第二章背景分析
為因應全球都市人口快速增長，智慧城市是全球發展趨勢之一(Smart City Expo, 2014)。就複雜的城市運作而言，完整且優質的資訊，配合高效 率視覺化環境，將對決策者提供最佳支援。由於都市的使用者對基礎設備 及其提供的服務需求日趨急迫，國際間許多政府、組織、和企業均投入資 源於智慧城市的發展，隨著新一代資通技術(Information and Communication Technologies, ICT)的發展與啟用，智慧城市亦將會是國家發展政策的主軸之 一。
三維空間資訊是建置智慧城市不可或缺的重要基礎元素，為了提升都 市規劃、設計、建設、及經營管理之效能，有必要於電腦系統中建置城市 的基礎空間資訊。據此，一個重要決策之前，可進行模擬並檢視其成效，
再進行決策。為提升智慧城市的應用領域，建置高細緻度的空間資訊模型 是一項必要的工作。
近年來，三維測量(3D surveying)及三維服務(3D services)的需求日益成 長(POB, 2015)，其中三維地形測繪(3D topographic mapping)的需求成長達 69%，預估在 2020 年 3D mapping 及 3D modeling 的市場可達 169.9 億美元 (Marketsandmarkets, 2015)。就資料面而言，數值地形圖是國家空間資訊的 基礎建設，亦是建置三維空間資訊的主要材料。因此，投入三維地形測繪
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為國家重要且必要的發展工作。
現有的大比例尺地形圖圖資產製程序中，多使用航空測量技術進行三 度空間量測，以描繪地形圖目標物之三度空間關係。因產製程序之三維資 料不易直接進行三度空間之加值處理，且受限於傳統二維紙圖/螢幕輸出之 限制，地形圖以二維地形圖方式輸出為主。隨著科技的進步及應用需求，
有必要將地形圖之目標物立體化(Prechtel, 2015; Stoter and Salzmann, 2003)，
反應目標物真實的樣貌，因此必須發展三維地形基礎圖資之建置技術。
國際上三維測繪與應用服務目前方興未艾，與此領域相關的國際組織，
例如 FIG (Federation Internationale des Geometres)及 OGC (Open Geospatial Consortium)等，也積極的推動此一方面的發展與應用，並提出許多規範、
標準與其他相關文件。內政部自民國 95 年開始推動三維城市模型發展，陸 續有計畫地逐步研擬數位城市的建置機制與規範、成本分析與實務應用。
先期研究計畫「三維數位城市模型先期建置工作」(內政部，2007)對三維房 屋多重細緻度模型之建置及紋理貼圖進行技術研發，建立數位城市符合 OGC CityGML LOD1 及 LOD2 房屋模型的重建、紋理貼圖及動態瀏覽之技 術，並研訂作業規範及標準格式(草案)。民國 100 年執行「多尺度三維數位 城市技術規劃工作案」(內政部，2011)，針對不同建物型態區域，規劃多尺 度三維房屋及道路模型之建置技術，整合各式空間資料，包括大比例尺數 值地形圖、空載及近景數位影像、空載及地面光達點雲、數值地形模型、
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高解析衛星影像等。另探討各尺度模型建置及技術之工時及成本，並進行 模型精度驗證分析。民國 101、102 年執行「三維城市模型技術發展與更新 機制工作案」(內政部，2012；內政部，2013)，探討三維房屋模型更新效益 及分析，加速城市模型與實際現況的同步一致性，降低資料維護成本與管 理效益。另提升現有技術的自動化程度與人機介面系統，並建置標準作業 程序與作業手冊。民國 103、104 年執行「三維城市模型與建築等級模型之 整合機制工作案」(內政部，2014；內政部，2015)，探討建物資訊模型(Building Information Modeling, BIM) 轉 換 至 OGC (Open Geospatial Consortium) CityGML LOD1 至 4 的轉換機制，並建立標準作業流程與室內空間資料標 準(IndoorGML)轉換技術。對於沒有 BIM 的室內場景，進行近景攝影測量(多 重環景攝影)建置室內模型之先期研究。為了推廣三維城市模型建置技術的 普及性與自動化程度，開發使用者圖形化網頁介面，並藉由上傳指定通用 格式的地形圖透過網路建置 OGC CityGML LOD1 三維房屋模型。針對室內 定位技術與室內外模型整合應用，調查與探討現有室內定位技術的原理並 比較硬體設備。選擇適用於公共區域的行動裝置與定位技術為研發重點，
並整合試辦區室內外模型，開發行動裝置的擴增實境導覽與跨平台之室內 外環景導航導覽介面。
綜觀歷年計畫，民國 102 年以前著重 LOD1~2 房屋(室外)及道路模型建 置的技術研發，民國 103 年至民國 104 年重點在 BIM 模型轉換至 LOD1~4
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房屋(室內外)的技術研發。自前(105)年開始執行「三維地形圖資技術發展工 作案」分年計畫(內政部，2016)，探討房屋與道路模型作為三維基本地形圖 圖資之可行性，進行需求訪談以及整合資訊科技和物聯網技術，進而推廣 國家基礎圖資和後端應用之可能性；民國 106 年為「三維地形圖資技術發 展工作案」延續性計劃案(內政部，2017)，除了精進前(105)年度後續相關之 研究，研擬三維地形圖資測製規範(草案)，分析三維地形基礎圖資建置策略 並提昇建置自動化程度，研發以點雲資料輔助發展三維地形基礎圖資測製 之技術，並進行可行性及精度評估，皆有利於提升三維地形圖資技術發展 與推廣。
從國家空間資訊基礎建設的觀點出發，三維地形圖資將會是未來智慧 城市建置與應用的基礎，也會對相關施政、產業、與民生應用產生極大的 助益。而三維地形圖資技術的研發以及相關系統與應用的規劃、試辦與探 討則是現階段必要的課題與工作。從上述相關背景分析可以得知，本計畫 之急迫性、重要性與必要性。
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