地管理、土地測量、攝 影測量、遙感探測(Remote Sensing,RS)、重力測量、天文測量。
西元 2004 年 1 月,「自然」雜誌標題為「Mapping Opportunities」的論文指出:空 間資訊科學、生物科學和奈米技術被公認為當今最重要且發展最快的三個領域。
西元 2013 年,科技部所發行刊物強調:空間資訊科學起初以地理資訊系統(GIS)和 遙感探測(RS)的發展為主。涵蓋地理知識資訊、地理資訊數位化、及地理資訊技術等領 域發展時所需之相關科學與研究。
圖 3-34 空間資訊科學(資料來源:國立臺灣大學圖書資訊學系)
如上圖 3-34 所示,空間資訊之實作以全球定位系統(Global Positioning System,
GPS)定位與測速,再以 RS 取得場域現況,透由 GIS 展示,三者結合已成為廣為人知的 3S 空間資訊處理技術,GIS、RS、GPS 功能雖異卻互有聯繫,取三者末尾三英文字母合稱 3S,
3S 技術詳述如下:
遙感探測(RS):遙感始於攝影的發明,因為攝影的英文-photography,源於兩個希 臘詞,「phos,光」和「graphien,寫作」。廣義的遙測技術是不需要與目標物接觸而能 取得物體、地區或現象資訊的技術。藉由目標物因表面質地對入射光反射和散射不同現象,
以紀錄目標物之光譜反射特性來進行分析比對,從而判釋出影像範圍內的各種地類,主要 用在大面積且難以接近之目標物,其技術演進綜整如下頁表 3-14 所示。
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(Galileo Galilei)
1832 詭盤 視覺暫留現象
比利時物理學家和動 畫的發明者,約瑟夫·
安托萬·費迪南·普拉 多 ( Joseph Antoine Ferdinand Plateau)
1833 立體圖像 雙眼視差法
(Aime Laussedat)
1858 熱氣球 乘坐熱氣球從巴黎高空 80 公尺的氣球拍下巴黎市
52 中偵察。1957 年蘇聯發射第一顆 Sputnik-1 人造 衛星,自此進入太空時代。1959 年從人造衛星傳 譜(Multi Spectral Scanner,MSS)掃描儀,並 具有 4 波段(綠光,紅光,再加 2 個紅外波段),
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臺灣地區 GIS 的應用,從民國 64 年開始萌芽,民國 80 年由內政部資訊中心推動「國 土資訊系統計畫」達到高峰。隨著技術與應用階層的變遷,GIS 日漸生活化,出現如網路電 子地圖於日常生活中的 GIS 應用。
圖 3-35 GPS 定位示意
(資料來源:https://nosolotendencias.es/cosas-que-no-sabias-sobre-los-gps/)
圖 3-36 GPS 定位原理
(資料來源:https://www.quora.com > Why-are-four-GPS-satellites-required-to-locate-my-position)
例如運用「臺灣百年歷史地圖」,將臺灣日治時期地圖套疊至 Google 地圖上,即可定 位出全臺 20 世紀初期的各地聚落,以了解某地區的土地利用變遷。應用在:土地管理、都 市計劃、防災計劃、水文分析、水資源計劃、運輸及派遣分析、生態分析。研究區 1900 年 代日治行政區如圖 3-37 所示。
圖 3-37 研究區 1900 年代日治行政區(堡里)(資料來源:中研院 GIS 專題中心)
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除了 3S,科學家利用「空載雷射測距技術(Light Detection And Ranging, LiDAR)」
建立地表數值模型,清楚體現土地形貌,是繼 GPS 以來在地表觀測領域之另一項創新技術。
LiDAR 又稱空載光達,LiDAR 將雷射觀測器具安置在飛機上,利用雷射光脈衝對目標物進行 20~40 萬次/秒頻率的高密度發射訊號(或稱打點),再接收自物體返回的光訊號,然後計 性,DEM 則著重於高程資料。Burrough(1994)提出 DEM 與 DTM 的差別:『地形(tetrain)
暗示地景的特性,而不僅是地表的高度而已。』 內北中南部山崩目錄,逐步使用航照影像與衛星影像(Landsat、SPOT1~SPOT5 衛星)作為 主要依據,以判釋颱風及地震事件前後之河流流域內崩塌地變化情形。
69 Digital Terrain Modeling,數值地形模型。
70 Digital Elevation Modeling,數值高程模型。
71 Digital Surface Modeling,數值地表/表面模型。
72 Digital Building Model,數值建物/房屋模型。
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圖 3-38 3S 技術 (資料來源:健行科大)
如上圖 3-38,空間資訊技術能提供溫泉開發初期相關空間分析與規劃,GPS 提供露頭 和業者位置精確定位,RS 技術提供坡度與地形特徵資訊,GIS 則彙整基本圖資,製作各種 主題圖,再就各項空間資訊進行評估和預測,便可有效率得知溫泉資源之空間分佈狀況。
只要溫泉能合理開發,即能確保溫泉資源的永續發展。