系統架構

以瀏覽器為主體，利用 AJAX(Asynchronous JavaScript and XML)為基底，結合 PHP 以及 HTML5，讓使用者可以透過 UI(User Interface)直接取得已存入資料庫的 數值進行 HTML5 canvas 繪製，也可以透過 UI 將手邊資料依照方便程度進行匯入 資料庫，而使用者也可以利用 UI 將行政區劃進行合併，藉以符合資料之所需。

Fig. 4-1 主題圖系統架構圖

三、檢查重複圖資，例如 1904 臺灣堡圖的圖資當中，在堡里階層裡，位於鳳山廳 的長治二圖里即含有兩筆資訊，其中一筆為不知何處而來的錯誤資訊。

四、將行政區劃增加其上兩層(若有，若無則增加一層)的行政區名稱，例如：將 1904 臺灣堡圖中的臺北廳、深坑廳…等新增上一層行政區名「北區」，而較小之行 政區劃，例如位於大竹里的鳳山街，透過比對後可以得知大竹里位於鳳山廳 內，則鳳山街的上兩層行政區名稱分別為鳳山廳以及大竹里。

五、透過轉換程式將圖資轉換為 GeoJson，在轉換的圖中加入了 Douglas-Peucker 演算法來化簡 polygon 上點的數量。

至此，透過 HTML canvas 以及 JavaScript 即可使用該筆行政區劃之圖資。

Fig. 4-2 GeoJSON 格式

4.2.2 Douglas-Peucker 演算法

有許多方式可以用來化簡 polygon 上點的數量，例如：Douglas-Peucker 演算法、

Bandwidth 演算法及 Angle 演算法。本系統採用的是 Douglas-Peucker 演算法，其 步驟為：

Fig. 4-3 Douglas-Peucker 演算法

之後就可以取得剩下的點，這些剩下的點也將構成化簡後的 polygon。下面 function 為 Pseudocode：

function DouglasPeucker(PointList[], epsilon) //Find the point with the maximum distance dmax = 0

index = 0

for i = 2 to (length(PointList) - 1)

d = PerpendicularDistance(PointList[i], Line(PointList[1], PointList[end])) if d > dmax

index = i

recResults2[] = DouglasPeucker(PointList[index...end], epsilon) // Build the result list

ResultList[] = {recResults1[1...end-1] recResults2[1...end]}

else

ResultList[] = {PointList[1], PointList[end]}

end

//Return the result return ResultList[]

end

Fig. 4-4 化簡後的臺灣行政區劃-全部鄉鎮

Fig. 4-5 化簡後的臺灣行政區劃-台中地區部分鄉鎮

4.2.3 化簡結果

透過 Douglas-Peucker 演算法，並依照不同面積大小之底圖設定不同的門檻值 後進行化簡後，結果如下：

Table 2 底圖化簡結果

原始(point) 剩餘(point) 大小(KB)

1904 臺灣堡圖-廳 69,493 6,920 186

1904 臺灣堡圖-堡里 141,155 16,053 454 1904 臺灣堡圖-街庄 429,209 38,625 1,397 1982-2010 臺灣行政區劃-縣市 215,310 11,176 301

4.3 圖例

在主題圖中，尤其是面量圖類型的示意圖，圖例選取的好壞往往也影響著資 料內容是否可以足夠的凸顯出其特徵。本系統傾向由使用者對其資料進行客製化 的設計，故系統除了提供了預設的級距、顏色、分布方式外，也讓使用者可以針 對其特定資料進行修正，例如級距預設為 4 級，但使用者可自行選取由 4 到 8 不 等的級距，而顏色則在資料為正時預設為紅色，資料為負時預設為藍色，同樣的 使用者亦可對顏色進行變更。

Fig. 4-6 圖例

4.4 資料匯入方式

本系統目前提供兩種匯入方式：透過瀏覽器 UI 以及 Excel 檔案上傳。當使用 者手邊只有單筆資料時，直接透過 UI 來輸入資料即可完成上傳，上傳後的資料也 可即時的在系統中被使用。

Fig. 4-7 UI 匯入單筆資料

系統亦藉由 Excel 提供了同時上傳大批資料的功能，對於每一張底圖，無論是 系統內建或是使用者建立的，都會有一個獨有的 Excel 檔案，使用者只須下載該 Excel 檔案，將資料對應地區名稱輸入，再上傳 Excel 檔後，系統會透過 PHP 轉換 程式將 Excel 之資料轉成 SQL 新增到系統中，而新增的資料也可馬上被使用。

4.5 底圖行政區劃合併

在 GIS 中，正確的圖資是需要經過研究人員透過測量、研究…等相當費時的 功夫所建立的，而使用者如果需要一張可以符合手邊資料的底圖，往往要等個好 一陣子，根據臺灣總督府統計書中的記錄，如下圖：

Fig. 4-9 臺灣總督府統計書-行政區劃之沿革 可以發現廳界以及裁廳後的州界做了部分重劃：

從 20 廳時期到 12 廳時期(西元 1909 年 10 月 25 日起為 12 廳時期)：

 臺北廳、基隆廳以及部分深坑廳合併為臺北廳

 宜蘭廳和部分深坑廳合併為宜蘭廳

 桃仔園廳改名桃園廳

 新竹廳和部分苗栗廳合併為新竹廳

 臺中廳、彰化廳以及部分苗栗廳合併為臺中廳

 南投廳和部分斗六廳合併為南投廳

 嘉義廳、部分鹽水港廳以及部分斗六廳合併為嘉義廳

 臺南廳、鳳山廳、以及部分鹽水港廳合併為臺南廳

 蕃薯寮廳、阿猴廳、恆春廳合併為阿猴廳

 臺東廳切分為臺東廳以及花蓮港廳 從 12 廳時期到五州時期：

 臺北廳、宜蘭廳、部分桃園廳合併為臺北州

 新竹廳、部分桃園廳合併為新竹州

 台中廳、南投廳合併為台中州

 嘉義廳以及部分臺南廳合併為臺南州

 阿猴廳、澎湖廳以及部分臺南廳合併為高雄州

而透過臺灣總督府統計書以及該時期各廳、州個別製作的統計書，例如新竹 廳統計書、臺中州統計書…等，則可研究出所謂的部分區域為何，如下圖：

但更下層到堡里的區劃變更，就需要更專業的研究人員來進行研究和發現了，

中研院的葉高華博士長年對該方面進行研究，亦找出了自西元 1921 年至西元 1944 年逐年的行政區劃調整，例如：西元 1924 年，高雄街升格為高雄市，高雄郡裁撤，

同時，原高雄郡楠梓庄、燕巢庄、左營庄編入岡山郡，原高雄郡仁武庄編入鳳山 郡。

本系統為了消弭曠日廢時的等待，以及精確地底圖不易取得，採取了一個折 衷的辦法，即在使用者可以接受的誤差範圍中，將底圖的行政區劃進行合併。例 如：臺灣行政區劃自 2010 年 12 月 25 日起，新北市（原臺北縣）、臺中市（原臺 中縣市合併）、臺南市（原臺南縣市合併）、高雄市（原高雄縣市合併）等四直轄 市成立，與原臺北市合稱五都，此時使用者就可以透過地圖行政區劃合併的功能，

將臺中縣市、臺南縣市、高雄縣市進行合併，如 Fig. 4-11。如此一來，即使是原本 系統沒有提供的底圖，使用者也可以利用此一功能將之創造。同樣的，當使用者 組合出了新的底圖後，即可利用系統 UI 或 Excel 檔進行上傳資料，如 Fig. 4-12

Fig. 4-11 行政區劃合併-台中縣市

Fig. 4-12 組合底圖之 Excel 檔

4.6 底圖限制與合併範例 4.6.1 限制

雖然使用者可以利用行政區劃進行組合，進而取得自己想要的新行政區劃，

但如果直接取用新行政區劃來進行統計或是數字計算時，將是十分危險的事情，

舉例而言，台中縣市於 2010 年 12 月 25 日起合併為台中市，若我們直接將 2010 年以前台中市的統計資料和 2010 年後的台中市統計資料進行結合，可能看到人口 光是數量就已經倍增，此時的解讀結果就相當有問題。

圖 4-13 列出本系統之底圖使用年代。

 1864 年，中國與俄國簽定《中俄勘分西北界約記》，將新疆極西帕米爾高

Fig. 4-15 地圖處理-填入分區名稱

Fig. 4-16 地圖處理-勾選加入

之後即可在資料輸入處使用新底圖，依照相同步驟，本系統也將台灣地區於 2010 年 12 月 25 日後新的行政區劃進行合併，合併的對象為原本臺北縣更名為新 北市、臺中縣、臺中市合併為臺中市、臺南縣、臺南市合併為臺南市，高雄縣、

高雄市合併為高雄市，研究者亦可利用新的底圖輸入資料以及繪製主題圖。

有時行政區劃合併不單純是兩個或多個舊行政區劃進行合併，還包括了行政 區界的擴張或裁切，使用者在進行合併時，特別需要小心注意，若僅為示意圖或 欲觀察之趨勢走向，則研究者可以在本身可接受的誤差下進行底圖的處理。

Chapter 5 系統實例分析與討論

系統操作大致可以分為三大類，分別為：地圖組合模式、資料建立模式以及 選取繪圖模式，使用者可以依照不同需求分別利用。

使用的流程圖如下：

Fig. 5-1 系統使用流程圖

5.1 使用模式介紹 5.1.1 地圖組合模式

地圖組合模式利用 CRI ATT&Location tags 的例子進行介紹，由於 CRI 的時間 約為西元 1867 至西元 1941，使用上可以利用 1820 年的中國行政區劃，而其中部 分地區由於年代差異，故須使用地圖組合模式。例如滿州國這個地區根據研究，

滿州國「領土包括現今中國遼寧、吉林和黑龍江三省全境，以及內蒙古東部、河 北省承德市（原熱河省）。」而盛京(現遼寧省)則歸入滿州國以及直隸更名河北。

圖 5-2 為透過組合模式組合出的滿州國。

Fig. 5-2 組合模式-CRI 滿州國

5.1.2 資料建立模式

在資料建立模式中，使用者在選定底圖後，就可以對該底圖之行政區劃進行 建立資料的動作，以 CRI 的例子來說，我們選定的底圖應為使用者建立中的 CRI_0710 下以省為行政區劃的底圖，圖 5-3。

Fig. 5-3 選取底圖

選取底圖之後，若使用者僅有單筆資料，則可利用下列兩種方式進行資料新 增：

 UI 直接建立資料，適用於單筆或較少資料，見圖 5-4，

 使用系統提供的 Excel 檔案來進行資料建立，適用於多筆資料新增，每一 種不同行政區劃都會對應到不同的 Excel 檔案，見圖 5-5。

Fig. 5-5 多筆資料建立(透過系統建立的 Excel 檔)

5.1.3 選取繪圖模式

透過簡單的搜尋選取系統，使用者可以自系統中找出想要觀看的統計資料，

步驟如下：

 輸入關鍵字搜尋，會對資料分類以及建立者描述進行搜尋，如圖 5-6。

 選取欲觀看之統計資料，如圖 5-7。

 點選畫圖，就可以讓系統即時繪圖，如圖 5-8。

 同時使用者也可以利用圖例來區分統計資料，如圖 5-9。

 若使用者觀察的統計資料具有相當完整的分類時，系統也可以讓使用者 觀看其分類脈絡，如圖 5-10。

Fig. 5-7 選取繪圖模式-選取結果

Fig. 5-9 選取繪圖模式-圖例

Fig. 5-10 選取繪圖模式-資訊

5.2 1904 年農業自作者人口專業男女

本例取自日治統計資料庫中的臺灣總督府統計書，如圖 5-11，自作者跟小作 者分別代表自耕農和佃農，而專業和兼業則分別代表主要職業為農和主要職業非 農者。

Fig. 5-11 臺灣總督府統計書-1904 農業者 該年的農業人口專業的統計數量如下表：

Table 3 1904 農業人口專業統計

新竹 8558 5994 14552 0.176196

Fig. 5-12 1904 農業自作者人口專業男女比例

透過簡單的觀察，可以發現在澎湖以及番薯寮地區，專業的女性務農者數量 較男性為多，正符合俗諺所說的「澎湖女人臺灣牛」，原因在於男性要捕魚，而在

透過簡單的觀察，可以發現在澎湖以及番薯寮地區，專業的女性務農者數量 較男性為多，正符合俗諺所說的「澎湖女人臺灣牛」，原因在於男性要捕魚，而在