應用開放源碼WebGIS於社區資源管理之研究 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學地政學系私立中國地政研究所. 碩士論文. 應用開放源碼 WebGIS 於社區資源管理之研究政治大 Application 立of Open Source WebGIS in ‧. ‧ 國. 學. Community Resources Management. n. er. io. sit. y. Nat. al. v i n Ch engchi U 研究生：單勇恩. 指導教授：詹進發. 中. 華. 民. 國. 1. 0. 1. 年. 七. 月.

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(3) 謝誌短短的研究所生活就要告一段落了，雖然連自己也無法相信竟然能夠在兩年內把論文完成，並且順利畢業，真的要感謝很多親朋好友以及師長的幫助。特別是我的指導教授詹進發老師，我從老師身上挖到不少寶物，學到了好多知識，從原本什麼都不會的自己，現在覺得變成一個非常專業的研究生了。還記得在大學讓所有人都聞風喪膽的程式設計課程，上完課之後讓我從此對程式感到恐懼；但在研究所的歷練之下，開始用程式練習撰寫網站和網際網路 GIS 的系統，我便不再害怕程式這種東西，反而引起了興趣。這都要感謝老師引. 政治大間，但兩年下來在程式方面已經能夠駕輕就熟了。立. 導我這個方向，改變了我的學習之路，雖然每次在程式找錯誤上面要花非常多時. ‧ 國. 學. 再來要感謝所有地政系的師長們，在學術和論文撰寫方面都提供了很多寶貴的意見；因為所有老師的知識傳授，也因此讓我在高普考各科能夠得心應手，幸. ‧. 運地考上了公務員。. sit. y. Nat. 接著要感謝研究所的學長姐、同學及學弟妹們，有了他們讓我學習的路途不. al. er. io. 會覺得太枯燥乏味，大家總是能開開心心地玩在一起，一起聊天、打電動、玩桌. v. n. 遊，也能一起認真的做研究；在遇到困難時也因為有他們的互相幫助，許多障礙也才因此被突破。. Ch. engchi. i n U. 最後要感謝的是我的家人，給予我許多心靈和精神上的支持，也提供了充分的物資來源，幫助我在基本生活上不愁吃穿，在研究所也才能如此順利地過下去。要感謝的人真的太多了，無法每個都列舉出來；因此我能盡量做的事只有在未來好好努力，充分地把我的專長發揮出來，最後回饋給大家，讓所有人幸福。.

(4) 摘要國內許多社區擁有豐富的自然及人文資源，為了有效促進經濟發展與促使遊客了解社區環境資源，部分組織體系較完整的社區，已陸續展開社區發展規劃工作，鼓勵社區民眾共同參與社區林業經營與環境資源管理等工作。對於社區資源管理方面，如何將社區內各項資源進行有效地規劃與適當地呈現，以及與其他不同社區之間的資源資料整合，皆為當前主要面臨的課題之一。為考量社區的經濟條件限制，本研究利用低成本的開放源碼(Open Source)軟體如 Django 和 QGIS (Quantum GIS)，及網路上提供的免費軟體 Google Earth，搭配空間資訊科技輔助. 政治大資訊系統 WebGIS (Web-based 立 GIS)平台，提供使用者可經由操作網頁方式進行資資料蒐集，建構出社區資源之地理空間資料庫，並建立一套完整的網際網路地理. ‧ 國. 學. 料分享、管理及分析等服務。並結合 MapServer、Google Maps API (Application Programming Interface)、Openlayers API 與 JavaScript 設計動態網頁，讓社區和一. ‧. 般使用者可以透過地圖互動方式與相關地理資料的多樣化呈現以了解社區之各. sit. y. Nat. 項資源，且促使社區管理者更有效進行資源規劃及提高生態旅遊之效益；同時融. n. al. er. io. 入公眾參與地理資訊系統(Public Participation Geographic Information Systems,. v. PPGIS)的理念，鼓勵共同參與資源管理，於網站上加入討論與分享機制，進而擴. Ch. engchi. i n U. 大居民參與社區資源規劃討論的空間。研究成果顯示，利用 GPS 軌跡記錄器可於低成本的條件下，幫助環境資源等資料的收集；本研究舉辦數次的教育訓練以及觀察社區居民的學習情形，證實利用 WebGIS 平台的簡易操作，能促使社區中不同的使用者願意分享各自擁有的資料，發揮自發性地理資訊(Volunteered geographic information, VGI)的精神。且藉由公眾參與的方式，將能獲得更多不同來源的圖資或社區資源相關資料，以強化系統的資料庫內容。此外，透過各種豐富圖資瀏覽與空間分析工具，更有利於社區資源管理與決策分析之應用。. 關鍵字：社區資源、開放源碼軟體、網際網路地理資訊系統、公眾參與、自發性地理資訊.

(5) Abstract Many local communities have a wealth of natural and humanistic resources. In order to effectively promote economic development and let more tourists know the environmental resources of the community, some more well-organized communities have launched community development planning to encourage local people to participate in community forestry and environmental resources management work. For community resources management, the most important issue is how to manage and present various community resources effectively, and to integrate resource data. 政治大 community, this study used立 low-cost open source software such as Django and QGIS. collected by different communities. Considering the economic constraint of. ‧ 國. 學. (Quantum GIS), and free software such as Google Earth, and spatial information technologies to collect data and establish geospatial database of community resources.. ‧. Moreover, a WebGIS (Web-based GIS) platform was built to provide users with. sit. y. Nat. various services including data sharing, management, and analysis. By combining. n. al. er. io. MapServer, Google Maps API (Application Programming Interface), Openlayers API,. i n U. v. and JavaScript dynamic web pages, the system let users understand the resources of. Ch. engchi. the community through a diverse display of interactive electronic maps and related geographic information. It also enables the community manager to carry out resource planning more effectively, and promotes benefits of ecotourism. In addition, the system incorporates the concept of PPGIS (Public Participation Geographic Information Systems) by adding functionalities of discussion and information sharing so as to encourage public involvement in resource management, and facilitate residents to participate in the discussion of resource planning. The results show that, GPS tracking devices can assist in collecting community resources data with low cost and high efficiency. By observing the activities of community residents after several.

(6) training workshops, this research proves that WebGIS platform can facilitate different users of the community to voluntarily share their own data, which conforms to the spirit of VGI (Volunteered geographic information). With public participation, the geodatabase can effectively incorporate more data about the community resources from different sources. Furthermore, the geodatabase and spatial analysis tools will be helpful for decision-making on community resources management. Keywords: community resources, open source software, Web-based GIS, public participation, Volunteered geographic information. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v.

(7) 目錄第一章緒論.................................................................................................... 1 第一節研究背景........................................................................................ 1 第二節研究動機........................................................................................ 3 第三節研究目的........................................................................................ 4 第二章文獻回顧與理論基礎........................................................................ 5 第一節社區發展........................................................................................ 5 第二節 GIS 於生態環境之應用 ................................................................. 7 第三節 PPGIS 應用發展 ............................................................................. 9 第四節 WebGIS 與其應用 ........................................................................ 14 第五節開放源碼軟體與自由軟體.......................................................... 20 第六節 Google Maps 應用 ....................................................................... 22 一、國內 Google Maps 應用實例 ...................................................... 22 二、國外 Google Maps 相關應用 ...................................................... 26 第七節 Openlayers 開發實例 .................................................................. 28 一、OpenStreetMap ........................................................................... 28 二、中國天地圖網.............................................................................. 28 三、多重解析度影像地圖.................................................................. 29 第八節小結.............................................................................................. 30 第三章研究材料與方法.............................................................................. 32 第一節研究區域簡介.............................................................................. 32 一、曲溪社區...................................................................................... 32 二、麻豆地區及曾文社區大學.......................................................... 33 第二節研究材料與工具.......................................................................... 35 一、GPS 軌跡記錄器 .......................................................................... 36 二、GPS Photo Tagger ......................................................................... 37 三、Google Earth ................................................................................ 37 四、QGIS ............................................................................................. 38 五、PostgreSQL ................................................................................... 39 六、Django .......................................................................................... 39 七、HTML ............................................................................................ 41 八、JavaScript ..................................................................................... 41 九、Google Maps API .......................................................................... 41 十、Openlayers API ............................................................................. 42 十一、MapServer ................................................................................ 45 十二、GDAL......................................................................................... 46 第三節研究方法...................................................................................... 47 一、地理資料收集.............................................................................. 48 二、資料庫建置.................................................................................. 49 三、平台建構...................................................................................... 51. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. I. i n U. v.

(8) 四、網站架構配置.............................................................................. 52 五、空間分析工具提供...................................................................... 53 六、公眾參與方式.............................................................................. 55 第四章結果與討論...................................................................................... 56 第一節 WebGIS 平台建置 ........................................................................ 56 一、網站首頁...................................................................................... 56 二、註冊頁面...................................................................................... 57 三、功能選單頁面.............................................................................. 58 四、系統各項管理.............................................................................. 62 五、交流討論功能.............................................................................. 66 六、分析查詢工具.............................................................................. 66 七、小結.............................................................................................. 69 第二節公眾參與...................................................................................... 72 一、工作坊參與成效.......................................................................... 72 二、網站使用成果.............................................................................. 73 三、小結.............................................................................................. 74 第五章結論與建議...................................................................................... 75 第一節結論.............................................................................................. 75 第二節建議.............................................................................................. 77. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. II. i n U. v.

(9) 圖目錄圖 2-1. Capraro 所提出社區發展模式.................................................................. 6 圖 2-2. WebGIS 架構圖 ....................................................................................... 14 圖 2-3. 台北市政府路平專案網站地圖 ............................................................ 22 圖 2-4. 消防栓查詢系統 .................................................................................... 23 圖 2-5. 勞工就業服務處工作查詢系統 ............................................................ 23 圖 2-6. 政治大學校園影音導覽地圖 ................................................................ 24 圖 2-7. 曲溪社區景觀資源系統 ........................................................................ 25 圖 2-8. 外來種資料於 Google Maps 上呈現 ..................................................... 26 圖 2-9. Project BudBurst 地圖畫面 ..................................................................... 27 圖 2-10. Picture Post 首頁 ................................................................................... 27 圖 2-11. OpenStreetMap 介面 ............................................................................ 28 圖 2-12. 天地圖網站 .......................................................................................... 29 圖 3-1. 台南市大內區曲溪社區 ........................................................................ 32 圖 3-2. 各地區瀏覽次數直方圖 ........................................................................ 33 圖 3-3. 台南市麻豆地區地理位置 .................................................................... 34 圖 3-4. GPS-iBlue821 軌跡記錄器外觀............................................................... 36 圖 3-5. GPS Photo Tagger 操作介面 .................................................................... 37 圖 3-6. Google Earth 基本介面 ........................................................................... 38 圖 3-7. 中文操作介面之 QGIS ........................................................................... 39 圖 3-8. Django 系統架構圖 ................................................................................. 40 圖 3-9. Google Maps API 基本函式..................................................................... 42 圖 3-10. 將 Google Maps 嵌入於網頁中 ........................................................... 42 圖 3-11. Openlayers API 基本語法 ...................................................................... 43 圖 3-12. 利用 Openlayers API 將 WMS 地圖嵌入於網頁瀏覽 ......................... 43 圖 3-13. WebGIS 平台建構流程 ......................................................................... 47 圖 3-14. 攜帶 GPS 軌跡記錄器進行野外搜集資料 .......................................... 48 圖 3-15. 獲取資源相關影像 .............................................................................. 48 圖 3-16. 大內地區之衛星影像 .......................................................................... 49 圖 3-17. 自然生態資源於 Google Earth 進行資料建置 ................................... 50 圖 3-18. 利用 QGIS 輔助建置基本資料庫(設定坐標系、加入影像) .............. 50 圖 3-19. 利用 GDAL 讀取 Shapefile 資訊 .......................................................... 50 圖 3-20. 於 QGIS 中開啟圖層屬性資料欄位 .................................................... 51 圖 3-21. Shapefile 屬性資訊存入 PostgreSQL 資料表內 ................................... 51 圖 3-22. 網站架構配置示意圖 .......................................................................... 53 圖 4-1. 網站首頁地圖(WMS 底圖) .................................................................... 56 圖 4-2. 網站首頁地圖(地形圖作為底圖) .......................................................... 56 圖 4-3. 網站首頁地圖(Google 二維平面底圖) ................................................. 57 圖 4-4. 網站首頁地圖(Google 衛星底圖) ......................................................... 57 圖 4-5. 網站首頁地圖(疊加各縣市圖層) .......................................................... 57 圖 4-6. 註冊頁面 ................................................................................................ 58 圖 4-7. 功能選單頁面 ........................................................................................ 58 圖 4-8. 單一資源管理頁面 ................................................................................ 59. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. III. i n U. v.

(10) 圖 4-9. KML 壓縮檔管理介面 ............................................................................. 60 圖 4-10. KML 配合照片展示 ............................................................................... 60 圖 4-11. 影像圖層管理 ...................................................................................... 61 圖 4-12. WMS 地圖管理 ..................................................................................... 61 圖 4-13. 管理權限設定介面 .............................................................................. 62 圖 4-14. 帳號管理介面 ...................................................................................... 62 圖 4-15. 註冊帳號審核介面 .............................................................................. 63 圖 4-16. 社區管理介面 ...................................................................................... 63 圖 4-17. 資料類別管理 ...................................................................................... 63 圖 4-18. 單一資源審核 ...................................................................................... 64 圖 4-19. KML 檔案審核 ....................................................................................... 64 圖 4-20. 影像審核 .............................................................................................. 65 圖 4-21. WMS 網路地圖審核 ............................................................................. 65 圖 4-22. 審核資料更改介面 .............................................................................. 65 圖 4-23. 圖片分享 .............................................................................................. 66 圖 4-24. 意見交流討論 ...................................................................................... 66 圖 4-25. 兩資源點距離查詢 .............................................................................. 67 圖 4-26. 目標點範圍內搜尋 .............................................................................. 67 圖 4-27. 目標點範圍內搜尋之結果 .................................................................. 67 圖 4-28. 關鍵字查詢 .......................................................................................... 68 圖 4-29. 關鍵字查詢結果 .................................................................................. 68 圖 4-30. 圖上距離量測 ...................................................................................... 69 圖 4-31. 圖上面積量測 ...................................................................................... 69 圖 4-32. QGIS 建置之資料庫(左)發佈於網路(右) ............................................. 70 圖 4-33. 多種圖資套疊顯示 .............................................................................. 71 圖 4-34. 社區學員上課實況(左)與軟體操作(右) ............................................. 72 圖 4-35. 學員使用軌跡記錄器於野外蒐集 ...................................................... 72 圖 4-36. 曾文社區大學學員 KML 資料分享成果 ............................................. 74. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. IV. i n U. v.

(11) 表目錄表 2-1 PPGIS 與 GIS 不同層面比較 .................................................................... 11 表 2-2 各種常見的 Web GIS 使用軟體比較 ..................................................... 16 表 2-3 利用商業軟體與自由軟體開發平台系統之特性比較 ......................... 19 表 3-1 研究工具與工作項目 ............................................................................. 35 表 3-2 GPS-iBlue821E 軌跡記錄器之規格.......................................................... 36 表 3-3 常見投影坐標系與 EPSG 代碼 ............................................................... 44 表 3-4 Google Maps API 與 Openlayers API 比較 ............................................... 45 表 3-5 多層次使用者管理模式 ......................................................................... 52 表 3-6 WebGIS 系統使用之 GeoDjango 空間分析模組 .................................... 53 表 4-1 教育訓練與學習成效討論 ..................................................................... 73. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. V. i n U. v.

(12) 第一章緒論第一節研究背景近年來，「社區發展」已成為許多組織及團體所關注的議題，自 2002 年 3 月起林務局致力於推動社區林業計畫，以「生物多樣性」為主要的核心價值，並藉由「社區營造」的操作原則，鼓勵社區民眾自發性地共同參與森林資源經營，以及承擔維持生態保育與管理森林資源之責任，藉此凝聚社區發展共識與培養社區人才，使社區組織有能力與政府組織共同經營自然資源。行政院農業委員會林. 政治大. 務局將「社區林業」具體定義為：當地社區依據社區整體發展及對森林永續經營. 立. 提出計畫，由居民力量來經營社區林，並獲得林務單位的經營管理授權，這種由. ‧ 國. 學. 社區民眾參與森林經營管理的模式稱為社區林業。另外，必須根據各個社區當地居民及技術人員的知識背景訂定計畫內容，且鼓勵共同參與的方法，協助居民與. ‧. 其組織對森林資源的利用和管理技能，解決社區所關注的問題(陳美惠，2006)。. y. Nat. sit. 社區申請加入社區林業計畫主要動機可分六種，分別為促進生態保育、發展. n. al. er. io. 生態旅遊、維護社區文化、獲得經費補助、增強社區運作及學習森林共同管理等；. i n U. v. 自林務局實施社區林業計畫至今，已有數百個社區或部落申請加入計畫；工作內. Ch. engchi. 容包含資源調查、生態教育、山林巡護、環境保育、社區綠美化、生態旅遊籌劃等事務，而絕大多數的社區團體以生態旅遊及生態環境保育為主要探討議題，顯示出生態旅遊與生態環境保育為目前大部分的社區所關注的發展重點 (鐘龍治等，2005；方國運，2004)。生態旅遊於過去生態保護的架構下逐漸衍生而成，為一種以環境教育為前提，同時承擔對當地居民的社會責任，並配合適當的機制，於不改變當地原始生態與社會結構的範圍內，從事休閒遊憩、欣賞或體驗其中的野生動、植物景象，並關心該區域內所有文化內涵。於發展生態旅遊前，應盡量邀請當地社區一同參與生態旅遊規劃工作，擬定長期管理與監測計畫、透過調查及分析當地自然與人 1.

(13) 文特色並評估旅遊發展可能帶來的正面及負面影響。另一方面，發展生態旅遊事業需確保一定比例的觀光收益用於保育及經營管理，為當地社區及自然生態帶來長期的環境、社會及經濟利益，並且促進遊客、當地居民、政府單位、非官方組織、旅遊業者以及專家學者之間的良性互動。因此，生態旅遊的發展，必須同時兼顧生態保育、社區利益與永續經營三大原則，並由社區居民、產官學各界共同建構完善的生態旅遊產業(交通部觀光局，2002)。透過社區林業計畫，促使部落與民間團體組織與林務局互動及溝通的管道增加，並增進彼此的瞭解；另一方面，藉由政府相關機構的介入，社區發展生態旅. 政治大有效地進行，並促使社區達到永續經營的目標。立. 遊的同時，可獲得適當的經費補助與人力或物力支援，以幫助生態旅遊發展事業. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 2. i n U. v.

(14) 第二節研究動機從過去的林務局計畫背景，可知政府相關單位執行社區林業計畫，必須有效管理社區資源，並實行相對應的措施，藉以輔助社區發展生態旅遊；另一方面也將可能面臨到幾個問題：(1)如何確實了解社區林業及自然、人文和社會等資源的空間位置分佈以及將資源的資訊充分表達；(2)如何對現有的環境資料進行分析並做出適當的決策；(3)鄉村社區中人才的缺乏以及如何有效地培育專業人員。社區林業與生態旅遊同時強調社區整體有效發展規劃，以及生態環境永續經營之理念，而環境保護或生態保育需要有效率地進行各區域分配管理，以及局部. 政治大. 至整體的監控規劃措施。環境保育規劃與生態旅遊發展措施必須通過完整的生. 立. 態、環境資料調查及後續的資料管理，並進行適當地展示與整合分析。另一方面，. ‧ 國. 學. 生態旅遊規劃通常亦必須具有良好的景點或生物資源上的空間配置、環境整潔、風景特色、以及業者提供適當地路線規劃和有效地推廣社區資源，便較容易吸引. ‧. 旅客前往。. y. Nat. sit. 針對社區整體規劃與發展措施，需考量許多層面，包括如何有效率地進行資. n. al. er. io. 料蒐集、部分社區本身有限之經濟條件、專業人員訓練之困難、以及不同社區之. i n U. v. 間的資料來源整合等；由於地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)具. Ch. engchi. 有強大的空間資料管理、分析與幾何圖形編輯功能，對於生態旅遊規劃以及資源調查方面，皆為良好的選擇工具；儘管傳統的商業 GIS 軟體需要較高的購買費用，而現今由於網路技術的發達，已存在許多與 GIS 技術相關的低成本軟體可透過網路直接下載；故本研究使用低成本與容易取得之開發工具，搭配 GIS 相關技術，針對社區資源建構一套網際網路地理資訊系統平台，利用各種資源相關空間資訊建立出地理資料庫，提供各社區之資料進行有效率控管與整合，並透過網頁設計出簡易的使用者操作介面，提供後續地理空間資料分析以及查詢之服務。. 3.

(15) 第三節研究目的本研究具體目的包括：一、利用空間資訊科技輔助並有效地進行野外實地調查與資料蒐集，藉由記錄資源空間位置坐標，及搭配數位相機拍攝數位影像，同時對環境、森林生態觀察並記錄以獲得完整社區資源之幾何空間與屬性資料，以利後續分析查詢之應用。二、為降低社區發展或軟體開發成本，以網路上可取得免費地理資訊系統軟體 QGIS 與 Google Earth 取代高成本之商業軟體如 ArcGIS、MapInfo. 政治大. 等，針對空間資料進行不同格式間轉換與圖層資料內容的管理與編. 立. 輯，以幫助後端平台有效監控與處理各式各樣資料。. ‧ 國. 學. 三、利用網站管理框架建立網站系統與 WebGIS 平台以整合各種不同來源資料，同時搭配資料庫軟體與內含分析模組的使用提供地理資料空間. ‧. 分析，並設計動態網頁，展示動態空間資訊；一方面供使用者透過網. y. Nat. sit. 頁了解社區各項資源，另一方面讓使用者可經由網站平台進行地理資. n. al. er. io. 料查詢及多樣化分析，藉以達到資訊分享與支援決策之成效。. i n U. v. 四、不定期舉辦教育訓練引導民眾各種工具及軟體上的操作和使用，以促. Ch. engchi. 進公眾參與，並評估社區居民對於網站的操作難易度及地圖成果展現。. 4.

(16) 第二章文獻回顧與理論基礎第一節社區發展社區發展為 1948 年後聯合國所倡導推行的一種世界性運動，亦屬於一項透過政府組織的幫助以促進社區福利的政策。社區發展依據聯合國的定義，意指人民與政府共同努力，改善社區經濟、社會、文化環境，並且促進對國家的貢獻。其通常包含兩種基本要素：(1)由民眾自行參與並靠自身力量努力創造以改進其生活水準。(2)由政府以技術或其他服務促使其達到更有效的自覺、自助與互助，. 政治大. 並配合政府行政支援、技術指導，有效運用各種資源，從事綜合建設。1994 年. 立. 文建會針對社區發展事業提出社區總體營造政策，倡導由下而上、社區自主、居. ‧ 國. 學. 民參與、永續經營的理念，因此社區發展工作陸續加入許多團體共同推動。社區總體營造政策希望將地方產業加以文化包裝，提昇其價值，並帶動地方經濟發. ‧. 展，活化社區。因此社區發展是為了提升生活品質的需求，藉以尋求政府部分的. y. Nat. sit. 幫助，傾向一種社區居民自發性的社會行動與共同努力建設社區之過程。社區總. n. al. er. io. 體營造需要高凝聚力的團隊合作，行政單位往往必須呼籲各個企業與產業共同思. i n U. v. 考社區的發展，亦需要更多專家學者、技術人員與熱心的社區人士共同組織團. Ch. engchi. 隊，並一起努力提供解決社區問題的各種方案。因此，社區發展首要條件即為必須先了解社區的歷史，熟悉過去和現在所有的自然、社會與生活文化等資源，此可藉由地圖上位置標示以認識以往每個社區中資源的分佈特色，以幫助社區的資源整合以及地方產業文化的營造(蔣玉嬋，2004)。 Capraro (2004) 提出兩種機構 GSDC (Greater Southwest Development Corporation)及 SWOP (Southwest Organizing Project)所使用的一套社區發展模式，認為社區發展為透過學習以及傳承使人力資源與價值交互運作的一種過程，可分為三個層面(圖 2-1)，最底層部分主要為基本的人才培訓，包括家庭以及正式教育的學校組織、與非正式教育的社教機構等；中間層部分扮演領導者的角 5.

(17) 色，通常為政府機關或較高層的組織，透過多方面溝通與建立共同目標及願景，並結合所有組織加入團隊。而最上層部分為社區發展之後商業機制成果的展現，包括服務能力的提供、產品輸出以及營運收入的成效。從社區林業計畫中的曲溪社區案例，證實透過學術人士或專業人員的教導與訓練，可有效提升民眾參與學習的動力以及增加為社區服務的意願(詹進發，2009)。本研究欲推廣公眾參與及團隊合作精神至更多具有開發潛力之社區，促進更多民眾學習與關懷，並加強社區人口的競爭能力。. 立. 零售出口. ‧. n. Ch. engchi. y. sit. io. al. er. ‧ 國. 學領導階層建立共同目標結合各個組織. Nat. 價值流動. 服務提供治政文化產品大. i n U. v. 人力資源發展學校、家庭教育訓練中心社區發展工作圖 2-1. Capraro 所提出社區發展模式. 6. 人力資源流動.

(18) 第二節 GIS 於生態環境之應用地理資訊系統（GIS, Geographic Information System），是一套可對空間資料進行各種處理、分析以及應用的決策工具，通常包括基本的軟硬體設備、資料庫管理與製圖技術；GIS 主要目的為透過圖層處理及空間分析的功能，將原始地理資料轉變為能夠支持各種分析與決策的資訊。其所擁有的技術被廣泛應用於各種領域，如資源調查、國土規劃、區域發展、交通運輸、治安維護以及森林生態管理等。由於 GIS 強大的空間分析技術與提供豐富的幾何圖形管理編輯功能，無論生態環境資源調查，或是生態旅遊規劃方面，皆為良好的使用工具，且目前已經有許多的應用實例。. 政治大. 立. 一、GIS 於生態環境之應用. ‧ 國. 學. 劉良力(2002)進行 1998 至 2001 年連續三年的黑面琵鷺冬季調查，透過劃定調查路線，以實地記錄方式蒐集資料，並且將調查成果利用 GIS 計算及展示，. ‧. 分析出台南地區中黑面琵鷺的活動模式。訐立達等人(2010)利用航照及衛星影像. y. Nat. sit. 繪製陽明山國家公園之植物群分佈圖，具體方式為根據不同植物在影像上所呈現. n. al. er. io. 的形狀、大小、色調、色彩、組織或陰影之差異，以螢幕數化其邊界成為 GIS. i n U. v. 圖層，用以分析保護區現況，以及植物群分佈與環境因子之關係。黃莉欣(2009). Ch. engchi. 應用 GIS 於嘉義地區入侵紅火蟻的定界調查，使用嘉義縣水上鄉及中埔鄉的電子地圖及空照圖等空間資料，並藉由 GPS 技術取得紅火蟻發生地點的地理坐標，依照不同發現時間配置不同顏色展示於地圖上，以顯示紅火蟻在嘉義地區空間與時間的分布情形。李培芬(2007)應用 GIS 於植物保護上的研究，蒐集 DTM (Digital Terrain Model)、月均溫資料、棲地分布圖、寄主植物分布圖等圖層作為輔助分析，並配合抽樣技術選擇較適當的監測位置，有效預測果蠅的潛在出現機率與分布區域。二、GIS 於生態旅遊之應用汪家夷(2002)透過 GIS 的屬性與空間分析技術，獲得土地之面積或長度資 7.

(19) 料，並配合多變量分析方法進行土地分區劃設，以幫助規劃惠蓀林場發展生態旅遊區域。Knaap (1999)利用 GIS 蒐集各種環境資源、道路和不同路線所需花費時間的相關資料，探討旅客的活動習慣，以及時間與空間中的複雜關係。Knox (2004) 為有效加強旅遊事業以及環境保育之規劃，透過 GIS 建立主要道路、住宅土壤覆蓋、等高線與區域生態系統等資料，並且利用數值高程模型(Digital Elevation Model, DEM)與航照影像發展三維模型，最後將資料處理結果進行三維視覺化分析與飛行模擬，將自然資源、環境及人工地物的整體呈現，以幫助地形表面或環境空間的分析及評估。Turk and Gumusay (2004)從時間與經濟效率觀點，針對各. 政治大提供的路網分析功能，規劃出最佳的旅遊路徑。Bukenya (2012)結合 GIS 系統與立種景點資源，透過套疊各種正射影像、現有地圖、道路資料，以及利用 GIS 所. 多準則決策(multi-criterion decision-making framework, MCDM)，就野生動植物管. ‧ 國. 學. 理、生態本身價值、容易受到外在環境影響的程度、利潤等方面，對不同地區以. ‧. 各自相符合的標準或條件進行評估，以幫助分析烏干達(Uganda)地區各個國家公. y. Nat. 園的旅遊發展方向。. er. io. sit. 由於 GIS 技術的發展，使生態環境的調查資料可以從傳統較單調的圖片呈現方式，趨向多元化的表現；配合 GIS 軟體本身提供的編輯與分析功能，能夠. al. n. v i n 配合生態地理資料幫助表達出各種不同的資訊，包括基本的空間相互關係，或是 Ch engchi U 更細部的路線、區域規劃等。. 8.

(20) 第三節 PPGIS 應用發展目前由於全球資訊網(World Wide Web)的盛行，使空間資料之取得更加便利與快速，不僅促成 GIS 研究方面的蓬勃發展，其應用領域也日益廣闊。相較於一般的應用軟體，GIS 的建置成本仍然偏高，且空間資料的處理與分析仍具有較高之技術門檻，軟體操作須通常經過專業的訓練。公眾參與地理資訊系統(Public Participation Geographic Information Systems, PPGIS)起源於 1996 年，由美國緬因大學(University of Maine)的研究學者提出，主要目的在探討克服傳統 GIS 技術所具有的限制因素，以改善非官方組織與個. 政治大. 人在參與決策過程中所面臨的各種障礙(NCGIA, 1996；林俊強等，2005)。PPGIS. 立. 基本的概念，為繼承了 GIS 本身所具有的技術，如空間可視化與分析能力，且. ‧ 國. 學. 融入了「公眾參與」的理念，利用 GIS 工具作為公眾參與的平台，透過圖上各種資訊的展現，讓所有參與者觀看、討論與分享，並提供民眾參與公共政策與議. ‧. 題規劃的機會。因此，PPGIS 不僅屬於一種 GIS 概念的延伸，亦是將 GIS 應用. y. Nat. sit. 在社會各層面的一種方式(Schlossberg and Shuford, 2005；蔡博文等，2009)。. n. al. er. io. 一般而言，PPGIS 主要具有幾點特性：(1)充分讓所有使用者與系統溝通，. i n U. v. 且允許使用者於系統上進行儲存、編輯、展示各種與決策過程有關之空間和非空. Ch. engchi. 間的資訊。(2)決策制定的過程中，各種意見以及資訊可能存在許多的差異性，包括不同的種族、文化、政治、社會背景等，必須能容納這些差異性，使不同來源的意見均可以分享與呈現。(3)各式各樣的決策問題將牽涉到許多不同的方案或措施，必須能對各種方案加以評估，或提供不同的方案讓使用者可以依其分析成果或資料呈現進行選擇，並評估其結果(黃國瑛，2009)。 Sieber (2003)指出 PPGIS 促進社會型態的改革，使原本邊緣化的團體或社區逐漸成為領導趨勢。取代以往官方或營利走向的發展，強調非官方的個人或團體組織(Nongovernmental Organizations, NGOs)針對特定使用者目的，使用地理資料或地理資訊系統解決問題，使社會中較弱勢的族群亦有能力運用 GIS 進行公眾 9.

(21) 參與事務。對於團體組織決策方面，傳統 GIS 僅被視為一種以專家技術人員為主的解決工具，此種由上而下的制度與管理方式，往往僅限於官方決策，一般較低層階級的族群無法擁有參與事務籌劃之權利；而 PPGIS 主張由下而上方式，透過集體討論來制定與規劃各項政策，並強調資訊公開化、彈性的組織架構、以及低成本的開發費用。表 2-1 將 PPGIS 與 GIS 分別以幾項層面進行比較整理。以往較早時間由於大部分的 GIS 資料不易取得，皆由技術人員或專家專門管理，因此資料的獲取以及電腦硬體環境的高需求往往便成為非官方組織 NGOs 或基層組織(Grassroots Organizations, GROs)使用 GIS 技術的一大限制。因此藉由. 政治大費需求以及廣泛的應用層級(Sieber, 2003)。立. PPGIS 精神的推廣可突破 GIS 於各方面所具有的限制，包括目的、決策方向、經. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 10. i n U. v.

(22) 表 2-1 PPGIS 與 GIS 不同層面比較(改編自 Sieber, 2003) 層面. PPGIS. GIS. 著重焦點. 族群需求與技術應用. 技術層次與商業利益. 目的. 賦予團體參與及操作權力. 便於官方及專家決策. 組織架構. 彈性與公開. 官僚體制、嚴謹、具階層式. 應用層面. 團體、族群共同引領. 由專家或官方所領導. 決策方向. 由下而上. 由上而下. 立. 成本費用. 政治大降低成本. 資本密集型態. ‧ 國. 學. PPGIS 建構方法甚多，其中較常見的為網際網路地理資訊系統(WebGIS)，具有方便使用的圖形介面，讓使用者可以很容易的分享資料，以及透過網路處理資. ‧. 料與呈現分析結果。至目前為止，已有許多研究層面應用 PPGIS 於公共參與議. Nat. sit. y. 題上。林俊強等人(2005)，從泰雅族司馬庫斯的 PPGIS 運用案例中，認為傳統領. n. al. er. io. 域調查可促使原住民增加傳統領域的認知、環境意識和歸屬感，並可提升原住民. i n U. v. 自覺、加強原住民政治參與能力及促進更多的參與機會，故對於原住民而言含有. Ch. engchi. 非常重要的意義。由於 PPGIS 具有賦權於弱勢團體之能力，可降低參與權利及技術的門檻讓部落居民願意參與，因此應用 PPGIS 於原住民傳統領域調查，可同時運用地理資訊系統強大的功能，透過部落族群集體之參與討論，使原住民將其特殊文化與語言紀錄之傳統領域知識有效整合至地理資訊系統上，並透過深入地方歷史與社會脈絡，依照原住民族在地組織的能力與需求發展適當的技術，設計適當的公眾參與機制和互動方式，培養在地組織與部落成員，使其決策能力提昇。近幾年以來，針對部分社區發展及規劃，利用 PPGIS 及各種輔助工具建立溝通論述平台，可將社區資源展示於地圖上，藉由地圖平台之資訊提供社區居民 11.

(23) 參與討論。以宜蘭縣頭城鎮龜山社區為例，同時針對個別訪談與集體討論方面，提出四種不同公眾參與形式進行比較，分別為直接口頭訪問、手繪式配合現場訪談、參考紙本地圖與文獻資料討論以及網際網路 GIS 平台進行等四種方式；研究成果發現直接口頭訪問不易針對問題直接導向重點，地物時間與空間上的位置經由直接口述容易產生誤解或遺漏；而手繪式現場討論，若無任何的參考地圖資料，則無法精確地描繪出地物空間位置，另外亦有可能發生繪出資訊與彼此認知不一致的情況；而參考紙本地圖與網際網路地理資訊系統平台方式比起前兩者方法而言所呈現資訊則認為較為客觀。配合照片展示之 PPGIS 平台更將提高受訪. 政治大作。對於集體討論方面，網路平台比起其它三者方式更可以提供較大的資料獲取立. 者之好奇度，但在一開始的操作上需有專業人員介入教導，且需適應軟體的操. 彈性以及更新率，有助於居民自由分享彼此的資訊(莊永忠等，2010)。. ‧ 國. 學. 蔡元芳等人(2009)藉由現地調查和深度訪談瞭解社區居民的需求，導入公眾. ‧. 參與式地理資訊系統於社區防災資訊網站之研發，結合免費的網頁開發系統和網. y. Nat. 路地圖服務，建置互動式社區防災資訊網並進行適當的評估與剖析，藉以提升網. er. io. sit. 站的互動性與親和力，提供社區居民在不受時間與空間限制的情況下亦能夠參與。另外藉由地圖嵌入網站與互動功能的開發增進民眾對於防災資訊的交流與認. al. n. v i n 知，網站中的互動式地圖能提供居民清晰的防災資訊、增進居民對於社區防災事 Ch engchi U 務的參與機會。. 在 PPGIS 的架構底下，亦有一種新的概念引入，稱為自發性地理資訊 (Volunteered geographic information, VGI)。最早於 2007 年由 Michael Goodchild 提出，概念為由使用者自願性提供地理空間資料或資訊，並建立一套開放式的地理資訊資料庫平台供資料分享。隨著 GPS 以及行動裝置科技的普及，並且透過網際網路技術發展，使之成為另一種 GIS 資料收集的重要管道。VGI 更是被視為是一種 PPGIS 領域裡的一種延伸，目的為取代以往僅能由專業人員提供資料的限制，進而加強並擴大資料的多元及大眾化。目前應用 VGI 概念的有許多工具，如 OpenStreetMap (OSM)，為一種網路公開地圖之方式，並供使用者自由使 12.

(24) 用以及編輯的世界地圖；Google Earth 軟體亦屬於 VGI 的應用之一，為一種免費公開地圖平台並提供檢視地圖、地形、衛星影像以及三維建物等服務，使用者亦可上傳圖資但需要通過伺服端檢核即可分享於平台上；此外如 Panoramio (http://www.panoramio.com/) 以及 WikiMapia (http://wikimapia.org/)亦是一種強調 VGI 為主題的平台。此外，目前於全球盛行的臉書(Facebook)應用程式，使用者可透過網頁地圖標記出自己的所在位置，並且主動地將空間訊息記錄並傳遞供其他使用者觀看，亦屬於一種 VGI 的表現。本研究希望藉由公眾參與方式，促使社區居民自發性分享彼此蒐集的資料，加強多樣化的地理資料庫。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 13. i n U. v.

(25) 第四節 WebGIS 與其應用由於網際網路(Internet)的蓬勃發展，加上透過 Internet 能夠更方便取得資料，故於 GIS 領域中，將分散式概念延伸至網際網路的架構，則稱之為網際網路地理資訊系統（WebGIS 或 Web-based GIS）。WebGIS 被認為是 PPGIS 所重視的技術工具之一，其為一種分散式的架構模式，圖 2-2 顯示 WebGIS 基本架構組成，大致上可分成用戶端(Client Side)與伺服器端(Server Side)。伺服器端主要包含網頁伺服器(Web server)與地圖伺服器(Map server)、GIS 系統以及資料庫，負責資料的存放與查詢分析；而用戶端為一般的瀏覽器，負責送出查詢條件與瀏. 政治大. 覽。與傳統的桌上型單機 GIS 系統相比，WebGIS 具有幾項特點：(1)使用者可以. 立. 同時造訪位於不同地方的伺服器上的最新地圖資訊，配合網際網路資訊分享的優. ‧ 國. 學. 勢，使分散式的資料管理和合成更易於實現。(2)透過網頁瀏覽器可以方便且快速的使用 GIS 資料，進行空間資料處理與分析。(3)以往單機 GIS 每個用戶端皆. ‧. 需配備昂貴的 GIS 軟體，往往並無相對的功能需求量而造成資源上的浪費，而. y. Nat. sit. WebGIS 可大幅降低系統購買或開發成本並針對特定目標進行發展。(4)需降低操. n. al. er. io. 作的複雜度，讓使用者不再僅限於少數受過專業訓練的用戶。. 用戶端網頁瀏覽者. Ch. 條件查詢、傳送要求. engchi. i n U. v 伺服器端. 網頁伺服器. 地圖伺服器. 回傳資料(影像、圖資、文字等) GIS工具 GIS資料庫圖 2-2. WebGIS 架構圖(改編自 Alesheikh, 2002) 傳統開發 WebGIS 所使用的技術大致可分成 CGI (Common Gateway Interface)、Plug-in 與 Java 三種。CGI 為一種應用程式與 Web Server 間的資料傳輸介面定義，常應用來建立動態文件的技術，使用者可以利用 CGI 來連結伺服器端的資料庫，以透過網頁取得資料庫的資料。Plug-in 為於使用者的瀏覽器上 14.

(26) 嵌入一個外掛程式，使瀏覽器可讀取特別格式的地圖檔如向量式資料。Java 技術開發 WebGIS 系統環境可分為兩種：客戶端上運作的 Java Applet 與伺服器端上運作的 Java Servlet；Java Applet 可讓使用者對地圖上的物件進行操作，而 Java Servlet 運作方式與 CGI 相似，使用者透過網路傳送查詢條件給伺服器，再由伺服器交由 Servlet 處理且傳回結果給使用者(中央研究院，2004；劉南，2002)。目前市面上已存在數種 WebGIS 開發軟體，如 ArcGIS Server、ArcIMS、 MapGuide、GeoMedia WebMap、MapXtreme、SuperGIS 等商業性軟體。國內已有許多單位利用這些軟體建置 WebGIS，提供網路上查詢各類地理資料的服務。. 政治大端地圖伺服器使用專屬的資料格式，使得建置 WebGIS 系統時仍面對許多困難。立儘管上述軟體之具有較為強大的功能及完整的服務，然而由於價格昂貴，以及後. 除了商業軟體之外，亦有很多組織利用自由軟體(Free Software)如 MapServer. ‧ 國. 學. 等建置 WebGIS 系統；表 2-2 分別對於各項資訊，比較各個常見的 WebGIS 開發. ‧. 軟體(李俊銘，2008)。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 15. i n U. v.

(27) 表 2-2 各種常見的 Web GIS 使用軟體比較(參考自李俊銘，2008) 軟體名稱. 開發單位. 使用技術. 類型. 支援圖資格式. ArcGIS Server. ESRI. CGI. 商業軟體. JPG、PNG、SDE、 GIF、Shapefile. ArcIMS. ESRI. CGI. 商業軟體. JPG、PNG、SDE GIF、Shapefile. MapGuide. Autodesk. Plug-In. 商業軟體. JPG、TIFF、SDE GIF、DWG. GeoMedia WebMap. Intergraph. ‧ 國. 商業軟體. Java. GIF JPG、GIF、MID、 MIF. Minnesota DNR. ‧. MapServer. MapInfo. SVG、JPG、 PNG、. 學. MapXtreme. 立. 治商業軟體政 Plug-In 大. 自由軟體. CGI. JPG、SDE、TIFF、. sit. y. Nat. Shapefile. n. al. er. io. WebGIS 應用層面甚於廣泛，包含公部門、私人企業、交通運輸、生態森林、. i n U. v. 災害防治、觀光旅遊以及測量領域等，且絕大多數目的為提供使用者於各種空間. Ch. engchi. 資料上的查詢。賴世剛等人(2006)應用 WebGIS 建置不動產數位地理資料庫，利用不動產之地理區位相關特性，與地理資訊系統結合，將資料數化處理與編輯屬性資料並完成定位，藉圖像顯示區位的公共設施、交通便利等項目，以判定區位優劣，並提供不動產交易過程中管理、決策等必要資訊。透過網路平台，民眾可進行基本地圖、不動產個案、住宅與不動產統計以及環境資訊查詢等。另一方面則提到隨著網際網路的普及會促使資料庫系統規模日益增加，未來必須將面對不僅是整合技術面的問題，亦包括了組織協調與合作課題。楊燿隆等人(2009)建構生物多樣性地理資訊系統，整合特有生物研究保育中心內部資料庫，資料內容包含「野生動物資料庫」、「野生植物資料庫」、「河川魚 16.

(28) 類資料庫」以及「台灣外來種與放生種資料庫」四大類等。此外，運用網際網路地理資訊系統建置一個分享的平台，並且透過網路平台串聯到各資料庫，利用倉儲分享與 WEB 2.0 的技術，提供資料的流通分享。其主要目的為供使用者更便利的查詢介面以及資料管理與資料調查工具，藉由這些便利的服務提高使用者提供調查資料的意願，促進民眾能夠皆成為生態調查者之一員。蕭大維等人(2008)以 WebGIS 技術結合電信業者簡訊系統，建置災害預警系統，於災害發生時能以最短時間通知相關人員躲避或疏散。建置工具使用 Microsoft Access 資料庫以及商業軟體 SuperGeo 的網際網路地圖伺服軟體. 政治大所出版的全國基本向量資料庫。立. SuperWebGIS 2.1 架設 Web-GIS 地圖平台，採用的地圖圖資則為交通部運輸研究. 游豐吉等人(2007)對於遊憩生活方面以 WebGIS 開發多媒體觀光平台，利用. ‧ 國. 學. JavaScript，ASP 資料庫與影音多媒體設計互動網頁，將民宿資訊利用 GPS 做現. ‧. 地調查並蒐集相關資料，並整合於網頁呈現。此外利用崧旭資訊所開發的. y. Nat. SuperWebGIS 商業伺服器軟體設計與管理網際網路上的地圖服務，其中提供電子. er. io. sit. 地圖查詢，路徑規劃，交叉路口及重要景點民宿查詢等。遊憩生活網頁以 WebGIS 提供地圖界面，可讓使用者快速地查詢民宿及豐富的景點資訊內容。. al. n. v i n 陳家豐(2005)設計與規劃行動裝置整合 WebGIS 系統架構，遵循 OGC (Open Ch engchi U. Geospatial Consortium)標準規範，建立行動裝置與伺服器間資料傳輸的作業模式，包括資料傳輸方式、傳輸格式以及傳輸內容。另外並提出四階層的系統架構，分別為客戶端、入口層、資料處理層以及資料來源層。客戶端主要針對使用者查詢與伺服器回傳結果，入口層為判斷機制以及詮釋資料，資料處理層含有 SQL (Structured Query Language)指令轉換以及查詢結果輸出功能，資料來源層則提供原始之地理資料以及空間操作。其所設計的 WebGIS 系統採用物件式關聯式資料庫管理圖資，藉由資料庫系統提供之空間操作功能對地理資料進行篩選，可有效地取得符合查詢要求之資料。隨著工商業化的時代，平台的速度與效能往往是主要受到重視的因素；目 17.

(29) 前絕大部分企業組織的 WebGIS 系統多於商業軟體上開發，較少利用自由軟體或開放源碼軟體。對於架設一套完整的平台而言，自由軟體與商業軟體針對不同方面各有其特性與優缺點，如表 2-3 所述：商業軟體原始碼具有版權且屬於非開放性，自由軟體則是公開並可提供使用者進行修改與散佈分享，改良空間彈性較大；商業軟體往往需求較高的購買以及維護費用，而自由軟體通常免費且直接於網路上取得；於系統維護管理方面，商業軟體較為方便，主要由廠商承擔維護責任，而自由軟體需由使用者本身自行維護以及排除系統問題；於熟悉操作所需時間方面，商業軟體通常已具有現有的工具以及相當經驗的使用者，因此學習較容. 政治大系統效能方面，商業軟體主要取決於開發廠商的技術，自由軟體則受到使用者所立易且較快熟悉操作，而自由軟體必須視使用者的情況以及本身的經驗技術；開發. 選用的工具以及開發經驗；由於廠商已存在現有客制化環境的限制，多半利用商. ‧ 國. 學. 業軟體的介面設計彈性則易受限於開發商所提供的僅有服務，而自由軟體則可讓. ‧. 使用者自行發揮，相對而言較傾向自由但需花費較多時間設計；對於系統的穩定. io. er. 用工具或軟體的壽命影響，具有較大的風險。. sit. y. Nat. 與持續性，商業軟體主要由廠商控制，往往較為穩定，而自由軟體則容易受到使. 本研究目前以鄉村型態的社區為主要研究範圍，為考量其經濟負荷能力，以. al. n. v i n 及社區當前的需求或目標主要僅針對空間中的基本配置、分析以及展示，較無需 Ch engchi U 要特殊進階分析功能，故採取自由軟體為網路平台開發的使用工具。. 18.

(30) 表 2-3 利用商業軟體與自由軟體開發平台系統之特性比較軟體. 商業軟體. 原始碼開發費用及成本系統維護管理熟悉操作所需時間開發系統效能. 非開放性. 公開且可修改. 較高. 較低. 開發廠商. 使用者本身. 現有工具較易學習. 視使用者經驗. 視開發廠商技術. 視使用者技術治政大容易受到限制設計較自由立. 學. 較穩定. 受限於使用的軟體、較具風險. ‧. ‧ 國. 介面設計彈性. io. sit. y. Nat. n. al. er. 系統持續性. 自由軟體. Ch. engchi. 19. i n U. v.

(31) 第五節開放源碼軟體與自由軟體「開放源碼」(Open Source)一詞最早出自於Eric Raymond的《教堂與市集》（The Cathedral and the Bazaar）中，主要強調軟體程式源碼開放的重要性，並成立了開放源碼協會（Open Source Initiative, OSI）及推廣開放源碼軟體。開放源碼軟體除了主張原始碼的開放性之外，同樣亦強調程式碼公開、分享與自由散佈的理念。根據開放源碼協會的定義，開放源碼有以下十點特性(參考自http://www.opensource.org/docs/osd)：一、可自由地散佈，不具有任何的授權限制以及交易費用。. 政治大. 二、分享與散佈時必須同時容納原始碼及編輯過後的形態，並且不論任何產. 立. 品，原始碼皆可以供使用者免費取得。. ‧ 國. 學. 三、允許原始程式碼的修改以及製作衍生的產品，並且允許皆能在同樣條件下發佈。. ‧. 四、必須保有原始程式碼的完整性，為了區別修改者及原創作者，可要求衍. n. al. er. io. 五、授權對於任何團體或組織不具有任何歧視性。. sit. y. Nat. 生產品使用不同於原本的名稱。. 六、對於程式在特定領域的利用不得歧視。. Ch. engchi. i n U. v. 七、程式所具有的任何權利需具有再散佈性。. 八、授權不屬於專門的產品，亦即散佈不得被限制於特定產品的需求。九、授權對於其它的軟體無附加限制。十、授權制度在科技層面上必須是中立的，且不得限制於個別的科技或介面形式。由前述文獻提到，WebGIS 開發可利用「商業軟體」與「自由軟體」開發，而「自由軟體」一詞最早由 Richard Stallman 提出，強調自由軟體的重點在於使用者可以自行修改軟體之程式碼或原始碼，但比起 Open Source 更加強調公開、散佈與分享(Share)的理念。自由軟體代表電腦的使用者擁有選擇和任何人合作之 20.

(32) 自由、擁有掌控其所用的軟體之自由(教育部，2009；GNU, 2009)。Richard Stallman 將自由軟體提出四種定義(GNU, 2009)：(1)不論任何目的，皆擁有使用該軟體的自由；(2)任何使用者皆有研究該軟體運作模式的自由，並且得以取得原始碼並修改軟體以達到符合使用者本身的需求；(3)有重新散佈該軟體的自由，可藉由散佈軟體當作溝通或分享意見的橋樑；(4)具有改善再利用軟體的自由，並且可以經過適當修改後供公眾使用。自由軟體相較於開放源碼軟體則較早被提出，兩者基本上皆強調相似的理念，但自由軟體比起開放源碼軟體定義上更為嚴苛，除了主張原始碼開放及免費. 政治大放原始碼，但並非所有開放源碼軟體皆能被稱為「自由軟體」(張憶嬋，2005)。立之外，更加著重「自由運用」的概念；因此一般定義上，所有自由軟體皆屬於開. WebGIS 開發過程中，需要使用大量的工具作為輔助，包含地理資料的處理、. ‧ 國. 學. 轉換及網站的架設等。針對社區資源管理方面，主要強調共同參與、意見交流與. ‧. 促進改善、以及低成本三大目標，並非以商業上的利益或報酬為走向；故對於各. y. Nat. 種工具的選取，則多半以開放源碼軟體及自由軟體為主，希望藉由各種不同社區. n. al. er. io. sit. 的需求，提出多方面意見以促進整個 WebGIS 平台設計的改善空間。. Ch. engchi. 21. i n U. v.

(33) 第六節 Google Maps 應用網路地圖開發應用方面，由於 Google 地圖於全球的普及使用，目前國內外許多政府組織或是學術單位主要以 Google Maps 作為開發網路地圖平台的工具，透過 Google 伺服器本身所提供的標記和彈跳視窗功能，將各種資料配合地圖操作以進行相對應的展示。一、國內 Google Maps 應用實例 (一) 台北市政府路平專案系統. 政治大坑洞、路面以及申挖案件等資料，並可從 Google 地圖上點選觀看施工案件之地立政府設置「路平專案-道路施工案件查詢服務網」，可供使用者於網站上查詢. 理位置、相關施工照片、查報日期或是即時的處理情形等(圖 2-3)，藉此加強多. ‧ 國. 學. 方面資訊的透明化與促進民眾參與能力。. ‧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-3. 台北市政府路平專案網站地圖(引用自台北市路平專案系統網站) (二) 台北市自來水事業處轄區消防栓查詢系統台北市自來水處將其事業處轄區內消防栓之位置資訊結合 Google Maps 設計出簡易查詢服務(圖 2-4)，提供消防相關人員以及一般民眾得以快速搜尋周邊消防栓相關資料。透過搜尋欄位中輸入欲查詢地址，可獲取目標地點特定半徑範圍內之所有消防栓資訊；此外也整合街景瀏覽功能，提供所選區塊之街景服務，以幫助辨識正確位置(潘瓊如，2010)。. 22.

(34) 圖 2-4. 消防栓查詢系統(引用自台北市自來水處消防栓查詢系統網站) (三) 台北市政府勞工就業服務處工作查詢系統在台北人力銀行網站上，為方便民眾查詢台北市地區各職缺概況，提供使用. 政治大幫助(圖 2-5)，有效觀看職缺所在地以及相關工作資訊等。立. 者透過點選各種搜尋條件(時間範圍、地區、交通及類別等)，並結合 Google Maps. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-5. 勞工就業服務處工作查詢系統(引用自台北市勞工就業服務系統網站) (四) 政治大學校園影音導覽系統國立政治大學利用示掌上型電腦 PDA (Personal Digital Assistant)調查學校鄰近生活圈之相關景點或建物，及採用開放源碼(Open Source)軟體，結合 Google Maps 服務，開發出一套能整合行動裝置的地理資料庫管理平台(圖 2-6)；並利用網頁提供許多客製化工具，可供管理者方便新增、編輯或刪除資料。而一般使用者可針對校園內各種類別之建物以及相關搜尋條件，觀看相對應的建物照片或影音等(孔繁恩，2010)。. 23.

(35) 圖 2-6. 政治大學校園影音導覽地圖(引用自政治大學總務處網站) (五)曲溪社區景觀資源系統過去台南市曲溪社區加入林務局之公眾參與社區發展生態旅遊計畫，採用各. 政治大性資料之聯結，以設計網站管理系統以及公眾參與平台(圖 2-7)。亦利用 Google 立. 種開放源碼軟體與免費工具，並搭配 GIS 相關系統，建立相關資料之空間與屬. ‧ 國. 學. Maps API (Application Programming Interface)與 KML (Keyhole Markup Language) 設計網頁，以及搭配資料庫儲存資料，增加許多互動功能。社區網站系統的資料. ‧. 透過 Google Maps 呈現，讓使用者可以清楚看到社區之空間位置，以及查詢相關. sit. y. Nat. 的旅遊景點、植物、昆蟲、動物及育樂生活等資訊，且查詢後可同時觀看景點之. al. er. io. 相關基本資料、圖片、影音以及連結等，藉以了解社區之各項資源並協助推廣生. v. n. 態旅遊活動。另一方面，亦設計出可自行管理網頁之系統，針對網頁介面本身的. Ch. engchi. i n U. 編輯修改不必透過開發者的操作，社區管理者可自行以其所需進行適當的更改；對於景觀系統之資料管理方面，提供管理者直接於網頁上進行景點資料新增、刪除與編輯之服務，藉以控制所有資料的品質以及數量。. 24.

(36) 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. 圖 2-7. 曲溪社區景觀資源系統(引用自黃國瑛，2009). n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 25. i n U. v.

(37) 二、國外 Google Maps 相關應用 (一) 外來物種調查美國加州大學洛杉磯分校 University of California, Los Angeles (UCLA)，嵌入式網路連接感測中心(Center for Embedded Networked Sensing, CENS)對於當地外來種或入侵種的調查，為達到鼓勵公民參與的方式，設計出一套平台供使用者能夠透過行動裝置 Android，即時定位及辨認外來入侵物種並上傳發現的物種資料和照片，目標為協助建立一套完整入侵種資料庫，且供所有使用者分享觀看。調查資料主要透過網頁，以 Google Maps(圖 2-8)以及各種類別作為不同圖層的套疊. 政治大. 方式呈現出來，並將相片連結至地圖上的各個標記點(What’s Invasive 網站，. 立. 2012)。. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-8. 外來種資料於 Google Maps 上呈現(引用自 What’s Invasive 網站) (二) 花季與氣候觀察美國大學大氣研究聯盟(University Corporation for Atmospheric Research, UCAR)，於 2008 年 2 月，執行一項「花季追蹤計畫」(Project BudBurst, PBB)，主要鼓勵各地區相關研究的學生、學術人士或科學家，共同觀察不同時期，氣候變遷與植物生長狀況的相互關係，並將所有觀察結果建立 PBB 資料庫系統，內容包含觀察相片以及文字描述，以協助研究人員蒐集全美各地資料並促進了解氣. 26.

(38) 候暖化情形(Project BudBurst 網站，2012)。所有觀察資料將透過網頁方式，亦是以 Google Maps 輔助展現植物位置、時間資訊與相關圖片(圖 2-9)。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 圖 2-9. Project BudBurst 地圖畫面(引用自 Project BudBurst 網站) (三) Picture Post 計畫. ‧. Picture Post 計畫為 Digital Earth Watch (DEW)底下所執行的一種網路平台運. y. Nat. sit. 作模式，鼓勵公眾參與的方式，針對生態環境進行觀察並拍攝數位影像。另一方. n. al. er. io. 面，透過 Picture Post 網站將所有照片彙集並配合 Google Maps 呈現出來，且提. i n U. v. 供使用者對於圖上的標記點可分享不同來源之相片(圖 2-10) (Picture Post 網站， 2012)。. Ch. engchi. 圖 2-10. Picture Post 首頁(引用自 Picture Post 網站) 27.

(39) 第七節 Openlayers 開發實例由於 Google Maps 的普及程度，以及強大伺服器功能，大多數組織多半以此開發各種地圖平台或查詢系統。但針對特定 GIS 上的需求以及避免商業性質的影響，仍有部分團體採取 Openlayers 作為 WebGIS 平台開發之工具。一、OpenStreetMap OpenStreetMap (OSM)於 2004 年 7 月由 Steve Coast 所創設，是一種以 Openlayers 為基礎所架設的全球合作性之 WebGIS 平台(圖 2-11)，目的為建立一. 政治大資訊。地圖上的所有呈現，為用戶端藉以 GPS 軌跡記錄器、航空攝影照片、衛立. 套自由開放的地圖，強調自主開發，且提供所有使用者繪製、修改或查詢圖上的. 星影像等地理資料繪製而成(OpenStreetMap 網站，2004)。. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-11. OpenStreetMap 介面(引用自 OpeenStreetMap 網站) 二、中國天地圖網中國國家測繪局為與 Google 地圖競爭，於 2011 年 01 月 18 日成立官方的「天地圖」系統，是一套以 OpenLayers 為基礎架構且自行研發的地圖作業平台 (圖 2-12)。天地圖的資料內容包括交通、水文、境界、行政區、地名、不同解像度的. 地表影像以及三維地形等；且導航電子地圖方面具有 15 公尺與 2.5 公尺解析度之衛星遙測影像，覆蓋中國境內 300 多個城市(中國天地圖網，2011)。過去中國地圖資料多半為軍事單位的機密資料，故藉由天地圖的開放，經由. 28.

(40) 長期資料收集、技術與不同系統的整合，能夠免費提供使用者於網頁上進行圖資查詢，對於中國的導航與交通事業的發展具有正面的效益。. 立. 政治大. 圖 2-12. 天地圖網站(引用自中國天地圖網). ‧ 國. 學. 三、多重解析度影像地圖. ‧. 林佳樺等人(2011)探討 Google 地圖於商業利益以及隱私權方面可能出現的問. sit. y. Nat. 題，然而採取 OpenLayers 做為 WebGIS 平台開發之工具。平台上的圖資發佈與展示，. al. er. io. 主要藉由開放式網路 GIS 環境架構，使用多重解析度影像地圖(Level of detail Map. v. n. Tiles)方式，搭配快取(Cache)之技術，將 Map Tiles 的影像進行分割處理後，以提供. Ch. engchi. i n U. 高效能網路平台圖資展示。後端配置主要以 PostgreSQL 搭配 PostGIS 建構空間資料庫，以及利用免費軟體 QGIS (Quantum GIS)連結資料庫系統，幫助地理空間資料的存取。. 29.

(41) 第八節小結本研究於前述內容中針對「社區發展要素」、「GIS 與生態環境」、「公眾參與 GIS」以及「網際網路 GIS」等四種層面探討一些相關文獻，將在本節進行簡單的統整。社區發展的必要條件有二，一為社區居民與政府相關單位必須充分了解社區各種自然、人文或社會等資源，並且善用社區資源籌劃各種發展措施；另一為人力資源的傳承，需要適當地訓練或培養人才，增加居民參與社區事務的能力，以促進社區居民與政府共同推動社區總體營造。. 政治大. 欲了解社區資源，政府單位與社區組織需針對環境資源進行完整地調查，包. 立. 括資源的地理空間資料與屬性資訊；由於 GIS 技術的發展，能夠取代傳統僅記. ‧ 國. 學. 錄文字或紙本地圖呈現的方式，將各種地理資料轉變成為多樣化資訊，並且提供分析功能與幫助決策。故許多專家學者在生態環境調查方面，利用 GIS 軟體輔. ‧. 助，將不同的生態資料蒐集後，以軟體進行相關統計的計算，再用適當的方式搭. y. Nat. sit. 配各種數值地圖或影像呈現。GIS 除了擁有幾何圖形的編輯管理功能外，尚提供. n. al. er. io. 許多空間分析的工具，故有部分研究透過 GIS 建置生態資料庫，並且利用生態. i n U. v. 調查資料進行相關區域與時間因素的分析，以輔助規劃生態旅遊路線或評估旅遊事業的效益。. Ch. engchi. GIS 雖然為良好的地理空間資料處理工具，但對於使用者而言需要一定的技術門檻與操作經驗，加上其昂貴的軟體成本，在使用上容易限制於專家團體或官方組織。故自 1996 年起，許多學者引進公眾參與地理資訊系統(PPGIS)的概念，克服傳統 GIS 所面臨的各種障礙，主張由下而上的民眾參與方式，促使各種非官方組織或社區團體能夠共同加入 GIS 的領域，提供決策上的意見。而於 PPGIS 的架構底下，自 2007 年延伸出一種新的概念稱為自發性地理資訊(VGI)，目的在於希望讓使用者自願性提供地理空間資料或相關資訊，並建立出分享平台。本研究希望將 PPGIS 本身的精神，結合 VGI 的方式，促使社區居 30.

(42) 民共同參與環境資源基本資料的蒐集與地理資料庫的建置。由於網際網路的快速發展，網際網路地理資訊系統(WebGIS)被視為 PPGIS 中常見的運用工具。WebGIS 應用領域廣泛，國內目前許多團體組織利用商業軟體或自由軟體開發，主要工作為建立一套網路地圖平台，提供使用者於各種空間資料上的查詢及分享。利用商業軟體開發，通常會使用廠商本身提供的現成技術，視不同廠商而異；而利用自由軟體開發，目的在於降低成本與促進分享，較常會搭配開放源碼或免費軟體等低成本工具的使用，建立出 WebGIS 系統平台。為考量社區的經濟能力限制，故選擇自由軟體與開放源碼軟體或免費軟體等低成. 政治大 WebGIS 需要建立一套網路地圖平台，在低成本工具考量方面，可選擇利用立. 本的工具開發系統平台。. Google Maps 或 Openlayers。由於 Google 地圖本身提供部分免費地圖瀏覽與 API. ‧ 國. 學. 服務，目前全球許多組織或學術單位多半以 Google Maps 作為開發網路地圖平台. ‧. 的工具。但 Google 地圖本身牽涉商業性質，且原始碼並不公開，故在分享性與修. y. Nat. 改性有一定的限制。為避免 Google 本身所具有的限制，仍有部分團體選擇使用開. er. io. sit. 放源碼 Openlayers 作為網路地圖平台開發的工具。Openlayers 本身亦有提供 API 服務，支援多種圖資，並且能讓使用者設計地圖上的資料展現方式。兩者工具在平台. al. n. v i n 開發上各有不同的優缺點，但皆為低成本的開發工具，故本研究結合兩者之特性， Ch engchi U 針對不同類型的資料，依其需求來選擇較適合的工具作為呈現方式。. 31.

(43) 第三章研究材料與方法本研究的實驗地區主要包含兩個：一為台南市大內區的曲溪社區，另一為麻豆地區及坐落於該地區的曾文社區大學，其簡述如下。. 第一節研究區域簡介一、曲溪社區位於台南市大內區(圖 3-1 紫色區域)中南部 (綠色區域)，曾文溪中游的曲流. 政治大土地以及特殊地形，如「月世界景觀」、「疊彩山」、「醉仙跡」以及「回頭關」等立. 凸岸處；其土地廣闊，產業以農為主，自然資源相當豐富，具有許多高利用價值. 景點。主要屬於鄉村型態之社區，中、老年人口比例偏高，勞動力外流為當前面. ‧ 國. 學. 臨的難題(黃國瑛，2009)。. ‧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 3-1. 台南市大內區曲溪社區從民國 98 年 12 月起，與林務局合作長達三年之社區公眾參與發展計畫，開始以低成本工具與免費或開放源碼軟體開發公眾參與地理資訊系統平台；並且透過網際網路服務，結合公眾參與力量以及空間分析工具的輔助，協助社區進行空. 32.

(44) 間資源規劃管理與推廣生態旅遊，至目前為止執行成果具有相當顯著績效(詹進發，2009)。藉由與社區領導者的交談與訪問，透過公眾參與平台，網站管理系統以及景觀查詢系統的建置成效確實有效地推廣以及了解社區資源，對於生態旅遊發展具有一定的幫助；一方面近年來旅客比例漸增，社區收入增加，另外亦促進居民透過網頁資訊的交流，使參與社區發展事務的積極度與向心力有所提高。該社區網站成果自 2009 年 12 月架設完成，並經過多次修改，至今已長達將近三年；其瀏覽者拜訪平台網站次數已總共達四千多次，訪客來源包含許多地區，涵蓋國內. 政治大. 北、中、南部各個縣市。國內各地區瀏覽次數分佈彙整於圖 3-2，瀏覽來源主要集中於台北與台南地區。. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 3-2. 各地區瀏覽次數直方圖二、麻豆地區及曾文社區大學麻豆區位於台南市中西部，處於嘉南平原中心(圖 3-3 紅色區域)，總面積約 53.9744 平方公里；其地勢平坦，交通便利，土壤肥沃，產業活動以農牧為主，文旦為其著名的農作物(麻豆區公所網站，2012)。近年來，坐落於麻豆區內的曾文社區大學，已成立生態觀察班，對該地區環境、生態資源及相關產業，進行了 33.

(45) 長期的觀察與記錄，且未來目標為建立完善的生態及相關產業的資料庫。生態觀察班於 2012 年 4 月 14 日起推動生態環境教育學習網培訓計畫，針對曾文水庫流域，進行水土保持及植物生態的觀察，並利用自由軟體，建立水保工程及生態恢復的相關資料庫管理系統，以作為未來崩塌地監測之參考(曾文社區大學網站， 2012)。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 er. io. sit. y. Nat. al. n. v i n 圖 3-3.C台南市麻豆地區地理位置 hengchi U. 34.