新科技的應用案例

一、 系統基本理論

隨著電腦軟體的開發及硬體強化，資料庫不斷的擴展下，GIS 的應用已經不再 局限在天然資源，而整體的架構與概念也擴展到“空間分析”。透過輸入、儲存、查 詢、分析來連接顯示地理資訊來協助決策。地理資訊系統技術能夠應用於科學調 查、資源管理、財產管理、發展規劃、繪圖和路線規劃。例如，一個 GIS 系統能 使應急計畫者在自然災害的情況下較易地計算出應急反應時間，或利用 GIS 系統 來發現那些需要保護不受污染之地的濕地。(2013, Wikipedia: GIS)

二、 系統根源

近 代 GIS 的 發 展 有 兩 個 根 源 ， 一 個 是 地 形 學 （ topography ） 與 地 圖 學

（cartography）的結合；而另一則是以地理學（geography）與醫學中的流行病學

（epidemiology）的應用。

(1) 根源(一)：地形學(topography)＋ 地圖學(cartography)

Dr. Roger Tomlinson“GIS 之父”在 1960 年， 利用電腦開發了 CGIS (Canada Geographic Information System)系統 ，主要目的是用來記錄加拿大的地形、土壤、

農業、林木等曠闊的天然資源。在後續的 30 年中，各國所建立的地理資訊系統 (GIS)，便是以此為主要目的。

(2) 根源(二)：地理學（geography）＋ 流行病學（epidemiology）

這部分受限於電腦軟硬體的發展，GIS 這部分在近 15 年來才陸續有所實際的 成效。但此理念的根源在 1854 年倫敦便已經建立。當時霍亂在倫敦市爆發快速蔓 延，John Snow, 利用地理學的技巧，將病發點以圖示的方法記錄，更重要的是，

他將資料且加以分析，回追病源起點（一個在 Borad Street 的水泵）；將水泵隔離 移除後，終止了傳染病。

三、 新科技的應用案例

已經有實際的成效與應用：

(1) 案例(一)：「東日本大震災」

2011 年 3 月 11 日，日本經歷了地震、海嘯、核能災害的三重災變；首先在日 本東北地方外海三陸沖發生了規模 9.0 級矩震級地震，結構性的破壞了許多基礎建 設；接著地震（中央位於宮城縣首府仙台市以東的太平洋海域）引發 40.5 米高的 海嘯，將沿海一帶城鎮夷為平地；而後續的海水倒灌，使東電福島的核子反應爐 無法冷卻，造成前所未見的核洩漏事故。大規模的地方機能癱瘓和經濟活動停止，

東北地方部份城市更遭受毀滅性破壞，根據統計，超過一萬五千八百人死亡，三 千四百人下落不明。 (2013, Baidu: 東日本大地震）。

這是大家耳熟能詳的故事，但是另外一個關於 GIS 救災的部分卻是許多人所 不知的：災難發生後，全球總部位於美國加州的 Esri 公司立即組成應變小組（成 員包括軟體工程師及技術支援人員），並開始收集地圖及資料，將訊息彙整合在此 救災專用的 GIS 系統工具中，來協助日本政府和救難團體組織清理復原的工程。

圖 (3-01) Esri 東日本大震災 GIS 分析圖 資料來源: Fortmeyer, 2012

Esri 利用美國政府的災難急救管理局(FEMA)於 2005 年颶風 Katrina 災難中所 歸集的資料進行連接分析。將建築材質，如木造、混凝土、鋼構及建築形體如獨 棟、集合住宅、或高樓等等做連接，推演出災害所產生的垃圾類型和數量；同時

與日本合作，利用衛星影像來對照災害前後的差異比對，快速的計算出在不同災 區堆積垃圾的數量和類別。然後交叉對比各種廢料處理場的能力，加上災難後的 交通、路況、廢物本身是否受到核污染等因數，將垃圾做最有效的分類、處置或 隔離。此外，應變小組又利用其他地理資訊地圖（地形、地質、坡度、區域連線 性、植栽等），分析出合適搭建臨時避難屋的最佳區塊。（2011, Fortmeyer）

(2) 案例(二)：大陸成都生態衛星城市開發

成都市是四川的省會，在大西進的政策推廣下，近年來開發的速度更是驚人。

四川省人多、地廣、天然資源豐富，在快速經濟發展的腳步下，如何平衡人居住 的需求和減少對於環境衝擊並維護自然生態的完整性，成為城鄉發展的一個重要 課題。

北京萬通立體之城投資有限公司所投資的成都天府新區立體城市，是一個建 築面積約 130 萬平方米，占地面積約為 3 平方公里範圍，可容納 100,000 人的生態 城市計畫－由 40 年經驗的美國芝加哥都市計畫和建築公司 Adrian Smith + Gordon Gill Architecture 利用 GIS 負責規劃。

立體城中各處之間都在 15 分鐘步行距離之內，消除了開車的必要，立體城中 的區域交通樞紐與成都和周圍地區都有城市軌道交通連接；立體城的設計在可以 持續發展(Sustainable Design)方面具有眾多的出色指標，相較於同等人口的一般城 市規劃設計，立體城預期的能源消耗量將減少 48%,都市用水量將減少 58%,城市垃 圾埋填量將減少 89%，二氧化碳排放量將減少 60%。 (2012, Adrian Smith + Gordon Gill Architecture Press Release)

圖 (3-02) ASGG 成都立體城 GIS 分析圖 資料來源: Fortmeyer, 2012

根據本專案的建築師 Dennis Rehill,他們利用 GIS 模型的地表分析，研究模擬

出順延山嶺的道路佈置，同時利用低窪處建制公用設施，與地形做成最自然的結 合。本專案的都市設計師 Peter Kindel,也提到 GIS 協助他們瞭解、加強排水管道設 計的力度。他又另外提到，尤其是在中國，越來越多的城市利用 GIS 來作為都市 設計的平臺，我們因此可以容易的建構一系列的分析圖來瞭解排水、植栽、道路、

現有建物、地形、樹木等等。（2011, Fortmeyer）