整合決策機制之決策輔助系統

本研究所提除 UC-win/Road（包括海嘯、土石流、形狀・點雲插件等）外，

VDWC 使用的軟體，尚包含 Allplan(Architecture/Engineering)建築土木綜合 BIM 解決方案、Engineer's Studio® 三維平板動力非線形解析、3DCADStudio® 、UC-1 系列（橋墩設計、基台設計、3D 配筋 CAD）、土木設計 CAD、UC-1 for SaaS（雲 端版 UC-1、RC 斷面、FRAME 其他）、DesignBuilder 建築物能源計算、xpswmm 浸水氾濫解析、EXODUS／SMARTFIRE 解析支援服務、避難解析支援服務、風、

整合型軟體 分析軟體 3D等建模軟體

種類 UC-win/Road CUBE、VISSIM CityEngine、Sketchup 優點 提供土木及建築設計的 Google Earth上的建模也十 分方便，並比其他三維CAD

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熱流體解析支援服務、停車場解決方案、VR 都市設計系統、超級電腦雲端® 等 產品及各種解決方案服務(解析、渲染等)外，其中 GIS、BIM 及 VR 亦可扮演重 要的角色。

經搜尋台灣博碩士論文知識加值系統有關決策輔助系統之論文，其中 GIS、

GPS 及 BIM 與本研究較相關，第一篇黃加丞(2014)「新北市政府消防局火場決策 輔助系統之研究」文章是針對本市救災、救護指揮派遣架構與各項可應用於搶救 判斷之資訊，配合運用 GIS 及 GPS 等技術，有效整合各項派遣能量，再搭配 ios 作業系統之平板電腦做為終端設備，架構出首長火場決策輔助系統。第二篇黃勢 芳(2011)「軌道線形設計決策輔助系統」文章是利用試算表及電腦輔助繪圖方式，

結合建築資訊建模(Building Information Modeling)設計軌道線形(包含平面線形及 縱斷面線形)，該研究蒐集台灣傳統鐵路之線形設計規範，整合成設計準則及設 計檢查內容，以期達到自動規範檢查及系統輔助決策之目的。本文利用建築資訊 模型的 3D、及時及動態建模特性，建立符合台灣傳統鐵路規範之軌道線形設計 決策輔助系統，比對傳統定線方式與決策輔助系統之差異，並藉由台灣鐵路局七 堵調車場東及西正線之路線資料，驗證定線之精確度，更進一步確認建築資訊模 型應用於鐵路定線，除了簡化傳統定線之複雜度外，增加了電腦輔助設計及輔助 決策之能力。

另查國內「台灣碩博士論文知識加值系統」之都市資訊關鍵字並進階搜尋模 擬論文，其工具包括應用自願性地理資訊與 Arena 模擬系統、CFD 模擬、

DYNASMART-P 車流模擬、單維細胞自動體模型(Cellular Automata）等，其內容 偏向交通停車、大眾運輸、景觀、防救災動線、社區營造等多種面向，但是，主 要還是集中在地理資訊系統佔多數、其次是建築資訊管理(BIM)，探討主題在都 市不動產、空間規劃、地理資訊系統、建築、公共政策及環境污染等方面，除了 空間位置外，特別注重在 3D 的應用及模擬，從 3D 關鍵詞之論文發現，與都市 有關者，其內容為建築、淹水、隧道工程、都市規劃、交通等；國外也偏重在 BIM 與 GIS 的整合研究、新的 3D 視覺軟體上(如 Xu X., Ding L., Luo H., and Ma L., 2014; Yoav I H Parish and Pascal Müller, 2001 的 CityEngine system)。

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3D 都市模型來自數位地球的概念，可結合數據的模型，用來表示都市的表 面及其相關的空間，其主要可分為設計模型和現實世界模型。設計模型是由工程 師製造的模型，它們主要在滿足建築、工程和建造(AEC)的需求，並可藉幾何模 型看到立體的細節；至於現實世界模型，是以地理空間資訊系統的形式表示現 況，主要的軟體如地理資訊系統(GIS)(de Laat and van Berlo, 2011)。近年來，3D 都市模型的發展如此之快，以至於 3D 都市模型必須滿足不同的客戶要求，3D 模 型的應用特質是它們的有效可視化性，以及模型高質量的說明、歸屬特徵，和該 資訊可以向使用者描述或圖像顯示的關聯效果，然而，目前在實務中大多數可用 的 3D 模型，在語義上的表示仍是相對不足的(Stadler and Kolbe, 2007)。

由於 3D 都市建模領域的大部分工作(包括 Web 服務)，都側重於表示圖形或 圖形幾何模型；然而，語義和拓撲方面(semantic and topological aspects)往往被忽 視(Brenner and Haala et al., 2001）。但是，現在面對著前所未有的都市化建設規 模，土地資源日益稀缺；都市不斷從高度和深度發展成為綜合性的三維空間，除 建築施工外，每天還會有大量的都市基礎設施、綜合交通樞紐和地下交通樞紐等 項目出現，這些基礎設施分散在不同的部門和區域，導致許多問題，如日照計算、

景觀不可分割性、地下管線管理，及地下空間管理等等，目前卻只能依靠二維平 面數據才能解決，因此，開發 3D 都市模型勢在必行(Xu X., Ding L., Luo H., and Ma L., 2014)。

地理資訊系統的問世，對於都市及區域學者而言，則帶來了「輔助都市管理」

和「輔助規劃」二個不同層次的研究課題。「輔助都市管理」之研究課題，多著 重在基本地形圖、都市計畫圖、地籍圖、道路系統圖之測量、數化、套疊，以及 土地使用分區證明的核發、都市計畫書圖查詢、審議等資訊系統之建立(本研究 前面所提到的高雄市地理資訊系統的主要實務即屬於此類)。「輔助規劃」則是結 合傳統數理模式、空間統計和分析、複雜系統等理論，用以分析、預測或模擬都 市發展趨勢、環境敏感影響評估、土地利用及交通運輸互動關係等之研究(林峰 田，2001)。

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GIS 方面的研究，在國際期刊上受到相當程度的重視，發表國內期刊者，經 查「台灣博碩士論文知識加值系統」網站，國內主題有都市發展(黃書禮等，2000；

鄒克萬，1993；鄒克萬等，2000；林峰田，1997；陳子淳等，1993)及交通運輸(馮 正民、吳玉珍，1993)；2001 年以後更為多元，包括環境管理如：GIS 結合羅吉 斯迴歸應用於山崩潛勢區脆弱度評估模式之建置(廖婉妏，2017)、安全效率如：

結合 Web GIS 之事故支援最佳路徑系統以警力派遣為例(簡瑋辰，2017)等。

地理資訊系統（Geographic Information System，GIS）是由地理學、資訊、

系統三大部分組合而成，廣義而言，對地理空間資料加以分析、應用、處理的各 種系統，皆可稱為地理資訊系統。80 至 90 年代配合電腦硬體的成功發展，使得 地理資訊系統被廣泛應用於許多不同的領域，根據估計，在日常生活的資料裡，

有 85%的內容與各類型地理資訊相關(李逢春與徐世豪，2005)；此從高雄市航照 基本圖製圖的發展現況與未來展望(林明璋，2005)，亦可發現推動地理資訊系統 之重要性。

高雄市政府都市發展局採取 Mapinfo 軟體從事空間規劃的時間應有約 20 年 以上(從工務局都市計畫處時期即開始使用)，甚至比大部份廠商或業者更早一步 使用此種空間規劃技術，因此，在該局的帶動下，市府相關單位亦加速了相關資 訊整合作業；民間業者也適時參與市政規劃，加速了高雄行政資料資訊化及提昇 工作效能，但是，有關 3D 的展演效果卻仍有待補強。因為，從 GIS 操作過程發 現，GIS 能再整合具有 3D 及動態的效果，可再更快速及普及化一般的使用者，

並讓使用者從遊戲中學習及變得更專業，因此，與 BIM 加入整合更加重要。

BIM(建築資訊建模；Building Information Modeling)的使用者主要為 AEC (Architecture, Engineering and Construction，簡稱 AEC)產業，相關機構希望藉由 BIM 的標準格式、應用方式及作業流程，整合都市複雜的工項及時程管控。至於 在 BIM 方面的研究上，經查「台灣博碩士論文知識加值系統」網站，國內主題 仍偏向建築、施工為主及相關的軟體整合，如 BIM 整合操作運用之設計流程研 究(吳典育，2017)、Cloud BIM: 應用雲端運算與 WebGL 技術之網路式 BIM 系統 (林宗禧，2011)、結合 BIM 與物聯網感測技術以評估及視覺化室內空間舒適度之

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COZyBIM 誘導式節能系統(劉其昌，2016)、建構以 BIM 模型為基礎之景觀工程 維護模式之研究(郭惠儀，2017)等。

BIM 模型和 GIS 模型是完全不同的兩個世界，也都有其特殊的優勢（Irizarry and Karan, 2013），但是，大多數現有的 3D 都市模型都關注都市的幾何資訊；這 些模型可以應用在許多領域，但由於缺乏語義資訊，它們不能用於可視化和模 擬，及規劃所需要更詳細和語義豐富的模型(Wang and Love, 2013）。

幾何模型使用空間對象(如點、線和曲面)可用來定義幾何對象和元素類型，

及表示它們的屬性；而語義模型則使用定義虛擬 3D 都市模型中的空間對象定義 其實體及非空間特徵和實體之間的關係(Stadler and Kolbe, 2007）。 BIM 和 GIS 的結合被視為構建 3D 都市的重要方式，並已經開發了許多幾何模型，而語義模 型的數量相對較少，IFC(工業基礎課程)和 cityGML(都市地理標記語言)是兩個最 突出的語義模型（Isikdag and Zlatanova, 2009）。

GIS 主要用於模擬都市和區域地區已經存在的空間物體，大多數 City GML 數據來自激光掃描數據、航空圖像和地籍數據，而 IFC 數據由工程師建造 BIM 模型，但是，收集 CityGML 數據要比收集 IFC 數據容易得多（Kolbe and Gröger, 2005），因為，他們的主要目的是確定都市和區域規模和地理空間，而不會關注 太多細節，它會使用掃描和邊界表示(BRep)的方法，來呈現建築物件和空間物 體，BIM 則比較擅長建構細節。為創造 BIM 和 GIS 強大的整合作用，本研究也 將應用 CIM 概念，使用具有整合 BIM 和 GIS 的優勢的 UC-win/Road 軟體作為 情境模擬。

除了都市土地使用型態的模擬之外，在建築上，視覺模擬以及虛擬實境的應 用也受到重視。經查「台灣博碩士論文知識加值系統」計有 188 篇，研究主題多 在建築造形(邱茂林與藍儒鴻，1997)、工程營建(邱茂林，2003)、設施管理(邱茂 林與游晉程，1999)和法規視覺化(施弘晉與林峰田，1994)、避難行為(陳鴻勝與 林峰田，1998)等方面。2001 年以後導入與民眾生活較有關之研究，包括影視製 作如：VR 劇情短片試作《轉眼》 創作論述與製作說明(陳膺安，2018)、遊戲平 台如：兒童 VR ROBOT 遊戲暨平台營運商業模式規劃結合(郭信言，2017)等。

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傳統的數理模型原本希望能預測未來的發展趨勢；不過，後來從經驗之中發 現，預測所涉及的因素甚多，所需要的資料量十分龐大，再加上非線性系統的複 雜特性，使得對於未來都市及區域發展的預測，變成幾乎不可能，而只能改以情 境模擬的方式來探討未來可能發展的趨勢(林峰田，2001)，這也是目前本研究採 取的做法之一。

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第三章 都市資訊模型研究及應用方法

3.1 都市規劃與資訊需求分析

3.1 都市規劃與資訊需求分析