數位典藏內容之應用-行動式深度旅遊系統之研發(Ⅲ)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

數位典藏內容之應用-行動式深度旅遊系統之研發(Ⅲ)

研究成果報告(完整版)

計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 95-2422-H-002-019- 執 行 期 間 ： 95 年 03 月 01 日至 96 年 02 月 28 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣大學地理環境資源學系暨研究所 計 畫 主 持 人 ： 張長義 共 同 主 持 人 ： 孫志鴻 計畫參與人員： 碩士級-專任助理：吳昶清、楊順能 處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 96 年 06 月 26 日

數位典藏內容之應用—行動式深度旅遊系統之研發(三)

Application of Digital Archives --- Development of a

摘要

近 幾 年 來 由 於 無 線 傳 輸 技 術 的 發 展，地 理 資 訊 系 統 突 破 了 無 法 隨 身 攜 帶 的 限 制。藉 著 無 線 網 路、整 體 封 包 無 線 電 服 務 (GPRS)等 無 線 傳 輸 技 術 ， 地 理 資 訊 系 統 的 應 用 層 面 更 為 廣 大 ， 如 車 輛 導 航 系 統 、 個 人 導 航 導 覽 系 統、田 野 調 查 系 統 等 這 些 突 破 傳 統 概 念 的 應 用 推 陳 出 新 。 因 此 國 際 地 理 資 訊 界 將 這 種 整 合 地 理 資 訊 系 統、全 球 定 位 系 統、適 地 性 服 務 與 無 線 傳 輸 技 術 的 應 用 稱 之 為 「 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 」。 本 研 究 整 合 行 動 地 理 資 訊 系 統 之 技 術 、 PDA 技 術 、 以 及 數 位 典 藏 單 位 所 提 供 的 數 位 典 藏 資 料 ， 開 發 「 行 動 式 深 度 旅 遊 導 覽 系 統 」， 並 且 研 究 典 藏 資 料 如 何 經 由 無 線 傳 輸 技 術 以 及 視 覺 化 的 方 法 呈 現 在 PDA 上 。 將 此 系 統 作 為 未 來 數 位 典 藏 資 料 與 深 度 旅 遊 整 合 的 一 個 媒 介，並 且 結 合 第 三 代 行 動 通 訊，使 得 民 眾 無 論 在 何 時 無 論 在 何 地 都 能 享 受 到 適 地 性 服 務 所 帶 來 的 典 藏 資 料。在 本 研 究 中，以 風 景 區 內 的 熱 門 景 點 進 行 定 位 以 取 得 其 地 理 座 標 資 料，並 與 數 位 典 藏 單 位 的 數 位 典 藏 資 料 及 現 場 拍 攝 相 片 資 料 相 結 合，建 立 一 個 深 度 旅 遊 的 資 料 庫。本 研 究 也 結 合 電 子 地 圖、航 照 圖 在 PDA 上 建 立 使 用 者 介 面，讓 使 用 者 能 夠 藉 由 PDA 從 全 球 定 位 系 統 獲 取 空 間 定 位 資 料 以 及 深 度 旅 遊 資 料 以 達 成 深 度 旅 遊 導 覽 之 目 的 。 此 外 ， 本 研 究 也 建 立 使 用 PDA 進 行 現 地 調 查 之 標 準 作 業 程 序 ， 以 強 化 深 度 旅 遊 資 訊 之 建 置 效 率 ； 並 推 動「 行 動 式 深 度 旅 遊 導 覽 系 統 」 之 商 業 營 運 模 式 ， 增 加 數 位 內 容 產 業 之 推 廣 與 應 用 。 關 鍵 字 ： 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 、 全 球 定 位 系 統 、 適 地 性 服 務 、 數 位 內 容 產 業 、 深 度 旅 遊

Abstract

In recent years, due to the growth of wireless transmission technology, there has been a breakthrough to the limitation of Geographic Information Systems (GIS) being unable to be carried around in a portable manner. Based on wireless transmission technologies such as wireless networks and General Packet Radio Service (GPRS), the application for GIS has become broader. Examples of new breakthrough applications include vehicle navigation systems, personal navigation and guiding systems, and field survey systems. Therefore, the international geographic information industry has referred to the application of such integrated geographic information systems, global positioning systems, location-based services and wireless transmission technology as “mobile geographic information systems”. The present research looks at the technology for integrated mobile geographic information systems, PDA technology, and digital database information provided by digital database units, develops the “Mobile Super Tour Guide System” and further investigates how the database information can be presented on a PDA through wireless technology and visualization methods. This system is developed to be an integrated media in the future for database information and super tours, and is integrated with 3G mobile communication, so that the public can enjoy the database information of location-based services at all places and at all times. In the present research, the positions of travel hotspots in the scenic regions are determined in order to obtain their geographic coordinates, and then they are integrated with the digital database information in the digital database units and the photographs that have been taken on the sites, thereby establishing a super tour database. The present research also integrates electronic maps and navigations maps to build a user interface on the PDA, in order to enable the user to be able to obtain spatial positioning information and super tour information from the global positioning system on the PDA, thereby achieving the objective of a super tour guide. In addition, the present research also establishes the standard operating procedure for using a PDA to carry out on-site survey, in order to increase the efficiency in the setting up of the super tour information, and to promote the commercial operating model for the “Mobile Super Tour Guide System”, and increase the scope and

application of the digital content industry.

Key phrases: mobile geographic information systems, global

positioning systems, location-based services, digital content industry, super tour

目錄

摘要...i Abstract ...ii 目錄...iv 表目錄...v 圖目錄...vi 第一章 緒論...1 第一節 研究背景與動機...1 第二節 研究目的...2 第三節 計畫成果...3 第二章 文獻回顧...9 第一節 無線行動通訊...9 第二節 網際網路地理資訊系統...11 第三節 行動式地理資訊系統...17 第四節 適地性服務 (LBS)...23 第五節 定位服務...31 第六節 旅遊簡介...36 第七節 導覽簡介...38 第三章 研究方法...41 第一節 數位內容調查方法...41 第二節 計畫發展架構...42 第三節 商業營運計畫...51 第四章 研究結果...56 第一節 系統開發成果...56 第二節 數位內容成果...71 第三節 商業營運成果...74 第五章 結論與建議...77 參考文獻...79 中文文獻...79 國外文獻...80 參考網站...81

表目錄

表一 通訊技術的發展簡史...9 表二 各代行動電話主要服務簡表...10 表三 Web GIS與傳統GIS的比較 ...12 表四 資料格式以及用戶端系統負載...21 表五 行動裝置功能比較表...25 表六 無線區域網路（WLAN）...27 表七 無線廣域網路（WWAN）...27 表八 AGPS工作流程表 ...33 表九 協力廠商表...49 表十 技術需求表...53 表十一 服務客群成長預估...54 表十二 每人年平均消費額成長預估...54 表十三 不同電子導覽型式比較表...64

圖目錄

圖一 現地調查系統介面...4 圖二 雛型系統之介面...5 圖三 室內多媒體後製作系統介面...6 圖四 網際網路系統介面...6 圖五 PDA系統介面...7 圖六 DGIS架構示意圖 ...13 圖七 Web-GIS的簡易架構圖...14 圖八 Web介面上存取資料的步驟示意圖（楊桂華，1998） ...15 圖九 台灣電子地圖服務網之空間資料輸入介面...16 圖十 台灣電子地圖服務網之系統介面...16

圖十一 NASA Wod Wind系統介面示意圖...17

圖十二 行動式地理資訊系統架構圖...20 圖十三 Mobile GIS之折衷架構圖...21 圖十四 LBS架構示意圖 ...25 圖十五 DGPS定位示意圖（Dana, 2000）...32 圖十六 基地台涵蓋範圍在都會區(urban)與郊區(rural)之差異...34 圖十七 依天線而切出的扇形範圍...35 圖十八 三基地台利用三角測量法定位示意圖...35 圖十九 手機、LMU與基地台計算時間差示意圖...36 圖二十 數位內容野外調查流程圖...42 圖二十一 計畫發展架構圖...43 圖二十二 以時間軸整合現有聯合目錄之豐富數位媒材...47 圖二十三 以地理座標位置整合現有聯合目錄之豐富數位媒材...48 圖二十四 以主題關聯整合現有聯合目錄之豐富數位媒材...48 圖 二 十 五 整合PapaGo!!導航平台之景點解說擴充模組...51 圖二十六 時程規劃圖...52 圖二十七 營運計劃圖...52 圖二十八 營運推估圖...55 圖二十九 深度旅遊導覽網站首頁...56 圖三十 E化旅遊平台提升國人深度的旅遊型態 ...57 圖三十一 依縣市、風景區查詢導覽路線...57 圖三十二 導覽線、景點列表...58 圖三十三 同步提供電子地圖與衛星影像雙模式之切換...58 圖三十四 在地圖平台上隨選任何一點瀏覽景觀、聽解說服務...59 圖三十五 專業的景點解說平台...60 圖三十六 景點列表的各項功能...61

圖三十七 遊程的簡要資訊...61 圖三十八 後台維護網頁...62 圖三十九 個人化後台登入畫面...62 圖四十 直接對X、Y方格進行修改...63 圖四十一 地圖輸入方式標準程序...63 圖四十二 基本資料維護、照片語音上傳維護...64 圖四十三 無線行動數位導覽系統示意圖...65 圖四十四 無線行動數位導覽系統於行動式載具上的應用...66 圖四十五 建置深度旅遊導覽平台(PDA版)...67 圖四十六 行動式深度旅遊衛星導覽系統...68 圖四十七 GPS旅遊服務(台灣大學導覽線) ...68 圖四十八 聆聽生態池的簡介...69 圖四十九 電子地圖操作與自動定位提示...70 圖五十 透過二維條碼提供手機使用者LBS適地性服務 ...71

第一章 緒論

第一節 研究背景與動機 近 年 來，觀 光 旅 遊 已 經 成 為 國 內 外 人 士 所 關 注 的 休 閒 活 動 之 一 。 在 台 灣，尤 其 是 實 施 週 休 二 日 之 後，台 灣 各 地 的 風 景 區 觀 光 區 每 逢 假 日 總 是 聚 集 著 人 潮。隨 著 教 育 程 度 的 提 高、資 訊 的 普 及 以 及 經 濟 的 發 展 ， 人 們 不 再 只 是 走 馬 看 花 的 在 風 景 區 間 穿 梭 ， 而 是 轉 而 追 求 定 點 的 、 有 教 育 意 義 的 旅 遊 方 式 。 試 想 ， 如 果 有 一 個 系 統 可 供 遊 客 在 旅 遊 前 就 能 獲 得 目 的 地 風 景 區 內 遊 憩 資 料 的 概 況 以 及 空 間 位 置，而 且 能 讓 遊 客 在 遊 程 中 即 時 獲 得 文 字 、 影 像 、 語 音 導 覽 以 及 景 點 的 空 間 位 置 ， 這 樣 遊 客 便 能 夠 在 出 發 前 就 對 該 風 景 區 內 景 物 有 一 個 初 步 的 瞭 解，而 到 了 風 景 區 時 即 時 的 導 覽 更 讓 遊 客 對 風 景 區 內 的 景 物 印 象 深 刻。學 習 理 論 研 究 發 現，當 你 有 強 烈 的 學 習 動 機 時，將 具 有 事 半 功 倍 的 學 習 效 果。因 此 如 果 能 充 分 利 用 數 位 典 藏 的 資 料，讓 國 內 外 人 士 在 台 灣 旅 遊 時 ， 能 夠 透 過 無 線 網 路 掌 握 當 時 他 所 看 到 ， 且 想 要 進 一 步 認 識 的 動 物 、 植 物 、 昆 蟲 、 地 形 景 觀 、 地 質 、 歷 史 、 古 蹟 、 文 化 …等 ， 那 麼 旅 遊 的 樂 趣 必 然 大 增，讓 我 們 能 夠 走 到 那 讀 到 那，真 的 做 到 寓 教 於 樂 的 境 界 。 目 前 透 過 數 位 典 藏 國 家 型 科 技 計 畫 之 執 行，許 多 典 藏 單 位 之 典 藏 品 已 逐 漸 完 成 數 位 化 的 工 作，因 此 本 計 畫 擬 利 用 台 大 地 理 環 境 資 源 學 系 所 擅 長 的 地 理 資 訊 系 統 及 全 球 衛 星 定 位 系 統 技 術，由 解 說 人 員 以 及 工 作 人 員 攜 帶 GPS 接 收 儀 、 數 位 相 機 、 以 及 錄 音 裝 置 至 旅 遊 區 ， 取 得 當 地 值 得 觀 賞 之 景 物 的 空 間 位 置 、 解 說 資 訊 、 影 像 資 訊 ， 至 於 動 物 及 昆 蟲 等 動 態 物 體 ， 則 從 文 獻 上 了 解 當 地 經 常 可 見 的 動 物 與 昆 蟲 清 單 ， 建 立 其 分 佈 區 域 的 空 間 座 標 資 料 。 透 過 這 些 調 查 所 取 得 的 資 料 ， 與 其 他 數 位 典 藏 所 產 出 的 資 料 相 結 合 。 並 結 合 目 前 的 通 訊 平 台 、 GPS 定 位 系 統 及 網 路 平 台，讓 旅 遊 者 能 透 過 本 計 畫 所 產 出 的 導 覽 系 統，在 電 子 地 圖 的 介 面 之 下 獲 得 目 的 地 景 點 以 及 所 在 景 點 的 空 間 位 置，使 用 者 只 要 按 圖 索 驥，便 會 有 許 多 驚 喜 的 發 現。當 使 用 者 想 進 一 步 了 解 他 所 看 到 事 物 的 知 識 性 內 容 時 ， 只 要 利 用 LBS(適 地 性 服 務 )， 便 可 獲 得 數 位 典 藏 內 容 的 進 一 步 資 訊。此 一 系 統 的 研 發，可 提 升 數 位 典 藏 資 料 的 使 用 價 值，將 數 位 典 藏 資 料 的 使 用 普 及 於 全 民 甚 至 國 外 來 台 的 觀 光 客。對 台 灣 人 文、自 然 教 育 的 推 廣 及 觀 光 事 業 的 發 展 都 將 有 相 當 大 的 助 益 。 如 今，台 灣 的 網 路 環 境 已 相 當 普 遍，3G 行 動 通 訊 的 技 術 也 更 趨 成 熟，如 何 將 加 值 後 的 典 藏 資 料 以 及 各 地 風 景 區 的 導 覽 資 訊 透 過 網 際 網 路 及 通 訊 平 台 傳 遞 給 每 一 個 使 用 者 ， 是 本 計 畫 所 努 力 的 目 標 。

第二節 研究目的 一 、 計 畫 願 景 1. 整 合 通 訊 平 台 、 衛 星 定 位 系 統 、 地 理 資 訊 系 統 、 PDA 技 術 、 適 地 性 服 務 ， 並 結 合 典 藏 單 位 之 數 位 化 典 藏 內 容 ， 開 發 行 動 式 深 度 旅 遊 導 覽 系 統 ， 並 將 此 一 系 統 包 裝 成 商 業 產 品 ， 提 供 民 眾 使 用 。 2. 結 合 學 術 界 、 業 界 、 及 典 藏 單 位 ， 研 發 行 動 式 深 度 旅 遊 導 覽 系 統 之 技 術 ， 並 應 用 數 位 內 容 開 創 新 的 旅 遊 方 式 ， 以 提 升 國 內 外 人 士 在 台 灣 的 旅 遊 體 驗 。 3. 作 為 全 民 終 身 學 習 行 動 數 據 服 務 平 台 的 發 展 基 礎 。 二 、 計 畫 具 體 目 標 1. 第 一 年 (1) 第 一 年 度 以 陽 明 山 國 家 公 園 及 北 海 岸 國 家 風 景 區 及 園 區 內 的 鄉 鎮 為 對 象 ， 將 區 內 值 得 觀 賞 的 地 點 定 位 ， 取 得 地 理 座 標 資 料 ， 並 與 台 大 數 位 典 藏 機 構 計 畫 及 國 家 圖 書 館 的 走 讀 台 灣 數 位 化 資 料 相 結 合 ， 建 立 一 數 位 內 容 典 藏 資 料 的 加 值 資 料 庫 。 (2) 與 崧 旭 資 訊 股 份 有 限 公 司 技 術 合 作 ， 利 用 該 公 司 所 開 發 的 汽 車 導 航 系 統 PaPaGo 及 中 華 黃 頁 系 統 ， 研 發 行 動 式 深 度 旅 遊 導 覽 系 統 的 雛 型 系 統 。 (3) 進 一 步 探 討 其 他 可 以 加 值 的 數 位 典 藏 資 料 。 2. 第 二 年 (1) 推 出 國 家 公 園 及 國 家 級 風 景 區 的 試 用 版 。 (2) 建 立 以 網 際 網 路 為 平 台 的 Web-GIS 導 覽 系 統 以 及 以 PDA 為 平 台 的 Mobile GIS 導 覽 系 統 。

(3) 研 發 第 三 代 行 動 通 訊 技 術 (3G)之 版 本 。 (4) 探 討 商 業 運 轉 模 式 。 並 將 階 段 成 果 應 用 推 廣 於 各 國 家 公 園 與 風 景 區 。 以 及 重 要 合 作 業 者 如 研 勤 科 技 （ PapaGo!! 整 合 產 品 ） (5) 建 立 其 他 風 景 區 的 數 位 加 值 資 料 庫 。 3. 第 三 年

(1) 擴 充 網 路 版 本 的 內 容 ， 並 且 並 將 加 值 製 作 成 為 行 動 裝 置 可 使 用 之 電 子 出 版 品 。 (2) 研 發 應 用 第 三 代 行 動 通 訊 技 術 (3G)與 AGPS 手 機 定 位 技 術 ， 提 供 手 機 使 用 者 方 便 的 導 覽 服 務 。 (3) 以 各 式 應 用 平 台 系 統 為 基 礎 ， 配 合 線 上 小 額 交 易 機 制 ， 開 發 網 路 服 務 與 營 業 。 (4) 推 出 商 業 運 轉 版 本 。 第三節 計畫成果 一 、 第 一 年 成 果 1. 研 究 成 果 已 完 成 成 果 ： 現 地 調 查 系 統 之 開 發 與 設 計 、 研 究 區 域 東 北 角 與 陽 明 山 之 導 覽 資 訊 調 查 、 PDA/Tablet PC 雛 型 系 統 之 開 發 、 數 位 典 藏 單 位 後 設 資 料 格 式 之 取 得 。 本 系 統 之 後 續 修 正 、 導 覽 資 料 之 補 充 與 修 正 、 數 位 典 藏 資 料 之 取 得 、 伺 服 器 端 資 料 庫 與 網 站 服 務 之 建 立 。 2. 雛 型 系 統 展 示 分 成 兩 個 部 分 加 以 展 示 ， 第 一 部 分 為 現 地 調 查 系 統 ， 第 二 部 分 為 本 研 究 之 雛 形 系 統 。 這 兩 個 系 統 都 是 由 SuperPad 這 套 地 理 資 訊 軟 體 為 基 礎，底 圖 使 用 購 自 運 研 所 之 電 子 地 圖 為 底 圖 來 建 構 這 兩 套 系 統 。 現 地 調 查 系 統 主 要 是 將 跟 旅 遊 有 關 之 各 類 空 間 資 訊 經 由 使 用 PDA 外 掛 GPS 以 及 攝 影 的 方 法 紀 錄 下 來 ， 下 圖 為 系 統 介 面 圖 。

圖一 現地調查系統介面 利 用 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 軟 體 SuperPad 產 出 的 現 地 調 查 系 統 有 以 下 功 能 ： 縮 放 、 平 移 、 加 入 圖 層 、 GPS 定 位 、 GPS 定 位 現 地 之 景 點 以 及 點 選 紀 錄 景 點 資 訊 等 功 能 。 大 致 而 言 ， 這 個 系 統 已 經 有 了 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 軟 體 的 味 道 。 而 本 研 究 中 的 雛 型 系 統 在 展 示 旅 遊 之 空 間 資 訊 時 會 以 兩 種 方 式 展 示 ， 第 一 種 方 式 是 經 由 點 選 的 方 式 來 獲 得 景 點 的 相 關 資 訊 ； 第 二 種 方 法 則 是 利 用 GPS 定 位 出 使 用 者 所 在 之 位 置，再 以 使 用 者 方 圓 五 百 公 尺 以 內 作 一 個 範 圍 擷 取 旅 遊 之 空 間 資 料 ， 該 種 方 法 具 備 適 地 性 服 務 的 概 念 。 下 圖 為 雛 型 系 統 介 面 。

圖二 雛型系統之介面 在 這 裡 的 雛 型 系 統 還 很 粗 糙 因 為 陽 明 山 以 及 東 北 角 蒐 集 資 料 的 工 作 尚 未 完 成 ， 而 且 尚 未 導 入 數 位 典 藏 各 子 計 畫 所 產 出 的 數 位 資 料 ， 所 以 整 體 的 功 能 、 內 容 尚 未 達 到 成 熟 。 第 二 年 在 整 體 系 統 的 規 劃 上 面 會 以 此 雛 型 系 統 為 基 礎 再 做 修 正 ， 而 使 用 者 介 面 會 設 計 的 更 人 性 化 以 符 合 一 般 使 用 者 之 需 求 。 二 、 第 二 年 成 果 1. 研 究 成 果 已 完 成 成 果 ： 現 地 調 查 系 統 之 修 正 與 改 版 、 部 分 研 究 區 域 之 導 覽 資 訊 調 查 、 PDA/Tablet PC 系 統 之 建 置 、 網 際 網 路 系 統 之 改 版 與 修 正 、 導 覽 資 料 之 補 充 與 修 正 、 數 位 典 藏 資 料 之 取 得 、 伺 服 器 端 資 料 庫 與 網 站 服 務 之 補 充 與 修 正 、 合 作 對 象 之 確 立 、 室 內 多 媒 體 後 製 作 系 統 之 產 出 、PDA 及 網 際 網 路 系 統 之 運 作 測 試 、商 業 運 轉 模 式 之 修 正 與 確 立 。 2. 系 統 展 示

圖三 室內多媒體後製作系統介面

圖五 PDA 系統介面 三 、 第 三 年 成 果 1. 系 統 及 技 術 部 份 (1) 完 成 深 度 旅 遊 導 覽 之 網 路 定 位 服 務 系 統 （ LBS ）， 結 合 3G 影 音 寬 頻 與 A-GPS 手 機 定 位 技 術 ， 提 供 未 來 最 廣 大 的 手 機 族 群 導 覽 服 務 。 (2) 完 成 深 度 旅 遊 導 覽 之 車 用 電 腦 應 用 系 統，以 WinCE 為 平 台 ， 提 供 汽 車 族 新 的 導 覽 方 式 。 (3) 整 合 線 上 小 額 付 費 、 行 動 定 位 服 務 等 相 關 技 術 廠 商 ， 推 動 系 統 展 。 2. 數 位 內 容 收 集 及 整 合 部 份 (1) 結 合 國 家 公 園 、 國 家 風 景 區 以 及 優 質 民 間 團 體 如 荒 野 協 會，進 行 全 台 之 精 華 景 區 數 位 導 覽 資 料 製 作，目 標 為 100 條 以 上 之 完 整 導 覽 線 。 (2) 整 合 動 物 、 植 物 、 地 質 等 主 題 典 藏 單 位 之 數 位 資 訊 ， 作 為 各 景 點 專 業 解 說 外 的 輔 助 參 考 連 結 資 訊 。 3. 商 業 營 運 部 分 (1) 於 96 年 7 月 1 日 前 完 成 系 統 測 試 與 數 位 導 覽 資 訊 處 理， 正 式 上 線 運 作 ， 開 始 商 業 運 轉 。 (2) 回 收 使 用 者 意 見 ， 持 續 進 行 系 統 修 正 與 擴 充 。 四 、 預 期 貢 獻

1. 本 研 究 成 果 可 將 數 位 典 藏 資 料 與 國 民 旅 遊 相 結 合 ， 每 個 週 末 國 內 各 風 景 區 及 旅 遊 景 點 合 計 有 數 萬 甚 至 數 十 萬 人 次 的 旅 遊 人 潮 ， 在 郊 外 輕 鬆 悠 閒 的 情 境 下 ， 透 過 行 動 通 訊 裝 置 將 知 性 的 數 位 典 藏 資 料 隨 時 提 供 給 遊 客 ， 不 但 可 提 升 旅 遊 的 樂 趣 ， 並 可 讓 國 民 更 認 識 台 灣 之 美 ， 達 到 終 身 學 習 的 目 標 。 2. 當 使 用 人 數 增 多 之 後 ， 亦 可 創 造 數 位 內 容 加 值 應 用 的 商 業 模 式 ， 依 使 用 者 點 閱 的 次 數 來 收 費 ， 可 讓 民 眾 最 有 興 趣 的 數 位 典 藏 資 料 獲 得 相 對 的 經 濟 回 饋 ， 也 可 創 造 一 個 新 興 的 產 業 。 3. 使 各 級 學 校 戶 外 教 學 時 遇 到 的 問 題 得 到 解 決 。

第二章 文獻回顧

第一節 無線行動通訊 1. 第 三 代 行 動 通 訊 （ 3G） 簡 介 還 記 得 幾 年 前 那 款 看 起 來 就 很 有 份 量 的 黑 金 剛 行 動 電 話 嗎 ？ 十 幾 年 前 ， 行 動 電 話 這 個 名 詞 好 像 不 是 一 般 普 羅 大 眾 所 能 碰 觸 到 的 東 西 。 時 至 今 日 ， 從 十 歲 到 八 十 歲 幾 乎 人 人 都 擁 有 行 動 電 話 ， 而 且 在 91 年 6 月 的 時 候 台 灣 地 區 行 動 電 話 的 普 及 率 超 過 100%， 普 及 率 為 世 界 第 一 （ 電 信 總 局 ， 2002）。 經 過 二 十 幾 年 的 迅 速 發 展 ， 行 動 電 話 再 也 不 限 於 傳 統 家 用 電 話 的 聲 音 傳 輸 功 能 ， 而 是 可 以 透 過 GPRS 的 傳 輸 技 術 傳 遞 一 些 多 媒 體 的 資 訊 。 行 動 電 話 產 業 是 一 個 快 速 變 動 的 產 業 ， 第 一 代 (1G)到 第 三 代 (3G)行 動 通 信 ， 自 1980 到 2000 年 短 短 二 十 年 間 ， 通 訊 產 業 就 已 經 面 臨 了 三 次 全 面 性 的 大 改 變 （ 洪 昌 哲 ， 2002）， 下 表 是 通 訊 產 業 技 術 的 發 展 。 表一 通訊技術的發展簡史 第一代(1G)1980~1990 第二代(2G)1990~2000 第三代(3G)2000~ 類比語音 類 比 語 音 與 中 等 速度 之 數據傳輸(<64k) 多媒體服務(>2Mbps) 資 料 來 源 ：（洪昌哲，2002） 而 在 本 年 度 的 計 畫 中 ， 我 們 將 在 第 三 代 的 行 動 電 話 上 建 立 一 個 旅 遊 導 覽 平 台 ， 是 著 眼 於 行 動 電 話 的 普 及 率 。 以 下 是 對 第 三 代 行 動 通 訊 的 相 關 文 獻 回 顧 。 在 介 紹 第 三 代 的 系 統 之 前 ， 第 一 代 和 第 二 代 的 行 動 通 訊 系 統 有 必 要 先 回 顧 一 下 ： 第 一 代 的 行 動 電 話 系 統 屬 於 類 比 式 系 統 ， 主 要 用 於 語 音 傳 輸 。 現 在 已 經 鮮 少 業 者 使 用 ， 以 前 常 見 的 黑 金 剛 手 機 即 是；第 二 代 的 系 統 為 數 位 系 統，可 提 供 語 音 /數 據 /傳 真 傳 輸 ， 以 及 一 系 列 加 值 型 的 服 務 。 國 內 使 用 的 GSM 系 統 即 為 第 二 代 系 統 的 代 表 ， 第 三 代 的 系 統 採 用 高 速 的 數 據 傳 輸 模 式 以 及 最 先 進 的 技 術 ， 可 以 提 供 多 媒 體 的 服 務 ； 目 前 有 三 種 系 統 (WCDMA-DS、 MC-CDMA、UTRA TDD)正 由 3GPP(第 三 代 合 作 夥 伴 計 畫 )設 法 標 準 化 當 中 。 日 本 及 歐 洲 採 用 其 中 WCDMA-DS 系 統 ， 目 前 正 利 用 這 套 系 統 的 優 越 服 務 搶 佔 市 場 先 機 （ 洪 昌 哲 ， 2002）。 3G 是 以 IP 技 術 為 主 ： 所 有 新 的 行 動 網 路 服 務 都 將 由 IP 網 路 提 供 。 IP 將 成 為 3G 網 路 的 傳 輸 技 術 ， 以 提 升 網 路 效 率 ， 並 降 低 營 運 成 本。IP 的 即 時 功 能 可 以 快 速 處 理 各 種 網 路 要 求（ Yumiba et

al., 2002）。IP 原 是 網 際 網 路 使 用 的 連 網 技 術，目 前 被 應 用 於 無 線 通 信 網 路 上 。 行 動 通 信 產 業 現 在 正 朝 向 全 IP 網 路 發 展 。 IP 技 術 可 讓 單 一 網 路 提 供 各 式 各 樣 的 服 務 （ Yumiba et al., 2002）。 2. 第 三 代 行 動 通 訊 的 功 能 與 服 務 3G 除 了 具 備 聲 音 傳 輸 的 功 能 之 外 ， 連「 影 像 」 也 可 以 同 步 輸 送 ， 提 供 了 「 影 像 電 話 的 功 能 」。 3G 之 所 以 能 提 供 此 項 服 務 ， 主 要 是 因 為 其 具 有 高 速 數 位 資 料 傳 輸 的 規 格 。 在 預 期 中 的 傳 輸 速 度 最 高 可 達 384K/bps～ 2M/bps，比 撥 接 上 網 以 及 某 部 分 的 ADSL 都 還 快。3G 的 傳 輸，包 含 語 音 及 影 像，皆 採 用 與 電 腦 網 路 相 同 的「 封 包 傳 送 」 與 「 IP 網 路 定 址 」 技 術 ， 加 上 「 寬 頻 快 速 傳 輸 」， 故 基 本 上 就 提 供 了 「 手 機 無 線 上 網 」 的 環 境 ， 將 電 腦 網 路 的 功 能 ， 轉 移 到 手 機 來 執 行 （ 洪 昌 哲 ， 2002）。 也 因 此 各 大 手 機 硬 體 廠 商 開 始 生 產 具 備 有 大 螢 幕 (2”～ 6”)、 GPS、 數 位 相 機 、 MP3 等 功 能 的 行 動 電 話 以 因 應 3G 的 發 展 。 而 3G 手 機 所 提 供 的 服 務，主 要 是 把「 固 定 式 」網 路 服 務 變 成 「 行 動 式 」 的 網 路 服 務 ， 這 道 理 很 簡 單 ， 我 們 現 在 室 內 上 網 的 功 能 以 及 服 務 在 3G 的 架 構 之 下 都 可 以 藉 由 手 機 而 達 到 這 樣 的 目 的。 下 表 是 第 三 代 行 動 通 訊 系 統 可 以 提 供 的 服 務 以 及 跟 前 幾 代 系 統 的 比 較 。 表二 各代行動電話主要服務簡表 1G 2G 3G 傳 輸 格 式 Voice SMS(簡訊格式) WAP Voice SMS WAP HTML/XML JAVA Voice 服 務 項 目

Voice Service Call Voice Mail

Data Service Paging, E-mail,

Text Browsing, Short Message

Personal Service, Dynamic Download,

Interactive Graphics, Upgrade&Update, Off Line Operation Security,

Device Independent

第二節 網際網路地理資訊系統 1. 基 本 定 義

網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 ， 就 是 使 用 者 可 以 透 過 瀏 覽 器 而 不 是 透 過 GIS軟 體 經 由 WWW、 internet或 是 intranet對 空 間 資 料 進 行 獲 取、儲 存、整 合、處 理、分 析 及 展 示 的 動 作（ Painho et al., 2001）。 而 Web GIS的 本 質 上 還 是 跟 傳 統 GIS相 同 的，只 是 透 過 網 路 的 多 樣 化 的 功 能 使 得 GIS的 應 用 得 以 拓 展 。 也 因 為 網 路 功 能 的 增 強 ， 如 JAVA Applet等 動 態 網 路 原 件 的 開 發 ， GIS的 應 用 才 能 超 脫 產 官 學 界 而 以 另 一 種 平 實 的 面 貌 深 入 於 一 般 社 會 大 眾 的 生 活 當 中 ， 這 方 面 的 應 用 很 多 ， 如 全 國 達 康 （ http://www.map.com.tw） 所 提 供 的 電 子 地 圖 服 務 ， 這 個 服 務 讓 使 用 者 無 須 辛 苦 的 在 紙 質 地 圖 上 慢 慢 尋 找 將 要 前 往 的 目 的 地 ， 而 且 提 供 眾 多 的 旅 遊 飲 食 空 間 資 訊 讓 使 用 者 很 輕 鬆 的 在 網 路 上 就 能 取 得 這 些 地 點 的 空 間 位 置 ； NASA所 開 發 的 NASA World Wind系 統 更 是 將 網 路 技 術 使 用 到 極 致 ， 使 用 者 可 以 在 網 路 上 看 到 世 界 各 地 災 害 的 即 時 回 報 ； Google的 Google Map 網 站 更 結 合 了 遙 測 的 技 術 ， 讓 一 般 使 用 者 可 以 在 電 腦 前 透 過 網 站 看 到 世 界 各 大 城 市 的 航 照 圖 及 衛 星 影 像 圖 ， 而 且 其 精 度 之 高 可 以 讓 使 用 者 一 目 了 然 的 辨 別 地 上 的 景 物 。 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 (Web-GIS) 是 網 路 與 地 理 資 訊 系 統 結 合 下 的 產 物 ， 讓 地 理 資 訊 系 統 不 再 侷 限 於 特 定 使 用 者 ， 而 更 能 讓 廣 大 的 人 群 所 接 受。網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 (Web-GIS)與 傳 統 地 理 資 訊 系 統 最 大 的 不 同 處 在 於：Web-GIS 是 以 伺 服 器 端 (server)和 用 戶 端 (client)作 為 主 要 機 制 ， 伺 服 器 端 主 要 負 責 空 間 資 訊 的 處 理 ， 然 後 再 將 處 理 的 結 果 經 由 網 際 網 路 傳 回 使 用 者 端 ( 張 晉 維 ， 2001)。 從 WWW 的 任 一 節 點 ， 一 般 的 使 用 者 可 以 利 用 瀏 覽 器 瀏 覽 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 (Web-GIS)站 點 中 的 空 間 資 料、製 作 專 題 地 圖 、 空 間 資 料 的 檢 索 以 及 資 料 的 簡 易 分 析 。 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 (Web-GIS) 有 一 個 很 大 的 特 點 就 是 用 戶 端 的 使 用 者 不 需 要 具 備 GIS 軟 體 操 作 的 技 術 以 及 GIS 軟 體，只 要 利 用 網 際 網 路 瀏 覽 器 便 能 輕 易 的 達 到 伺 服 器 端 獲 得 地 理 資 訊 。 2. Web GIS 的 特 點

雖 然 Web GIS 的 誕 生 並 不 影 響 其 GIS 的 本 質 ， 但 是 跟 傳 統 單 機 的 GIS 相 比 較 起 來 ， Web GIS 所 擁 有 的 優 勢 更 多 ， 下 表 整 理 了 Web GIS 的 一 些 優 勢 。

表三 Web GIS 與傳統 GIS 的比較 Web-GIS GIS 資 料 普 及率 使用者可以同時造訪多個位於不同地方的 伺服器上的最新地圖資訊，而 Internet 所特 有的優勢大大方便了 GIS 的資料管理，使 分散式的多資料模式的資料管理和合成更 易於實現。 使 用 者 只 能 使 用 本 機 電 腦 裡 面 所 儲 存 的 空 間 資 料，使用其他空間資料在 傳統 GIS 中不易達成 平 台 獨 立性 無論客戶端是何種機器，無論 Web GIS Server 端使用何種 GIS 軟體，由於使用了通 用的 Web 瀏覽器，使用者就可以很方便地 使用 GIS 資料，在本機或某個 Server 上進 行分散式元件的動態組合和空間資料的處 理與分析，實現遠端資料共享的目標。 現 今 的 GIS 軟 體 ， 如 ArcGIS 、 ArcInfo 、 或 是 MapInfo 等軟體使用的平 台都不脫 MS-Window 的 使用平台。

成本 Web GIS 在客戶端通常只需使用 Web 瀏覽

器（有時還需要外掛模 Plug-Ins），其軟體 成本與全套專業 GIS 軟體相比明顯要節省 得多。另外，由於客戶端的簡單性而節省的 維護費用也不容忽視。 一般常見的個人 GIS 相當 昂貴，如常見的 ArcGIS 或 MapInfo，一套動輒數 萬。 操作 要廣泛推廣 GIS，使 GIS 系統能為廣大的民 眾所接受，而不僅僅侷限於少數受過專業訓 練的專業用戶，就要降低對系統操作的要 求。通用的 Web 瀏覽器無疑是降低操作複 雜度的最好選擇。 除 非 是 受 過 訓 練 的 使 用 者，不然一般的 GIS 軟體 對 使 用 者 而 言 並 不 容 易 操作 硬 體 負 載 而 WebGIS 能充分利用網際網路資源，將較 基礎性、全面性的處理交由 Server 執行， 而對資料量較小的簡單操作則由客戶端直 接完成。這種計算模式能在 Server 端和客 戶端靈活有效地使圖資計算負荷和網路流 量負載做合理的分配，是一種較理想的最佳 化模式。但是此一特性也容易造成伺服器端 的空間資料計算負載量過高。 傳統的 GIS 其處理能力完 全依賴用戶端機器，因而 效率較低。如果本機電腦 的 CPU 或是顯示卡未達 到 一 定 的 水 準 甚 至 無 法 使用軟體。另外硬碟的存 取空間也是一大因素。

擴充性 Web GIS 很容易跟 Web 中的其他資訊服務

進行整合，可以建立靈活多樣的 GIS 應用。 例如，隨著行動通信向多媒體和移動化方向 發展，3G 手機、PDA(個人數位助理)將成 為 Web GIS 的用戶端，WAP 伺服器和 Web GIS 伺服器將連為一體。 可擴充性很低，但是主要 在於這兩種 GIS 使用的目 的不同。如果要進行高技 術性、精密的分析，還是 傳統 GIS 較適合。 資 料 來 源 ：（翁維瓏，2001；本研究重新整理）

從 以 上 的 特 性 看 來，Web GIS 的 誕 生 的 確 造 成 了 GIS 的 普 及， 但 是 事 實 上 某 些 GIS 功 能 在 Web 介 面 當 中 並 無 法 執 行，比 如 資 料 的 修 改 ， 但 最 近 的 發 展 ， 已 經 有 GIS 軟 體 突 破 此 方 面 的 限 制 ， 例 如 ESRI 的 ArcGIS Server 即 具 備 傳 統 GIS 的 大 部 分 功 能，包 括 最 困 難 的 GIS 分 析 功 能 也 可 以 再 伺 服 器 端 完 成 。

3. Web GIS 的 架 構 與 運 作 機 制

在 GIS 中 ， Web GIS 主 要 是 在 一 個 特 定 的 架 構 模 式 下 產 生 ， 此 架 構 改 變 了 我 們 處 理 空 間 資 料 的 方 式 ， 我 們 稱 為 DGIS （ Distributed GIS—分 散 式 地 理 資 訊 系 統 ）(翁 維 瓏，2001)。DGIS 係 將 傳 統 桌 上 型 單 機 作 業 之 GIS 概 念 延 伸 至 網 際 網 路 之 解 決 方 案 上 ， 以 能 符 合 現 行 系 統 空 間 資 料 處 理 之 需 求 。

Server

client client client _client client _client client client 圖六 DGIS 架構示意圖 在 傳 統 GIS 與 工 作 站 形 式 之 地 理 資 訊 系 統 受 到 關 注 之 前 ， 使 用 者 仍 是 不 斷 地 尋 找 低 成 本 與 改 善 存 取 地 理 資 料 之 方 法 ， Web GIS 運 用 DGIS 概 念 將 GIS 從 獨 立 的 單 機 作 業 領 域 帶 到 了 網 際 網

路 之 共 同 合 作 的 領 域 。 如 此 一 來 ， 以 前 所 無 法 流 通 之 訊 息 資 源 將 可 被 廣 泛 的 使 用 ， 且 可 減 少 在 作 業 、 技 術 支 援 與 維 護 之 成 本 支 出 。 起 初 ， Web GIS 之 應 用 是 把 焦 點 放 在 圖 形 展 示 與 查 詢 上 ， 使 事 情 簡 單 化 並 具 有 成 本 效 益 ， 而 待 使 用 者 有 所 體 認 與 技 術 發 展 後 ， 隨 之 而 來 的 便 是 更 多 的 進 階 應 用 。 從 個 人 桌 上 型 電 腦 透 過 瀏 覽 器 ， 使 用 者 可 經 由 圖 形 伺 服 器 ， 利 用 網 際 網 路 以 達 到 空 間 資 料 之 傳 播 與 交 流 的 目 的 。 且 由 於 網 路 有 效 率 地 傳 送 內 容 、 地 圖 、 圖 形 和 其 他 相 關 訊 息 而 形 成 互 動 ， 要 進 入 此 一 網 站 ， 使 用 者 所 要 做 的 ， 只 需 輸 入 位 址 ， 然 後 便 可 瀏 覽 圖 資 並 與 其 內 容 有 所 互 動 （ 網 頁 之 訊 息 包 括 了 圖 形 與 其 他 相 關 連 之 資 訊 ）。 目 前 Web GIS 標 準 應 用 大 多 包 含 了 下 列 項 目 ： 地 圖 展 示、地 圖 的 查 詢、分 類 與 符 號 標 記、距 離 量 測、地 圖 平 移 與 放 大 、 縮 小 、 列 印 、 地 址 對 位 。 現 階 段 的 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 (Web-GIS)系 統 架 構 如 下 圖 2 所 示，而 現 階 段 的 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 (Web-GIS)有 以 下 這 些 功 能 ： 地 圖 展 示 、 地 圖 的 查 詢 、 分 類 與 符 號 標 記 、 地 圖 量 測 、 地 圖 位 移 與 放 大 縮 小 、 列 印 、 地 址 對 位 、 後 端 支 援 分 散 式 處 理 、 遠 端 分 散 資 料 庫 更 新、線 上 資 料 更 新 時 之 交 易 處 理 (翁 維 瓏，2001；張 晉 維 ， 2001)。 伺服器

個人電腦

空間資料庫 網際網路傳 遞空間資訊 圖七 Web-GIS 的簡易架構圖 基 本 上 Web GIS 的 運 作 機 制 就 如 同 我 們 在 WWW 瀏 覽 網 頁 的 機 制 雷 同，只 是 有 一 個 極 大 的 不 同 點，就 是 傳 統 的 html 語 法 並 不 支 援 Web GIS 的 動 態 電 子 地 圖。但 是 基 本 上 還 是 同 樣 透 過 TCP/IP 的 通 訊 協 定 使 伺 服 器 端 與 用 戶 端 之 間 資 料 傳 輸 正 確 無 誤 ， 基 本 上 它 採 取 一 個 架 構 即 用 戶 端 － 伺 服 器 端 提 供 使 用 者 各 項 的 服 務 。 下

圖 Web 介 面 上 存 取 資 料 的 步 驟 示 意 圖 。

圖八 Web 介面上存取資料的步驟示意圖（楊桂華，1998）

4. Web GIS 的 相 關 應 用 案 例

在 之 前 有 提 到 過 ， 因 為 網 際 網 路 技 術 的 發 展 使 得 Web GIS 的 應 用 更 多 樣 化，而 這 些 主 要 的 技 術 分 別 為 共 通 閘 道 介 面（ Common Gateway Interface ，CGI）、嵌 入 式 介 面（ Plug-Ins）、Java Applet、 可 延 伸 標 記 語 言 (eXtensible Markup Language， XML)、 地 理 標 記 語 言 （ Geography Markup Language， GML） (翁 維 瓏 ， 2001； 江 宗 展 ， 2002)。 因 為 這 些 相 關 技 術 的 成 熟 ， 原 本 傳 統 的 單 機 GIS 得 以 擴 展 於 各 種 應 用 上 面 ， 如 資 源 監 測 、 旅 遊 導 覽 、 災 害 監 控 、 車 輛 監 控 等 應 用 ， 這 裡 舉 出 的 應 用 實 在 為 冰 山 一 角 ， 這 方 面 的 應 用 不 勝 枚 舉 。 以 下 舉 出 兩 個 成 功 的 案 例 。 全 國 達 康 所 建 構 的「 台 灣 電 子 地 圖 服 務 網 」，系 統 所 提 供 的 功 能 除 了 輸 入 門 牌 號 碼 找 地 圖 之 外 ， 另 外 還 提 供 了 主 題 地 圖 、 旅 遊 地 圖 、 可 供 行 動 電 話 使 用 的 電 子 地 圖 下 載 以 及 公 車 搭 乘 資 訊 等 大 量 的 地 理 資 訊 。 下 圖 為 台 灣 電 子 地 圖 服 務 網 的 系 統 介 面 示 意 圖 。

圖九 台灣電子地圖服務網之空間資料輸入介面

圖十 台灣電子地圖服務網之系統介面

再 來 介 紹 的 是 國 外 一 個 比 較 具 代 表 性 的 應 用 ： NASA 所 開 發 的 「 NASA World Wind 系 統 」。 這 個 系 統 與 之 前 介 紹 的 台 灣 電 子 地 圖 服 務 網 有 些 不 同 ， 前 者 只 要 瀏 覽 器 有 安 裝 JAVA 模 擬 器 便 能 在 網 路 上 直 接 獲 取 空 間 資 料；後 者 則 是 必 須 先 到 NASA 的 網 站 下 載 一 個 主 程 式 才 能 夠 執 行 。 不 過 他 們 的 相 同 點 都 是 用 戶 端 利 用 網 路 對 伺 服 器 執 行 空 間 資 料 取 得 的 動 作 。 這 個 系 統 主 要 能 讓 使 用 者

在 網 路 上 獲 取 全 世 界 各 國 的 及 時 災 害 資 訊 ， 下 圖 是 系 統 介 面 示 意 圖 。

圖十一 NASA Wod Wind 系統介面示意圖

第三節 行動式地理資訊系統 1. 基 本 定 義 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 (Mobile GIS) 是 網 際 網 路 地 理 通 訊 系 統 (Web-GIS)的 延 伸，基 本 上 只 是 將 網 際 網 路 地 理 通 訊 系 統 中 的「 傳 統 網 路 」 轉 變 為 無 線 的 網 路 ， 如 GPRS 和 無 線 網 路 等 。 它 是 建 立 在 嵌 入 式 設 備 和 無 線 傳 輸 技 術 基 礎 之 上 ， 不 僅 是 指 隨 物 理 載 體 移 動 的 地 理 資 訊 系 統 ， 也 不 僅 是 指 可 以 提 供 移 動 目 標 空 間 資 料 的 地 理 資 訊 系 統 ， 也 不 是 一 般 地 理 資 訊 系 統 的 精 簡 版 以 便 於 能 夠 在 PDA 等 手 持 設 備 上 使 用 GIS， 它 是 一 個 使 用 不 同 資 料 模 式 所 構 建 的 系 統 ， 與 地 理 資 訊 服 務 緊 密 聯 繫 在 一 起 ， 是 技 術 、 資 訊 、 服 務 的 綜 合 應 用 (任 福 ， 2002)。 基 本 上 Mobile GIS 跟 Web GIS 一 樣 並 沒 有 改 變 GIS 的 本 質，而 它 能 夠 做 的 動 作 而 如 同 Web GIS 一 樣 對 空 間 資 料 進 行 獲 取 、 儲 存 、 整 合 、 處 理 、 分 析 及 展 示 的 動 作 。 而 Mobile GIS 比 Web GIS 多 了 一 項 可 移 動 的 特 性，所 以 能 做 應 用 更

多 ， 如 個 人 導 航 、 現 地 調 查 系 統 等 。 在 ESRI 網 站 中 指 出 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 是 三 種 不 同 技 術 層 面 的 合 成 ： 地 理 資 訊 系 統 、 全 球 定 位 系 統 、 和 無 線 網 路 技 術 ( 如 3G 行 動 通 信 技 術 以 及 GPRS)。 結 合 這 三 種 技 術 使 得 使 用 者 無 論 何 時 、 不 論 何 處 都 能 輕 易 的 使 用 空 間 資 料 庫 所 提 供 的 資 料 。 2. Mobile GIS 的 特 點 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 有 以 下 幾 點 特 徵（ 任 福，2002；張 晉 維 ， 2001； 翁 維 瓏 ， 2001） 優 點 ： (1) 更 廣 泛 的 使 用 層 面 使 用 者 可 以 同 時 造 訪 多 個 位 於 不 同 地 方 的 伺 服 器 上 的 最 新 的 空 間 資 料 ， 而 網 際 網 路 所 特 有 的 優 勢 大 大 方 便 了 地 理 資 訊 系 統 的 資 料 管 理 ， 使 分 散 式 的 多 資 料 模 式 的 資 料 管 理 和 合 成 更 易 於 實 現 。 (2) 平 台 獨 立 性 無 論 伺 服 器 或 客 戶 端 是 何 種 機 器，無 論 伺 服 器 端 使 用 何 種 GIS 軟 體 ， 由 於 使 用 了 通 用 的 Web 瀏 覽 器 ， 使 用 者 就 可 以 很 方 便 地 使 用 GIS 資 料 ， 在 本 機 或 某 個 Server 上 進 行 分 散 式 元 件 的 動 態 組 合 和 空 間 資 料 的 處 理 與 分 析 ， 實 現 遠 端 資 料 共 享 的 目 標 。 (3) 可 大 規 模 降 低 系 統 成 本 一 般 專 業 的 地 理 資 訊 軟 體 均 非 常 昂 貴，而 一 般 使 用 者 使 用 的 經 常 只 是 一 些 最 基 本 的 功 能 ， 這 實 際 上 造 成 了 極 大 的 浪 費 。 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 在 客 戶 端 通 常 只 需 使 用 簡 易 的 GIS 軟 體 ， 其 軟 體 成 本 與 全 套 專 業 GIS 軟 體 相 比 明 顯 要 節 省 得 多 (PaPaGo 以 及 SuperPad 一 套 僅 需 幾 千 塊 )。 (4) 簡 易 的 使 用 者 介 面 因 為 使 用 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 的 使 用 者 ， 以 一 般 用 戶 居 多 。 因 此 整 體 的 使 用 者 介 面 的 設 計 趨 向 大 眾 化 以 及 簡 易 化 ， 以 人 性 化 的 使 用 者 介 面 與 一 般 地 理 資 訊 系 統 軟 體 作 一 個 區 隔 。 (5) 即 時 獲 得 所 需 要 之 資 訊

透 過 無 線 網 路 以 及 全 球 定 位 系 統，使 用 者 可 以 隨 時 隨 地 的 獲 得 空 間 資 料 以 及 座 標 位 置。 透 過 適 地 性 服 務（ LBS）更 能 加 強 整 個 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 的 功 能 ， 使 得 使 用 者 達 到 「 一 機 在 手 ， 行 遍 天 下 」 的 理 想 。 (6) 比 紙 質 地 圖 突 出 的 功 能 在 過 去，外 出 來 到 一 個 不 熟 悉 的 地 方 時，紙 質 地 圖 通 常 是 我 們 身 邊 必 備 的 好 伙 伴 。 但 是 它 有 一 個 缺 點 就 是 無 法 長 久 使 用 ， 用 久 了 會 有 變 形 或 磨 損 的 特 性 。 而 跟 紙 質 地 圖 相 比 ， 是 一 種 更 加 經 久 耐 用 、 堅 實 可 靠 的 電 腦 媒 介 。 同 時 更 提 供 了 紙 質 地 圖 無 法 辦 到 的 定 位 功 能 以 及 簡 易 的 最 佳 路 徑 決 策 功 能 。 缺 點 ： 設 備 限 制

行 動 式 設 備 共 有 以 下 幾 種 ： Smart phone、 PDA、 平 板 電 腦 (Tablet PC) 、 Notebook 、 行 動 電 話 等 (J. Casademont et al , 2004) 。 而 實 際 上 會 使 用 到 的 只 有 Smart phone、 PDA、 行 動 電 話 ， 而 這 些 手 持 設 備 都 有 以 下 幾 個 相 同 的 缺 點 ： 螢 幕 顯 示 能 力 、 圖 形 處 理 能 力 、 運 算 能 力 以 及 記 憶 體 都 不 足 。 隨 著 科 技 的 進 步 ， 未 來 無 線 網 路 的 架 設 以 及 3G 行 動 通 信 的 頻 寬 或 許 會 打 破 現 今 網 路 以 及 設 備 遭 受 限 制 的 缺 點 ， 達 到 一 個 盡 善 盡 美 的 地 步 。 過 去 ， 這 類 系 統 通 常 用 於 地 理 資 料 的 調 查 ， 如 森 林 資 源 的 調 查 、 旅 遊 景 點 的 調 查 。 現 今 這 類 系 統 有 了 另 一 面 向 的 應 用 ， 如 觀 光 導 覽 的 行 動 式 系 統 。 3. Mobile GIS 的 架 構 與 運 作 機 制 (1) 基 本 架 構 由 於 地 理 資 訊 系 統 所 處 理 的 不 僅 是 屬 性 資 料，同 時 也 需 處 理 圖 形 資 料 ， 這 個 工 作 必 須 要 由 伺 服 器 端 處 理 ， 因 為 用 戶 端 的 手 持 設 備 （ 如 PDA 以 及 手 機 等 ） 運 算 處 理 資 料 的 能 力 大 大 不 如 伺 服 器 端 的 電 腦 。 因 此 把 大 部 分 的 工 作 在 伺 服 器 端 作 處 理 ， 而 用 戶 端 則 負 責 查 詢 以 及 顯 示 的 工 作 。 這 一 點 跟 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 很 相 近 ， 而 實 際 上 也 是 如 此 ， 下 圖 3 是 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 的 架 構 圖 。 由 架 構 圖 中 可 以 看 出 兩 者 的 差 異 並 不 大 ， 行 動 式 地 理 資 訊 系 統 由 四 個 要 素 構 成 ：（ 楊 錦 松 ， 2004） a. 用 戶 端（ The client）： 具 備 有 網 路 連 線 裝 置 的 設 備 ， 如

PDA、 手 機 、 平 版 電 腦 、 Smartphone 等 。

b. 網 路（ The network）： 在 這 裡 專 指 無 線 網 路， 如 WLAN 以 及 GPRS。 c. 定 位 裝 置 （ The location ）： 行 動 用 戶 的 定 位 系 統 ， 如 GPS 或 是 手 機 使 用 的 基 地 台 定 位 。 d. 伺 服 器 端 （ The server）： 其 中 伺 服 器 端 又 可 細 分 為 ： (a) 網 頁 伺 服 器 ： 在 網 際 網 路 中 提 供 資 訊 的 技 術 標 準 ； (b) 位 置 管 理 元 件 ： 處 理 位 置 資 訊 ， 掌 控 移 動 物 體 路 徑 ； (c) GIS 元 件：在 伺 服 器 端 處 理 地 理 空 間 資 料 的 GIS 元 件； (d) 地 圖 資 料 庫 ： 分 散 的 地 圖 資 料 庫 ， 地 理 空 間 資 料 可 以 藉 由 擴 充 地 圖 資 料 庫 來 增 加 。 而 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 則 由 三 個 要 素 構 成：用 戶 端、伺 服 器 端 、 網 路 。 空間資料庫 PDA或3G手機 _{GIS Server}

Web Server 無線網路或GPRS Internet PC 離線時可經由 電腦自GIS Server下載空 間資料 GPS全球定位系統 圖十二 行動式地理資訊系統架構圖 而 Mobile GIS 也 存 在 另 一 種 架 構 ， 而 這 種 架 構 主 要 是 要 適 應 現 階 段 無 線 網 路 系 統 不 成 熟 所 衍 生 的 。 在 它 的 架 構 中 ， 只 有 用 戶 端 (The server)以 及 定 位 裝 置（ The location），坦 白 講 這 樣 的 架 構 其 實 跟 傳 統 GIS 相 似，只 是 多 了 便 於 攜 帶 的 特 點， 一 些 Mobile GIS 因 為 無 線 網 路 帶 來 的 優 勢 都 不 復 存 在 ， 而 且

用 戶 端 的 設 備 必 須 負 擔 更 沈 重 的 系 統 負 載 ， 但 一 般 而 言 這 方 面 的 應 用 並 不 會 需 要 很 高 速 的 CPU 運 算 ， 如 現 地 旅 遊 景 點 調 查 、 門 牌 調 查 系 統 、 或 是 公 共 設 施 調 查 系 統 之 類 的 。 下 圖 是 此 架 構 的 系 統 示 意 圖 。 圖十三 Mobile GIS 之折衷架構圖 (2) 資 料 支 援 格 式 由 於 GIS 業 界 對 資 料 格 式 在 它 的 架 構 中 的 規 定 尚 未 統 一 ， 因 為 軟 硬 體 的 差 異 ， 所 以 在 用 戶 端 展 示 的 空 間 資 料 格 式 不 盡 相 同 。 OpenGIS 在 它 的 實 作 案 例 Web Map Server 中 依 照 支 援 格 式 及 計 算 能 力 將 用 戶 端 的 資 料 展 示 分 為 三 個 類 型：Thin client、Medium client、Thick client 三 種 類 型（ OpenGIS, 2000； 楊 錦 松 ， 2004）。 下 表 為 本 研 究 對 其 資 料 格 式 以 及 系 統 要 求 所 做 的 一 個 整 理 。

表四 資料格式以及用戶端系統負載

資料格式 系統要求

Thin client JEPG、PNG 等圖 形資料格式

對系統功能要求比較少，大多數的手機以及 PDA都支援這樣的資料格式雖然可使用於各 種行動裝置，但用戶端介面受限於資料格式 只是圖形格式，無法作基本的GIS 運算處

理，例如展示範圍的放大縮小、查詢 物體屬性仍得靠伺服器重新傳送新的資料。 Medium client 支援WebCGM、

SVG 等向量資料 格式，需要plug-in 軟體輔助解讀處 理。 對於行動裝置之軟體功能要求較高，此類型 的用戶端也可以作到圖形放大縮小等簡單的 資料處理，分散伺服器的負擔，然而此類型 的用戶端也同樣面臨分散式架構的主要問 題：分散式軟體（ActiveX、Java 及其他技術） 受限於平台限制而行動性不高，要發展出大 部份行動裝置皆可適用之plug-in軟體是主要 挑戰。目前已經有手機、PDA 可支援SVG 格 式之展示，但是其他得仰賴ActiveX plug-in 的格式仍舊無法使用於行動裝置。 Thick client 資料以XML 或 GML 等格式傳 遞給用戶端，仍保 持地理資料 Feature 的個體， 由用戶端處理之 後展示。 類型的用戶端軟體目前只適合於PDA、PDA 手機、平板電腦等運算能力較強的行動裝 置。伺服器負責傳遞空間資料，用戶端不只 能展示資料，更可以由用戶端軟體作更多的 分析及運算。地理空間資料可以包裝為廠商 的特有Binary 格式（如ESRI ArcPad使用 Shape File）給用戶端處理，也能以XML、GML 等等由W3C、OpenGIS 所共同推動的標準格 式作為地理空間資料的格式，並在行動裝置 上開發共通的用戶端軟體；目前只有PDA以 及平板電腦等運算能力較高的行動裝置能夠 開發用戶端軟體作為GIS介面，因此要開發互 動性較高之系統以PDA及平板電腦這兩種行 動裝置為主。

資料來源：(Stojanovic et al., 2001；OpenGIS, 2000；楊錦松，2004)

(3) 資 料 傳 輸 的 運 作 機 制

Mobile GIS 其 實 有 嚴 格 架 構 以 及 折 衷 架 構 兩 種 ， 這 兩 種 架 構 在 上 一 節 中 都 有 討 論 過 了 ， 在 此 不 再 贅 述 。 而 在 這 邊 要 談 的 運 作 機 制 主 要 是 第 一 種 架 構 的 運 作 機 制 。

Mobile GIS 的 伺 服 器 端 GIS 元 件 與 Web GIS 的 伺 服 器 端 GIS 元 件 對 於 空 間 資 料 的 處 理 方 式 是 相 同 的，都 是 從 伺 服 器 接 收 http Request 之 後 ， 由 GIS 元 件 作 地 理 空 間 資 料 的 處 理 （ OpenGIS, 2001 ） 將 地 理 空 間 資 料 處 理 為 影 像 壓 縮 格 式 如 JPEG、 PNG 等 格 式 ， 或 是 GIS 商 業 軟 體 格 式 （ Shapefile 或 是 CAD），由 Web 伺 服 器 以 URL 之 方 式 包 裝 於 http Response

中 回 傳 給 行 動 裝 置 的 用 戶 端 ， 進 行 資 訊 解 讀 並 使 用 。 Mobile GIS 的 使 用 者 介 面 可 能 是 瀏 覽 器，可 能 是 具「 用 戶 端 － 伺 服 器 端 」 架 構 的 用 戶 端 介 面 ， 無 論 是 哪 一 種 ， 基 本 上 都 須 將 資 訊 包 裝 後 以 http Request 之 方 式 傳 遞 給 伺 服 器 。 瀏 覽 器 的 包 裝 方 式 是 將 資 訊 處 理 為 html 網 頁 格 式 ， 若 使 用 者 介 面 不 是 瀏 覽 器 ， 則 資 訊 包 裝 方 式 有 很 多 種 做 法 ， 包 裝 資 料 的 資 料 格 式 若 是 開 放 式 標 準 ， 對 於 行 動 裝 置 及 網 頁 伺 服 器 來 說 是 較 具 行 動 性 的 。 而 GIS 界 常 用 XML (extensible Markup Language)來 包 裝 這 些 空 間 資 料，而 XML 之 特 性 在 於 半 結 構 化 的 組 織 ， 且 具 有 自 我 描 述 能 力 的 性 質 ， 只 要 行 動 裝 置 具 有 解 譯 XML 格 式 之 能 力，適 合 作 為 詮 釋 資 料 以 及 資 料 流 通 的 共 同 格 式 ， 使 得 Web 伺 服 器 可 以 簡 易 地 處 理 資 訊 。 而 地 理 標 記 語 言 （ GML） 是 以 XML 為 基 礎 開 發 出 來 的 一 種 更 適 合 包 裝 空 間 資 料 的 語 言 ， 它 是 由 非 營 利 性 團 體 公 開 地 理 資 訊 系 統 協 會 （ OpenGIS Consortium ） 所 發 表 ， 目 前 的 版 本 為 3.0 版。GML 是 利 用 XML 來 進 行 資 料 編 碼，因 此 可 以 輕 易 在 不 同 系 統 間 交 換 地 理 資 料 及 其 屬 性 。 GML 的 主 要 目 的 是 用 作 模 型 、 傳 輸 、 地 理 資 訊 的 儲 存 ， GML 提 供 了 多 種 物 件 用 作 描 述 地 理 資 訊 ， 其 中 包 括 ： 地 形 特 徵 、 座 標 參 考 系 統 、 幾 何 學 、 拓 樸 學 、 時 間 等 。 而 新 版 的 GML 3.0 則 支 援 了 相 位 幾 何 學 、 空 間 和 時 間 的 參 考 系 統 、 多 種 比 例 尺 、 Metadata、 網 格 （ Grid）資 料、和 對 地 形 及 區 域 做 視 覺 化 處 理 所 需 的 預 設 樣 式 （ OpenGIS, 2002）。所 以 跟 XML 相 比 較 起 來，GML 更 像 是 為 空 間 資 料 所 量 身 打 造 的 語 言 ， 更 便 於 空 間 資 料 的 共 享 以 及 傳 輸 。 第四節 適地性服務 (LBS) 在 上 一 節 所 提 到 的 Mobile GIS 其 實 是 屬 於 LBS 中 的 一 種 服 務 ， 而 LBS 為 何 ？ 其 基 本 定 義 以 及 架 構 都 將 在 此 節 中 做 一 個 介 紹 。 1. 基 本 定 義 何 謂 LBS，最 簡 單 的 定 義 為：「 行 動 裝 置 根 據 用 戶 所 在 的 位 置 所 提 供 的 應 用 以 及 服 務 」 (T. D’Roza et al., 2003)。 它 是 通 過 電 信 業 者 的 網 路 （ 如 GSM 網 、 CDMA 網 ） 或 是 GPS 獲 取 行 動 裝 置 用 戶 的 位 置 資 訊 ， 在 電 子 地 圖 平 臺 的 支 援 下 ， 為 用 戶 提 供 相 應 服 務 的 一 種 增 值 業 務 。 藉 著 此 一 技 術 的 發 展 ， 行 動 裝 置 用 戶 可 以 利 用 身 邊 的 行 動 裝 置 對 電 信 業 者 傳 回 己 身 所 在 的 位 置 資 訊 ， 而 電 信 業 者 再 經 由 伺 服 器 對 行 動 裝 置 用 戶 提 供 若 干 的 服 務 。 換 句 話 來 說 就 是 行 動 裝 置 用 戶 很 清 楚 所 在 位 置 可 以 享 受 到 的 適 地 性 服 務 ( 林 明

正，2002)，而 這 種 服 務 最 大 的 優 點 在 於 個 人 化 的 特 性。可 依 用 戶 的 在 地 場 合 (所 在 位 置 )、 所 處 的 環 境 或 個 人 偏 好 為 中 心 導 向 ， 提 供 客 戶 「 個 人 所 需 、 當 時 、 當 地 的 資 料 」 (洪 昌 哲 ， 2002)。 LBS 最 早 是 從 美 國 開 始 的。早 在 1996 年，美 國 聯 邦 通 信 委 員 會 （ FCC） 要 求 電 信 業 者 為 手 機 用 戶 提 供 緊 急 求 助 服 務 ， 即 提 供 呼 叫 者 的 位 置 以 便 及 時 救 援 ， 他 們 將 這 種 LBS 命 名 為 E911。 此 後 ， 日 本 、 德 國 、 法 國 、 瑞 典 、 芬 蘭 等 國 家 紛 紛 推 出 各 具 特 色 的 商 業 化 的 位 置 服 務 。 目 前 ， 世 界 許 多 國 家 都 以 法 律 的 形 式 頒 佈 了 對 LBS 的 要 求 ， 如 美 國 「 US FCC E911」 以 法 律 的 形 式 規 定 了 運 營 商 為 911 用 戶 提 供 的 定 位 服 務 精 度 標 準 ， 而 歐 盟 也 頒 佈 法 律 ， 遵 循 美 國 聯 邦 通 信 委 員 會 標 準 ， 並 於 2003-1-1 實 施 (Adams et al., 2003)。 而 這 項 服 務 在 國 內 一 直 無 法 推 動 開 來，主 要 限 制 的 因 素 是 3G 架 構 下 的 網 路 ， 如 GPRS、 WCDMA、 CDMA2000 等 的 傳 輸 速 度 一 直 無 法 有 效 的 提 升 ， 現 階 段 GPRS 的 傳 輸 速 度 大 概 跟 撥 接 上 網 相 若 。 這 方 面 的 硬 體 設 備 都 已 經 相 當 成 熟 ， 如 3G 手 機 以 及 SmartPhone 的 相 繼 問 世 ， 網 路 傳 輸 速 度 還 是 最 重 要 的 關 鍵 ， 所 以 國 內 在 推 動 3G 行 動 通 訊 的 腳 步 上 比 較 緩 慢 ， LBS 這 方 面 的 應 用 也 比 較 罕 見 。 但 是 可 以 預 見 的 是 隨 著 這 個 瓶 頸 的 突 破 ， LBS 在 行 動 通 訊 中 所 佔 的 角 色 也 更 形 重 要 ， 而 Mobile GIS 也 同 樣 會 隨 著 LBS 的 發 展 也 更 為 普 及 。 2. LBS 的 基 本 架 構 LBS 之 基 本 架 構 實 際 上 是 跟 前 面 Mobile GIS 的 基 本 架 構 類 似 的 ， 詳 見 圖 6 所 展 示 的 架 構 圖 。 即 時 動 態 資 訊 、 無 線 網 路 、 以 及 可 移 動 性 為 LBS 的 主 要 特 徵，基 本 的 道 理 就 是 系 統 所 提 供 的 服 務 會 隨 著 行 動 裝 置 用 戶 的 位 置 以 及 需 求 而 有 所 改 變 。 一 個 傳 統 概 念 上 的 LBS 架 構 其 實 跟 Mobile GIS 的 架 構 相 同，可 分 為 用 戶 端 (The client)、伺 服 器 端（ The server）、網 路 (The network)、定 位 裝 置 (The location)。 只 是 它 在 伺 服 器 端 以 及 用 戶 端 不 見 得 有 儲 存 、 展 示 、 處 理 空 間 資 料 的 特 性 ， 因 為 Mobile GIS 的 概 念 是 建 構 在 LBS 概 念 之 上 ， Mobile GIS 是 LBS 延 伸 的 一 項 應 用 ， 亦 即 Mobile GIS 為 建 構 在 LBS 架 構 上 的 GIS 應 用 （ 楊 錦 松 ， 2004）。 下 圖 為 其 架 構 示 意 圖 。

行動設備用戶端

_無線網路

_伺服器端

定位系統

無線網路能將用戶座標以及 用戶喜好傳回伺服器，伺服 器也會將用戶需要的資料傳 給用戶 圖十四 LBS 架構示意圖 3. 支 援 LBS 之 行 動 裝 置 行 動 裝 置 是 LBS 服 務 的 用 戶 端 設 備，要 完 成 LBS 的 服 務，在 某 些 層 面 上 還 是 得 仰 賴 用 戶 端 行 動 裝 置 的 硬 體 計 算 能 力 以 及 空 間 資 訊 展 現 能 力 。 一 般 常 見 的 行 動 裝 置 有 手 機 、 Notebook、 平 板 電 腦 、 PDA 、 以 及 Smartphone( 智 慧 型 手 機 )(Casademont et al., 2003)。但 不 可 諱 言 的 ，在 今 日 可 以 展 現 空 間 資 料 的 裝 置 中 ，功 能 最 強 的 裝 置 就 是 可 以 連 上 internet 的 PC， 它 擁 有 最 快 的 連 線 速 度 、 最 多 的 資 訊 以 及 可 以 產 生 最 好 的 視 覺 效 果 ， 但 是 無 行 動 性 就 不 符 合 LBS 的 基 本 精 神。而 這 些 行 動 裝 置 各 有 優 勢，下 表 是 這 些 裝 置 的 比 較 表 。 表五 行動裝置功能比較表

PDA 手機 Smartphone 平板電腦 Notebook

運算速度 400MHz 20～133MHz 206 ～ 400MHz 1.3GHz 以 上 1.3GHz 以 上 記憶容量 ROM 48Mb RAM 64Mb 2～16MB ROM 48Mb RAM 64Mb 20Gb 以上 20Gb 以上 螢幕大小 240×320 180×220 240×320 1050×1400 1024×768

(pixels) 800×600 系統 Win CE Palm OS JAVA Win CE Palm OS Symbian OS Win series Linux Mac OS Win series Linux Mac OS 重量 約 200g 左 右 新 款 手 機 都 在 100g 以下 居多 跟 PDA 約 略相同 大 部 分 都 在 1 ～ 2kg 間 大 部 分 都 在 1 ～ 2kg 間 無 線 傳 輸 的方式 GPRS 、 bluetooth GPRS 、 GSM、 WCDMA 、 CDMA 、 bluetooth GPRS 、 GSM 、 WCDMA、 CDMA 、 bluetooth WLAN 、 GPRS、 bluetooth WLAN 、 GPRS 、 bluetooth 定位方式 GPS( 要 外 掛 GPS 模 組) E-OTD 、 CellID GPS 、 E-OTD 、 CellID GPS GPS 成本 中等，約兩 萬以內 低廉，數千塊 至 一 兩 萬 不 等 中等，約兩 萬以內 三萬以上 至 少 三 萬 以上

資料來源：（Casademont et al., 2003；Yu et al.，2003；楊錦松，2004）

4. 無 線 網 路 系 統 在 LBS 架 構 下 ， 另 一 個 不 可 或 缺 的 就 是 無 線 網 路 的 支 援 。 嚴 格 來 講 沒 有 無 線 網 路 的 誕 生，就 不 會 有 LBS 這 樣 的 服 務 誕 生。用 戶 端 的 無 線 設 備 必 須 透 過 無 線 網 路 跟 伺 服 器 端 的 伺 服 器 做 互 動 以 及 溝 通 ， 因 此 無 線 網 路 的 頻 寬 以 及 通 訊 協 定 標 準 是 相 當 重 要 的 。 在 LBS 架 構 下 常 見 的 無 線 網 路 系 統 主 要 可 以 分 為 兩 個 族 群 ： 無 線 區 域 網 路 (Wireless Local Area Network， WLAN)以 及 無 線 廣 域 網 路（ Wireless Wide Area Network，WWAN）(Casademont et al., 2003)。無 線 區 域 網 路 系 統 具 有 高 速 傳 送 資 料 以 及 私 密 性 較 高 的 優 點 ， 但 是 無 線 區 域 網 路 涵 蓋 的 範 圍 狹 小 ， 容 易 造 成 死 角 ； 無 線 廣 域 網 路 雖 然 擁 有 廣 大 的 涵 蓋 範 圍 ， 但 是 它 致 命 的 缺 點 在 於 傳 輸 資 料 的 速 度 一 直 無 法 提 升 。 下 兩 表 是 無 線 區 域 網 路 通 訊 協 定 （ 含 IEEE 802.11 規 範 、 藍 芽 、 紅 外 線 ） 與 無 線 廣 域 網 路 通 訊 協 定 （ IS-136、IS-95、PDC、GSM、HSCSD、GPRS、EDGE、IMT-2000 等 ）。

表六 無線區域網路（WLAN） 概述 傳輸速率 IEEE802.11a~ IEEE802.11n 於 1997 年通過的 WLAN 國際標準通訊協定，現在 進展到 IEEE802.11n IEEE802.11b：11Mbps IEEE802.11a＆IEEE802.11g:54Mbps IEEE802.11n：108Mbps Bluetooth 適用於短距離、一對多的 聲音與資料傳輸，可傳輸 的距離大約十公尺 理論值：721Kbps 實際值：423.6Kbps IrDA 一種利用紅外線傳輸資 料的機制，應用層面廣 泛，一對一傳輸，可傳輸 距離大約一公尺 9.6Kbps～4Mbps 不等 資料來源：(Casademont et al., 2003，本研究重新整理) 無 線 廣 域 網 路 又 可 稱 為 行 動 通 訊 網 路 （ Mobile Telephone Network） (Casademont et al., 2003)， 它 是 一 種 以 基 地 台 為 中 心 的 蜂 巢 狀 網 路 架 構 ， 最 初 的 架 構 是 用 來 傳 遞 聲 音 的 ， 但 後 了 因 應 社 會 需 求 而 改 為 也 能 傳 遞 資 料 ， 下 表 是 相 關 系 統 的 比 較 與 介 紹 。 表七 無線廣域網路（WWAN） 系 統 簡述 使用區域 傳輸速率 IS-136(Interim Standard 136) 2G 又稱 D-AMPS 或 TDMA，從 1994 開始使用，僅能 傳遞聲音 美國 9.6Kbps IS-95(Interim Standard 95) 2G 又稱 CDMA，除 了能傳遞聲音之 外，也能傳送資 料 美國 14.4kbps PDC(Personal Digital Cellular) 2G 又稱 JDC，是由 日本基於 IS-136 開發的系統，最 成功的代表是 日本 28.8kbps

NTT DoCoMo 開 發的 i-mode GSM(Global System for

Mobile Communication) 2G ETSI 制訂的系 統，分成三種頻 率 900、1800、 1900，國內使用 的通訊協定 最早是在歐 洲，後全球 14.4kbps HSCSD(High Speed Circuit Switched Data)

3G 為增加 GSM 傳輸 速度的一種通訊 協定，但是技術 層面尚未成熟 歐洲、亞洲太 平洋區、南 非、中東 28.8~43.2kbps GPRS(General Packet Radio Service) 3G 為解決 GSM 及 HSCSD 問題而衍 生，資料的傳輸 是以封包的形式 傳輸 北美、歐洲、 亞洲太平洋區 理論值： 170Kbps 實際值： 115Kbps EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution)

3G 一種新的模式用 以增加 GSM、 HSCSD 以及 GPRS 的速率，目 前尚在實驗階段 尚未普及 沒有數據 IMT-2000(International Mobile Telecommunications 2000) 3G ITU 所提出來的 一個架構，現階 段的協定有三種 FOMA、UMTS、 CDMA2000 發展 中 FOMA：美國 UMTS ： 日 本。 CDMA2000： 韓國 2Mbps 資料來源：(Casademont et al., 2003，本研究重新整理) 5. 定 位 系 統 空 間 位 置 是 LBS 的 重 要 元 素 ， 無 論 是 靜 止 的 用 戶 或 是 正 在 移 動 中 之 用 戶 ， 如 果 能 夠 獲 取 足 夠 精 度 之 空 間 位 置 ， 即 可 增 加 服 務

的 可 用 性 。 空 間 位 置 應 可 由 定 位 系 統 轉 換 為 座 標 系 統 中 之 座 標 ， 並 考 慮 其 座 標 基 準 及 投 影 方 式 ， 以 符 合 地 圖 資 料 之 現 況 。 此 座 標 轉 換 動 作 因 為 系 統 架 構 之 不 同 ， 可 設 計 於 行 動 裝 置 或 伺 服 器 端 處 理 。 除 此 之 外 ， 位 置 資 訊 有 許 多 需 考 量 之 因 素 ， 例 如 位 置 多 久 須 更 新 、 位 置 的 精 度 及 準 確 度 、 位 置 隱 含 的 週 遭 資 訊 等 。 在 LBS 運 作 架 構 中，獲 得 行 動 裝 置 之 位 置 資 訊 是 最 基 礎 而 重 要 的 前 提 ， 而 不 同 的 應 用 服 務 對 位 置 資 訊 之 精 確 度 有 不 同 之 需 求 ， 因 此 選 用 定 位 技 術 時 需 要 考 慮 涵 蓋 範 圍 、 精 確 度 、 及 應 用 環 境 。 一 般 常 見 的 定 位 系 統 不 外 乎 GPS 以 及 基 地 台 定 位 兩 種 ， GPS 定 位 有 著 高 精 度 但 是 室 內 無 法 定 位 的 缺 點 ； 而 基 地 台 定 位 則 室 內 可 以 定 位 ， 但 精 度 低 的 缺 點 。 在 這 邊 我 們 不 探 討 這 些 定 位 的 原 理 ， 將 留 待 下 一 節 探 討 ， 而 在 本 研 究 中 採 用 的 定 位 裝 置 是 GPS。 6. 現 今 LBS 提 供 的 服 務 在 LBS 架 構 當 中，用 戶 端 將 是 享 受 LBS 服 務 的 最 終 消 費 者 ， LBS 以 其 能 瞭 解 到 用 戶 的 位 置 的 特 點 ， 而 衍 生 出 極 其 廣 泛 而 又 實 在 的 用 途 ， 依 據 LBS 的 不 同 用 途 ， 也 相 應 產 生 不 同 的 用 戶 群 體 ， 他 們 可 以 是 個 人 用 戶 、 也 可 以 是 行 業 用 戶 。 對 用 戶 而 言 ， LBS 不 僅 僅 是 瞭 解 自 己 或 他 人 位 置 的 個 性 化 服 務 ， 更 重 要 的 是 關 係 到 每 一 移 動 用 戶 的 自 身 與 財 產 安 全。因 此，用 戶 在 享 受 LBS 方 面 持 有 主 動 權 。 以 下 是 Location-based Service 的 一 些 相 關 應 用 。 (1) 緊 急 救 援 環 境 的 不 確 定 因 子 給 人 們 的 安 全 帶 來 了 一 定 的 威 脅。隨 著 人 類 社 會 的 不 斷 進 步 ， 人 們 的 活 動 範 圍 越 來 越 大 ， 人 們 的 行 蹤 越 來 越 難 確 定 ， 這 種 不 確 定 的 環 境 ， 使 人 們 的 安 全 存 在 重 大 隱 患 。 因 此 ， 危 險 情 況 下 的 緊 急 救 援 就 顯 得 尤 為 重 要 。 在 許 多 的 山 難 事 故 或 者 交 通 事 故 當 中 ， 由 於 用 戶 本 身 受 傷 或 者 用 未 對 週 遭 地 理 環 境 的 不 熟 悉 ， 以 至 於 無 法 將 求 救 訊 息 傳 遞 出 去 。 因 此 LBS 的 無 線 定 位 技 術 就 顯 的 相 當 重 要 ， 有 了 這 項 技 術 ， 救 援 中 心 便 可 輕 易 的 找 出 受 難 者 的 位 置 ， 給 予 最 快 速 的 救 援 。 附 帶 一 提 ， 這 也 是 LBS 最 早 的 應 用 （ Adams et al., 2003）。 (2) 個 人 定 位 利 用 LBS 提 供 的 無 線 定 位 技 術 ， 隨 時 隨 地 的 傳 遞 給 使 用 者 所 在 地 點 的 絕 對 位 置 以 及 相 對 位 置 （ ESRI， 2002）。

(3) 親 友 定 位 在 人 們 給 親 友 及 客 戶 接 通 電 話 時，總 是 有 意 無 意 地 詢 問 親 友 或 客 戶 的 所 在 位 置 ， 例 如 ，「 你 在 哪 裡 」、 或 「 現 在 什 麼 地 方 」之 類 的。在 詢 問 時，可 能 人 們 甚 至 無 意 識 到 詢 問 的 目 的 ， 更 將 其 看 作 為 問 候 語 。 但 從 本 質 上 已 經 清 晰 無 疑 地 表 明 ， 人 們 對 親 友 或 客 戶 所 在 位 置 的 強 烈 興 趣 ， 從 本 質 上 實 現 著 人 類 溝 通 層 次 的 需 要 。 (黃 維 綱 等 ， 2002)因 此 LBS 也 提 供 了 對 其 他 用 戶 作 定 位 以 及 計 算 其 他 用 戶 與 用 戶 本 身 之 間 的 距 離 （ ESRI, 2002）。 (4) 跟 蹤 導 航 在 電 信 業 者 提 供 LBS 之 前 ， 車 輛 追 蹤 導 航 資 訊 的 提 供 一 般 都 是 由 傳 統 的 GPS 完 成。基 於 GSM 的 定 位 業 務，只 要 為 每 一 輛 或 每 一 艘 需 要 導 航 和 追 蹤 的 車 輛 或 船 隻 安 裝 一 個 移 動 台 ， 通 過 通 信 業 者 的 GSM 網 路 ， 完 全 解 決 了 通 訊 覆 蓋 問 題 。 然 後 ， 無 線 網 路 再 為 這 些 移 動 台 提 供 位 置 資 訊 ， 並 將 這 些 資 訊 通 過 定 位 業 務 平 臺 傳 輸 給 調 度 中 心 ， 達 到 與 GPS 相 當 的 定 位 精 度 （ 黃 維 綱 等 ， 2002）。

另 外 個 人 導 航 系 統 (Personal Navigation， NAVI)（ Rainio, 2002） 也 成 為 LBS 所 提 供 的 另 一 種 導 航 服 務 。 它 的 觀 念 在 於 可 以 讓 用 戶 除 了 知 道 自 己 本 身 的 位 置 之 外 ， 而 且 可 以 讓 用 戶 很 清 楚 的 知 道 前 往 目 的 地 的 路 徑 以 及 交 通 狀 況 （ Rainio, 2002）。 (5) 位 置 廣 告 LBS 定 位 平 台 將 開 通 的 位 置 廣 告 功 能，是 根 據 移 動 電 話 用 戶 所 處 的 位 置 發 送 附 近 商 業 企 業 的 廣 告 。 例 如 ： 當 顧 客 經 過 某 時 裝 商 店 的 商 圈 範 圍 時 ， 移 動 電 話 中 將 播 放 時 裝 店 的 廣 告 和 商 品 目 錄 ， 甚 至 可 以 提 供 電 子 優 惠 卷 （ 黃 維 綱 等 ， 2002）。 (6) 基 於 位 置 的 計 費 該 服 務 允 許 移 動 用 戶 在 同 一 城 市 的 不 同 區 域 進 行 通 話 時 享 受 不 同 的 話 費 率 。 該 服 務 可 以 針 對 個 人 用 戶 ， 也 可 以 是 團 體 用 戶 （ 黃 維 綱 等 ， 2002）。 (7) 隨 身 黃 頁 LBS 定 位 平 台，首 先 定 位 出 用 戶 所 處 的 位 置，然 後 再 根 據 伺 服 器 端 空 間 資 料 庫 提 供 的 資 訊 選 出 用 戶 所 在 地 的 相 關 資

訊 ， 供 用 戶 查 詢 。 隨 身 黃 頁 可 為 用 戶 提 供 一 個 地 區 的 最 近 服 務 地 點 （ ESRI, 2002）。 例 如 ， 要 查 詢 3 公 里 內 的 義 大 利 餐 館 資 訊 ， 則 手 機 可 按 照 遠 近 標 準 列 出 在 這 一 範 圍 內 的 義 大 利 餐 館 名 稱 。 資 料 可 以 文 本 的 格 式 （ 餐 館 名 稱 、 地 址 、 電 話 號 碼 ） 或 以 地 圖 格 式 （ 顯 示 用 戶 位 置 和 餐 館 的 地 圖 ） 顯 示 。 (8) 交 通 監 控 業 務 交 通 阻 塞 報 告 業 務：該 服 務 向 在 交 通 幹 線 上 用 戶 提 供 諸 如 交 通 阻 塞 情 況 、 平 均 車 流 、 幹 線 上 的 汽 車 佔 有 量 等 其 他 相 關 交 通 資 訊 （ 黃 維 綱 等 ， 2002）； (9) 導 覽 業 務 該 服 務 可 以 對 用 戶 所 在 地 附 近 的 城 市 景 點 提 供 資 訊 服 務 ， 如 ： 景 點 介 紹 ， 景 點 間 相 互 導 航 ， 對 附 近 的 飯 店 、 銀 行 、 機 場 、 車 站 等 場 所 的 導 航 。 也 可 提 供 用 戶 所 在 位 置 週 邊 地 區 購 物 點 (如 百 貨 公 司 、 購 物 中 心 、 量 販 店 、 便 利 商 店 等 )以 及 餐 廳 的 一 些 相 關 資 訊 ， 如 百 貨 公 司 週 年 慶 、 餐 廳 種 類 以 及 所 在 地 點 等 （ ESRI, 2002）。 (10) 最 佳 路 徑 業 務 利 用 伺 服 器 計 算 出 最 近 路 徑 的 選 擇：該 服 務 根 據 用 戶 的 指 示 ， 計 算 出 從 用 戶 所 在 地 到 欲 達 到 之 地 點 （ 如 酒 店 、 影 院 、 加 油 站 等 ） 的 最 佳 路 徑 （ 黃 維 綱 等 ， 2002）。 第五節 定位服務 行 動 裝 置 常 見 的 定 位 方 法 有 兩 種 ： GPS 與 行 動 通 訊 定 位 法 (D’Roza et al., 2003)。 定 位 方 法 無 論 是 在 LBS 或 是 Mobile GIS 中 都 是 一 個 不 可 或 缺 的 要 件，因 為 常 見 的 定 位 方 法 種 類 相 當 多 樣，所 以 在 此 一 節 將 詳 細 的 介 紹 。 1. GPS 定 位 法 GPS 所 採 用 的 定 位 法 是 距 離 交 會 法 ， 只 不 過 它 的 參 考 點 是 天 上 的 衛 星 ， 而 且 是 三 度 空 間 的 距 離 交 會 法 。 利 用 電 波 傳 送 的 速 度 ， 以 及 電 波 傳 送 的 時 間 ， 我 們 可 以 算 出 電 波 發 射 點 （ 衛 星 ） 及 電 波 接 收 點 （ 用 戶 端 ） 間 的 距 離 。 利 用 三 度 空 間 的 距 離 交 會 法 ， 我 們 便 可 求 出 用 戶 所 在 的 位 置 。 由 於 這 些 數 據 可 以 算 的 很 準 確 ， 因 此 其 定 位 效 果 相 當 準 確 （ 葉 怡 成 ， 2000）。 以 下 是 兩 種 手 持 設 備 常 用 的 GPS 定 位 技 術 。

(1) DGPS

DGPS 即 差 分 全 球 定 位 系 統 （ Differential Global Position System， 簡 稱 DGPS）， 是 在 GPS 的 基 礎 上 利 用 差 分 技 術 使 用 戶 能 夠 從 GPS 系 統 中 獲 得 更 高 的 精 度 。 DGPS 實 際 上 是 把 一 台 GPS 接 收 儀 放 在 位 置 已 精 確 測 定 的 點 上 ， 組 成 基 站 （ Base Station）（ 葉 怡 成 ， 2000）。 基 站 接 收 儀 通 過 接 收 GPS 衛 星 信 號 ， 測 得 並 計 算 出 到 衛 星 的 偽 距 ， 將 偽 距 和 已 知 的 精 確 距 離 相 比 較 ， 求 得 該 點 在 GPS 系 統 中 的 偽 距 （ 偽 距 為 受 各 種 GPS 誤 差 影 響 的 距 離 ） 測 量 誤 差 ， 再 將 這 些 誤 差 作 為 修 正 值 以 標 準 資 料 格 式 通 過 播 發 台 向 周 圍 空 間 播 發 。 附 近 的 DGPS 用 戶 接 收 到 來 自 基 地 台 的 誤 差 修 正 資 訊 ， 以 此 來 修 正 自 身 的 GPS 測 量 值 ， 從 而 大 大 提 高 其 定 位 精 度 。 差 分 技 術 的 基 礎 是 : 在 同 一 地 區 內，GPS 緩 慢 變 化 的 系 統 誤 差 ， 包 括 選 擇 可 用 性 （ SA） 誤 差 ， 對 基 站 及 其 鄰 近 用 戶 的 影 響 是 相 同 或 相 近 的 。 應 用 差 分 技 術 可 有 效 地 削 弱 SA、 電 離 層 延 遲 、 大 氣 層 延 遲 、 星 曆 誤 差 、 衛 星 鐘 誤 差 ， 達 到 米 級 定 位 精 度 （ 李 鮮 楓 ， 1999）。 圖十五 DGPS 定位示意圖（Dana, 2000） (2) AGPS AGPS（ Assistance GPS）技 術 是 一 種 結 合 了 無 線 網 路 基 地 台 資 訊 和 GPS 資 訊 對 用 戶 端 進 行 定 位 的 技 術 ， 可 以 在 GSM/GPRS 和 CDMA2000 網 路 中 使 用 。 該 技 術 需 要 在 手 機 內 增 加 GPS 接 收 機 模 組 ， 並 改 造 手 機 天 線 ， 同 時 要 在 移 動 網 路