第二章文獻探討
地理資訊系統（Geographic Information System，GIS）的意義是整合點、線、面 的空間資料(Spatial Data)與敍述性資料(Descriptive Data)，以方便使用者可做地理資訊 的建檔，更新及搜尋[13]。
空間資料(Spatial data)主要有三種型態：點狀圖例(Point feature)、線狀圖例(Line feature)及面狀圖例(Area or polygon feature)。而屬性資料(Attribute data)描述了空間資 料的內涵。道路是我們常見的地理實體；在地理資訊系統的空間資料中，記錄這條道 路它的座標、位置及空間的形狀，而屬性資料便記錄它的路名、車道寬度、車道數等 資訊[19] 。
地理資訊系統應用電腦資訊設備，提供地理資料的蒐集、處理、查詢、分析及記 錄的數值化資訊系統，使用者可以利用電腦軟硬體設備將蒐集的地理資料轉換成一序
列的三次元數值化座標，以方便查詢、修正、分析、統計。地理資訊系統是一套整合 型系統，通常包含軟硬體設備，圖形與屬性資料的結合(graphics and attributes data link)、資料庫管理(data base management)、拓蹼資料結構(topological data structures)、
自動製圖技術(automated mapping technology)及空間分析(spatial analysis)等部份[4、
9]。
資料是地理資訊系統核心，其眾多分析處理功能不外乎就是對資料加以收集、處 理、分析、展示以輔助決策。一套完整的 GIS 運作系統，將龐大的空間資訊儲存，不 僅能呈現電子地圖，且具有詳細屬性資料以備查詢，並能讓人們在電腦螢幕上操作、
分析、疊合、重組、抽離各種空間資訊，容易的看到生活環境與周遭世界。而地理資 訊系統的資料型態，包括了與地理實體有關的空間資料以及描述這些地理實體的屬性 資料。GIS 是一門新技術，所牽涉的學術基礎涵蓋地圖學、電腦資訊科學、地理學、
測量學、遙感探測、數學、統計及商業資料處理 [13、19]。
圖 2-1 是地理資訊系統的架構圖，一般會有幾種方式將地圖資料輸入到系統中，
包括現有地圖檔案、現場調查或遙感探測，等到資料輸入到管理系統會進行資料操作 與分析，再將成果輸出或展示。
地圖 檔案
資料輸入與處理
成果輸出與展示 資料管理系統
（地理資料）
現場 調查
遙感 探測
資料操作與分析
圖 2-1 地理資訊系統架構圖
2-1-2 地理資訊系統的類型
1.主題式地理資訊系統（Thematic GIS）是具有專業特點及特定目標的地理資訊系統，
為特定的目的服務，例如成功大學 3D 校園導覽系統[17、33]。
2.區域資訊系統(Regional GIS))主要以區域綜合研究和全面資訊服務為目標，有幾種 不同的規模，如國家級、地區、省級、市級、縣級等各不同級別行政服務的區域資 訊系統。區域資訊系統如台中市空間地圖查詢系統等[3]。
3.GIS工具（GIS Tool）是一組具有圖形數位化能儲存管理、查詢檢索、分析運算與多
2.狀況(Condition)查詢：
什麼地方有滿足某些條件的東西？
指定查詢條件，可以獲得滿足指定條件的所有物件的列表，如在銀幕上以不同顏色 顯示滿足條件之空間物件如「台南市目前共有幾家統一超商？」
3.趨勢(Trend)探討：
該類問題需要綜合現有資料，以識別已經發生了或正在發生變化的地理現象。
例如透過 GIS，可以識別該.趨勢的特性；有多少農地轉作他用，現在作為何用？
4.模式分析(Pattern)：
該類問題是分析已經發生或正在發生事件有關的因素，找出事件間之相關性。
例如機動車輛常常於何處發生車禍？ 發生地點與時間有關嗎？是不是位在某種特 定的交叉口？或「垃圾掩埋場最適地點的選擇評估，或野生動物棲地活動範圍與道 路間的關係。」
5.預測性的虛擬模型(Modeling)：
特定問題之解決需要建立新的資料關係，以產生解決方案。
首先，建立模型，如選擇標準，檢定方法等。如興建統一發商之選址，交通限制，
附近居住的人口數，周圍潛在競爭的情況。
2-2 室內定位系統介紹
目前室內定位技術約可分為三角測量法(Triangulation)、背景分析(Scene
Analysis)、鄰近(Proximity)三種，每一種可細分成幾種較細的技術，以下是常見的室
度可達三十公分以內，但因超音波訊號無法穿透障礙物，故當室內環境較為複雜時，
則需設較多的參考點與超音波發射器才可進行定位服務，如此需要花費較多的建置時 間與成本。
二．紅外線(Infrared )
紅外線是屬於電磁波的一種，在光譜上，它的波長大於可見光，是一種具有強熱 作用的放射線，是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，又稱為紅外熱輻射（Infrared radiation）。使用紅外線來做定位時，一般有兩種定位方式，第一種是利用紅外線的
Wi-Fi 是Wireless Fidelity 的縮寫，是 IEEE 802.11b 的別稱，兩個設備之間的通 信可以自由直接(ad hoc)的方式進行，也可以在基站(Base Station，BS)或者訪問點
（Access Point, AP）的協調下進行[25]。Wi-Fi 網路傳輸速度快，但距離短，故目前 多半設在機場或咖啡店等室內環境中，提供使用者穩定平順的無線上網通訊，利用 Wi-Fi 可利用收訊時間(Time of Arrival, TOA)、收訊時間差(Time Difference of Arrival, TDOA)、收訊角度法(Angle of Arrival, AOA)、RSS 等[35]定位方法來提供定位服 務，但目前此類型無線網路的定位系統，大都還是利用「收訊強弱指數」 (Received
Signal Strength Indication, RSSI) 來做為比較的基準[1、50]。當無線電波訊號在空氣 中傳遞時，因為傳播介質的影響，隨著接收距離的近遠，產生了相對的強弱信號，因 此就可利用這個指數來估計訊號的範圍，但是並無法判斷訊號的方向源，故發展出許 多基於量測RSS 值來做定位之定位方法。
四.超寬頻
超寬頻（Ultra-WideBand， UWB）為美國軍方使用多年的作戰技術，由於超寬 頻訊號具較佳之穿透特性，故可深入地表或障礙物，以偵測是否有生命跡象等，亦可 起來類似全球定位系統（GPS），利用放置在附近的多個接收器，可使用TOA、TDOA、
AOA 等方式再配合三角測量來提供定位服務，同時由於超寬頻系統採用跳時或跳頻 之展頻方式，使其具有分享的功能，即多個傳送器與接收器可共同使用而彼此不互相 干擾，應用在室內定位時即可同時提供多個使用者所需的定位服務。
2-3 RFID 相關格式介紹
2-3-1 何謂 RFID？
RFID 的中文名稱為「無線辨識系統（Radio Frequency Identification）」，是一種 內建無線電技術的晶片，晶片中可儲放資料，如產品別、位置。其體積可做到極小，
可隨附於所要辨證的實體上，且可以無接觸的方式，快速、且大量的讀寫其內容資料。
RFID 系統包含標籤(Tag) 、讀取器(Reader) 也就是所謂的應答器(Transponder)、天 線及後端系統平台，Tag 主要負責儲存被識別物的相關資料，如規格、價格等等，標
一．讀取器(Reader)：
主要是由類比控制(Analog Control)、數位控制(Digital Control)、中央處理單元(單 晶片或單板電腦)以及讀取天線組所組成，讀取器可以利用相關搜尋技術或協定，達 到每秒辨識數百個不同的電子標籤的辨識能力。其操作原理描述如下：Reader 透過 其天線(Antenna)廣播出射頻（RF）無線電波，在電波的可偵測範圍內，如果有RFID 電 子標籤出現時，電子標籤便會將內部的資料透過其內建之射頻（RF）機制傳送給 Reader；Reader在接收到電子標籤（Tag）的資料之後，再以有線的方式（透過RS232、
RS485、RS422 等介面）或無線的方式（透過藍芽、GPS 等介面）將資料傳送給應 用程式來進行物件辨識工作或作為其他的應用處理。
二．電子標籤(Tag)：
標籤內含微細的晶片(如 Philips 的 I-CODE)及天線(Antenna)，分為被動式和主動 式兩種，標籤如果透過電池(Battery)作動，一般稱之為 Active(主動式)Tag，主動式 Tag 可儲存較大的記憶體及較遠的讀取距離，但唯一的缺點為價格較昂貴而且每隔 7~10 年需更換電池；被動式 Tag 是接收讀取器所傳送的能量，轉換成電子標籤內部電路操 作電能，不需外加電池如果靠內感電耦動作，被動式 Tag 的記憶體較小，但好處是價 格便宜、壽命長以及數位資料可攜性等優點 [27] 。
在2004 年6 月EPCglobal正式公佈了全球第一的RFID 標準，製訂五種不同等級
（Class）的Tag [11]為：
1、Class0：僅提供唯讀(Read Only)功能，在出廠時便將一組EPC（Electronic Product Code）碼寫入標籤中，屬於簡單被動式電子標籤。
2、Class1：具備可寫入一次(Write Once)的功能，標籤在出廠時並未寫入任何資料，
購買的廠商可利用RFID Reader 將物品的資料寫入標籤中，屬於簡單被動 式電子標籤。例如Wal-Mart 要求供應商使用在貨物上的即是此類RFID 標籤。
3、Class2：具備可重覆讀寫(Read/Write)功能，可將物品的生產與流通的資料逐一寫
三．中介軟體(Middleware)：
中介軟體主要是透過有線或無線的方式經由讀取器擷取或接收電子標籤之內部
RFID Middleware 是一種以訊息為導向的中介軟體（Message-OrientedMiddleware；
MOM），負責處理應用系統與各種RFID Reader 之間介接的問題，而資料的透通性 則是一個關鍵點，它關係著是否可以正確的讀取RFID電子標籤的資料、確保讀取資 料內容的可靠度，並能有效地將資料傳送到給應用系統[34]。
RFID 中介軟體（RFID Middleware）依據Forrester Research 對它的定義是扮演 RFID 電子標籤與應用系統之間的中介角色，並且應該具備下列四功能[31]：
1、協調讀卡機（Reader Coordination）：使用者能夠透過RFID 中介軟體介面直接對 Reader 進行的裝配、監控、部署與發送命令的工作。
2、資料過濾與聚集（Data filtering and aggregation）：當Reader 由多個RFID電子標
籤中讀取過多或錯誤的資料進來時，中介軟體須利用演算法來修正、處理之後，
將正確的資料傳送給應用系統。
3、資料路線整合與發送（Data routing and integration）：機構內可能擁有SCM、ERP、
CRM 等系統同時運作中，中介軟體須能夠發揮提供資料路線發送與整合的能 力，並使得原有系統更有效率的運作。
4、程序管理（Process Management）：中介軟體須提供對應用系統的監視與23管控的 能力，並且適時的回報訊息給工作人員做適當的處理。
圖2-5 中介程式運作架構（資料來源：Forrester Research，2005 年）
2-3-3 RFID 使用頻率
為避免各國無線電頻率使用標準不一，造成使用上的混亂與困擾，國際上大多遵 守國際電信聯合會（ITU）的規範[13]。目前 RFID 使用的頻率有 6 種，分別為 135KHz 以下、13.56MHz、433.92MHz、860M~930MHz（即 UHF）、2.45GHz 以及 5.8GHz，
其各有特色和缺陷。 表 2-1 是 RFID 在各頻譜上的比較表。
135KHz 以下傳輸距離短約 10 公分左右，通訊速度慢。此頻段在絕大多數的國
135KHz 以下傳輸距離短約 10 公分左右，通訊速度慢。此頻段在絕大多數的國