章節目錄

(1)

I

章節目錄

章節目錄 ... I 圖目錄 ... III 表目錄 ... XIV

壹、前言 ... 1

一、緣起 ... 1

二、專案背景分析 ... 4

三、工作項目 ... 10

四、計畫工作流程及架構 ... 13

五、工作進度規劃與執行情形 ... 14

貳、DTM 資料管理與加值應用服務 ... 18

一、 DTM 加值應用網路服務平台維運 ... 18

二、 DTM 圖資供應平台維運 ... 36

三、 DTM 成果管理優化 ... 51

參、技術服務 ... 65

一、圖資隱碼技術研究及精進 ... 65

二、影像三維建模高速運算資源服務 ... 133

三、三維地理空間資料與影像圖資整合展示工具維運 ... 140

肆、高精地圖供應服務 ... 150

一、建立高精地圖資料供應機制 ... 150

伍、成果推廣及行政配合事項 ... 205

一、成果發表 ... 205

(2)

II

二、成果效益評估與計畫進度管考 ... 211

三、工作會議 ... 213

陸、結論與建議 ... 215

一、結論 ... 215

二、建議 ... 218

柒、參考文獻 ... 220 附錄一、105 至 109 年資料儲存與備份使用容量統計表

附錄二、數值地形模型加值應用服務平台網路服務平台模組說明書附錄三、異地備份服務資料還原演練測試紀錄

附錄四、高程精度標準計算參考

附錄五、自駕車資訊整合平台資料傳輸串接測試附錄六、DDS 傳送平台規格文件

附錄七、3D GeoInfo 2020 國際研討會線上與會報告附錄八、GPM 管考工作進度月報表

附錄九、各期報告審查意見辦理與回覆附錄十、系統測試與資安報告

(3)

III

圖目錄

圖1-1、等高線示意圖(摘自國土測繪中心之臺灣通用電子地圖) ... 5

圖1-2、專案工作項目執行流程架構 ... 13

圖2-1、服務平台系統環境架構圖 ... 18

圖2-2、DTM 應用加值網路服務平台架構 ... 20

圖2-3、DTM 資料倉儲及備份作業架構 ... 21

圖2-4、DTM 資料備份架構 ... 22

圖2-5、資料備份之 TSMCLIENT介面 ... 22

圖2-6、備份資料及其備份路徑選擇 ... 23

圖2-7、備份資料傳輸介面 ... 23

圖2-8、DTM 加值應用服務平台架構 ... 24

圖2-9、TWDTM 架構示意圖 ... 26

圖2-10、TWDTM 各級元件實例 ... 27

圖2-11、「坡度分析 / 坡度分級影像（7 級）」之操作介面 ... 28

圖2-12、「坡度分析 / 災害潛勢坡度分級影像」之操作流程 ... 29

圖2-13、多項 DTM 加值資料同步顯示 ... 30

圖2-14、TWDTM 下載網頁 ... 31

圖2-15、研習會課程活動照片-南部場 ... 32

圖2-16、研習會課程活動照片-北部場 ... 33

圖2-17、研習會課程活動照片-中部場 ... 33

圖2-18、研習會活動照片 ... 35

圖2-19、數值地形模型(DTM)及高精地圖(HDMAP)供應平台架構 ... 36

圖2-20、首頁紅框處新增操作問答按鈕 ... 38

(4)

IV

圖2-21、操作問答頁面 ... 38

圖2-22、問答內容展開樣式 ... 38

圖2-23、申請表單新增圖幅選取模式按鈕示意圖 ... 39

圖2-24、視覺化圖幅框選取頁面示意圖 ... 40

圖2-25、確認圖幅框選取示意圖 ... 41

圖2-26、預覽申請內容 ... 41

圖2-27、HINET 專線/VPN+保密裝置架構圖 ... 43

圖2-28、資料單向傳輸閘道(DATA DIODE)+VPN+檔案加密保護架構圖 ... 44

圖2-29、檔案客製化保護封裝/檔案系統+VPN+檔案客製化保護解封裝架構圖 ... 46

圖2-30、離線加密供應機制流程圖 ... 50

圖2-31、檢核程式執行流程圖 ... 54

圖2-32、檢核專案資料參數設定畫面 ... 55

圖2-33、檔案名稱與數目檢查與錯誤報告檔案視窗畫面 ... 56

圖2-34、HDR 檔檢核畫面 ... 56

圖2-35、HDR 檔錯誤報告頁面 ... 57

圖2-36、GRD 檔檢核畫面 ... 57

圖2-37、GRD 檔錯誤報告頁面 ... 58

圖2-38、GRD 檔案錯誤訊息頁面 ... 58

圖2-39、檢核報告存放之自訂工作目錄頁面 ... 59

圖2-40、DTM 成果資料庫管理頁面 ... 60

圖2-41、DTM 成果專案頁面 ... 63

圖2-42、DTM 成果清冊報表畫面 ... 64

(5)

V

圖3-1、圖點選擇示意圖 ... 66

圖3-2、版權資訊切割區塊示意圖 ... 68

圖3-3、版權資訊切割及重組示意 ... 69

圖3-4、SIGNIFICANT BIT資訊嵌入示意圖 ... 77

圖3-5、以 QGIS 軟體開啟已加入明文版權宣告之 DBF 檔 ... 77

圖3-6、以 DBF 檔案檢視軟體開啟已加入明文版權宣告之 DBF 檔 ... 78

圖3-7、點物件嵌入圖點區間選擇示意圖 ... 79

圖3-8、點物件嵌入圖點間關係圖 ... 80

圖3-9、折線物件嵌入圖點區間選擇示意圖... 81

圖3-10、折線物件嵌入圖點間關係圖 ... 82

圖3-11、多邊形物件嵌入圖點區間選擇示意圖 ... 83

圖3-12、版權資訊嵌入流程 ... 86

圖3-13、版權資訊解析流程 ... 86

圖3-14、圖資檔案授權保護架構圖 ... 88

圖3-15、圖資檔案授權資訊解析架構圖 ... 89

圖3-16、圖資檔案授權資訊輸入畫面 ... 90

圖3-17、圖資檔案嵌入授權資訊完成畫面 ... 91

圖3-18、圖資檔案版權搜尋執行畫面 ... 91

圖3-19、圖資檔案搜尋識別 ID 完成畫面 ... 92

圖3-20、圖資檔案搜尋取得簡要版權 AES、ERT ... 92

圖3-21、圖資檔案搜尋取得簡要版權資訊完成畫面 ... 93

圖3-22、圖資檔案取得完整版權 AES、ERT ... 93

圖3-23、圖資檔案搜尋取得完整版權資訊完成畫面 ... 94

(6)

VI

圖3-24、測試檔案範圍（GRD） ... 95

圖3-25、圖檔（GRD）嵌入版權資訊之測試畫面 ... 96

圖3-26、圖檔（GRD）版權資訊取回驗證畫面 ... 96

圖3-27、嵌入版權資訊之測試圖檔（GRD）進行區域切割的執行畫面 ... 97

圖3-28、區域切割之測試圖檔（GRD）進行版權驗證的執行畫面 ... 97

圖3-29、嵌入版權資訊之測試圖檔（GRD）進行旋轉的執行畫面 ... 98

圖3-30、旋轉破壞之測試圖檔（GRD）進行版權驗證的執行畫面 ... 98

圖3-31、嵌入版權資訊之測試圖檔（GRD）進行捨位的執行畫面 ... 99

圖3-32、捨位破壞之測試圖檔（GRD）進行版權驗證的執行畫面 ... 99

圖3-33、嵌入版權資訊之測試圖檔（GRD）進行隨機誤差的執行畫面 . 100 圖3-34、隨機誤差破壞之測試圖檔（GRD）進行版權驗證的執行畫面 . 100 圖3-35、嵌入版權資訊之測試圖檔（GRD）進行高程平移的執行畫面 . 101 圖3-36、高程平移破壞之測試圖檔（GRD）進行版權驗證的執行畫面 . 101 圖3-37、測試檔案範圍（GEOTIFF） ... 102

圖3-38、圖檔（GEOTIFF）嵌入版權資訊之測試畫面 ... 103

圖3-39、圖檔（GEOTIFF）版權資訊取回驗證畫面 ... 103

圖3-40、嵌入版權資訊之測試圖檔（GEOTIFF）進行區域切割的執行畫面 ... 104

圖3-41、區域切割之測試圖檔（GEOTIFF）進行版權驗證的執行畫面 .... 104

圖3-42、嵌入版權資訊之測試圖檔（GEOTIFF）進行旋轉的執行畫面 .... 105

圖3-43、旋轉破壞之測試圖檔（GEOTIFF）進行版權驗證的執行畫面 .... 105

圖3-44、嵌入版權資訊之測試圖檔（GEOTIFF）進行捨位的執行畫面 .... 106

圖3-45、捨位破壞之測試圖檔（GEOTIFF）進行版權驗證的執行畫面 .... 106

(7)

VII

圖3-46、嵌入版權資訊之測試圖檔（GEOTIFF）進行隨機誤差的執行畫面

... 107

圖3-47、隨機誤差破壞之測試圖檔（GEOTIFF）進行版權驗證的執行畫面 ... 107

圖3-48、嵌入版權資訊之測試圖檔（GEOTIFF）進行高程平移的執行畫面 ... 108

圖3-49、高程平移破壞之測試圖檔（GEOTIFF）進行版權驗證的執行畫面 ... 108

圖3-50、測試檔案範圍（車載 LAS） ... 109

圖3-51、圖檔（車載 LAS）嵌入版權資訊之測試畫面 ... 110

圖3-52、圖檔（車載 LAS）版權資訊取回驗證畫面 ... 110

圖3-53、嵌入版權資訊之測試圖檔（車載 LAS）進行區域切割的執行畫面 ... 111

圖3-54、區域切割之測試圖檔（車載 LAS）進行版權驗證的執行畫面 . 111 圖3-55、嵌入版權資訊之測試圖檔（車載 LAS）進行捨位的執行畫面 . 112 圖3-56、捨位破壞之測試圖檔（車載 LAS）進行版權驗證的執行畫面 . 112 圖3-57、測試檔案範圍（空載 LAS） ... 113

圖3-58、圖檔（空載 LAS）嵌入版權資訊之測試畫面 ... 114

圖3-59、圖檔（空載 LAS）版權資訊取回驗證畫面 ... 114

圖3-60、嵌入版權資訊之測試圖檔（空載 LAS）進行區域切割的執行畫面 ... 115 圖3-61、區域切割之測試圖檔（空載 LAS）進行版權驗證的執行畫面 . 115 圖3-62、嵌入版權資訊之測試圖檔（空載 LAS）進行捨位的執行畫面 . 116 圖3-63、捨位破壞之測試圖檔（空載 LAS）進行版權驗證的執行畫面 . 116

(8)

VIII

圖3-64、測試檔案內容（HYDEMSHP） ... 117

圖3-65、圖檔（HYDEMSHP）嵌入版權資訊之測試畫面 ... 118

圖3-66、圖檔（HYDEMSHP）版權資訊取回驗證畫面 ... 118

圖3-67、嵌入版權資訊之測試圖檔（HYDEMSHP）進行區域切割的執行畫面 ... 119

圖3-68、區域切割之測試圖檔（HYDEMSHP）進行版權驗證的執行畫面 ... 119

圖3-69、嵌入版權資訊之測試圖檔（HYDEMSHP）進行旋轉的執行畫面 ... 120

圖3-70、旋轉破壞之測試圖檔（HYDEMSHP）進行版權驗證的執行畫面 ... 120

圖3-71、測試檔案內容（HDMAPS SHP） ... 121

圖3-72、圖檔（HDMAPS SHP）嵌入版權資訊之測試畫面 ... 121

圖3-73、圖檔（HDMAPS SHP）版權資訊取回驗證畫面 ... 122

圖3-74、嵌入版權資訊之測試圖檔（HDMAPS SHP）進行區域切割的執行畫面 ... 123

圖3-75、區域切割之測試圖檔（HDMAPS SHP）進行版權驗證的執行畫面 ... 123

圖3-76、嵌入版權資訊之測試圖檔（HDMAPS SHP）進行旋轉的執行畫面 ... 124

圖3-77、旋轉破壞之測試圖檔（HDMAPS SHP）進行版權驗證的執行畫面 ... 124

圖3-78、GRD 格式圖檔隱碼前後之高度差值統計圖 ... 126

圖3-79、GRD 格式圖檔隱碼前後之斜率差值統計圖 ... 127

圖3-80、GEOTIFF格式圖檔隱碼前後之高度差值統計圖 ... 127

(9)

IX

圖3-81、GEOTIFF格式圖檔隱碼前後之斜率差值統計圖 ... 128

圖3-82、車載 LAS 格式圖檔隱碼前後之高度差值統計圖 ... 128

圖3-83、空載 LAS格式圖檔隱碼前後之高度差值統計圖 ... 129

圖3-84、HYDEMSHP 格式圖檔圖檔隱碼前後之高度差值統計圖 ... 130

圖3-85、HDMAPS SHP 格式圖檔圖檔隱碼前後之高度差值統計圖 ... 130

圖3-86、本團隊影像高速三維建模服務流程 ... 133

圖3-87、臺中帝國糖廠湖濱生態園區影像產製模型成果 ... 135

圖3-88、屏東縣高樹鄉 UAV 影像產製模型成果 ... 136

圖3-89、苗栗市南區 UAV 影像產製模型成果 ... 137

圖3-90、苗栗縣西湖鄉 UAV 影像產製模型成果 ... 138

圖3-91、嘉義縣義竹鄉 UAV 影像產製模型成果 ... 139

圖3-92、展示工具功能架構 ... 140

圖3-93 新版系統介面成果圖 ... 141

圖3-94、機關提供測試圖資依類型圖層分類成果圖 ... 141

圖3-95、XML 檔案示意圖 ... 142

圖3-96、XML 檔案轉換三維地籍建物產權模型之轉換流程 ... 143

圖3-97、產權模型圖層群組 ... 145

圖3-98、產權模型選取模式介面 ... 145

圖3-99、產權模型展示 ... 146

圖3-100、產權模型全棟選取顯示標示部欄位 ... 146

圖3-101、產權模型依戶別選取顯示欄位 ... 147

圖3-102、產權模型建物權屬查詢功能介面... 147

圖3-103、KML 上傳介面 ... 148

(10)

X

圖3-104、KML 上傳後自動產製連結網址 ... 148

圖3-105、透過連結網址讀取顯示 KML 檔案套疊位置 ... 149

圖4-1、HDMAPS 圖資供應流程架構圖 ... 151

圖4-2、HDMAPS 圖資供應平台申請介面-顯示試驗場域/道路分類 ... 152

圖4-3、HDMAPS 圖資供應平台申請介面-顯示檔案格式 ... 153

圖4-4、HDMAPS 圖資供應平台申請介面-上傳申請文件頁面 ... 153

圖4-5、HDMAPS 圖資供應平台申請介面-依個別場域上傳文件畫面 .... 154

圖4-6、「擴充定位服務申請」推廣頁面 ... 154

圖4-7、自動駕駛資訊整合平臺及高精地圖供應平台介接機制 ... 156

圖4-8、DDS 與 MQTT 架構示意圖 ... 158

圖4-9、DDS 組成元素... 160

圖4-10、高精地圖傳送平台架構示意圖 ... 165

圖4-11、第一階段傳送平台架構示意圖 ... 166

圖4-12(A)、第一階段傳送平台（進程 1） ... 167

圖4-12(B)、第一階段傳送平台實作測試（進程 2） ... 168

圖4-12(C)、第一階段傳送平台實作測試（進程 3） ... 168

圖4-12(D)、第一階段傳送平台實作測試（進程 4） ... 169

圖4-12(E)、第一階段傳送平台實作測試（進程 4） ... 169

圖4-13、第二階段傳送平台架構示意圖 ... 171

圖4-14(A)、第二階段傳送平台（進程 1） ... 172

圖4-14(B)、第二階段傳送平台實作測試（進程 2） ... 172

圖4-14(C)、第二階段傳送平台實作測試（進程 3） ... 173

圖4-14(D)、第二階段傳送平台實作測試（進程 3） ... 173

(11)

XI

圖4-15、第三階段傳送平台架構示意圖 ... 175

圖4-16(A)、第三階段傳送平台：靜態測試（進程 1） ... 176

圖4-16(B)、第三階段傳送平台實作測試：靜態測試（進程 2） ... 176

圖4-16(C)、第三階段傳送平台實作測試：靜態測試（進程 3） ... 177

圖4-17(A)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-發送端與 PERSISTENCE SERVICE（進程1） ... 179

圖4-17(B)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-發送端與 PERSISTENCE SERVICE（進程1） ... 179

圖4-17(C)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-發送端與 PERSISTENCE SERVICE（進程2） ... 180

圖4-17(D)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-發送端與 PERSISTENCE SERVICE（進程3） ... 180

圖4-17(E)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-發送端與 PERSISTENCE SERVICE（進程4） ... 181

圖4-18(A)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-接收端（進程 5） . 181 圖4-18(B)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-接收端（進程 5） . 182 圖4-18(C)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-接收端（進程 6） . 182 圖4-18(D)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-接收端（進程 7） . 183 圖4-18(E)、第三階段傳送平台實作測試：動態接收-接收端（進程 7） . 184 圖4-19、加入 DDSPERSISTENCE SERVICE的網路架構 ... 187

圖4-20、DDSPERSISTENCE SERVICE的運行範例 ... 187

圖4-21、DDS 發送端離線測試 ... 188

圖4-22、MQTTBROKER離線測試 ... 189

圖4-23(A)、DDS 發送端離線測試（進程 1） ... 192

(12)

XII

圖4-23(B)、DDS 發送端離線測試（進程 2） ... 192

圖4-23(C)、DDS 發送端離線測試（進程 3） ... 193

圖4-23(D)、DDS 發送端離線測試（進程 4） ... 193

圖4-23(E)、DDS 發送端離線測試（進程 5） ... 194

圖4-23(F)、DDS 發送端離線測試（進程 6） ... 194

圖4-23(G)、DDS 發送端離線測試（進程 7） ... 195

圖4-23(H)、DDS 發送端離線測試（進程 8） ... 195

圖4-23(I)、DDS 發送端離線測試（進程 9） ... 196

圖4-24(A)、MQTTBROKER離線測試（進程 1）... 197

圖4-24(B)、MQTTBROKER離線測試（進程 2） ... 198

圖4-24(C)、MQTTBROKER離線測試（進程 3） ... 198

圖4-24(D)、MQTTBROKER離線測試（進程 4）... 199

圖4-24(E)、MQTTBROKER離線測試（進程 5） ... 199

圖4-24(F)、MQTTBROKER離線測試（進程 6） ... 200

圖4-24(G)、MQTTBROKER離線測試（進程 7）... 200

圖4-25、壓力測試統計結果一：延遲量 ... 202

圖4-26、壓力測試統計結果二：初始化時間 ... 202

圖4-27、AI 運算環境使用情形 ... 204

圖5-1、3DGEOINFO 2020 線上會議頁面 ... 205

圖5-2、智慧城市展線上展出頁面 ... 206

圖5-3、「2020 年臺灣考古學會年會暨學術研討會」活動照片 ... 207

圖5-4、研習會活動照片 ... 207 圖5-5、「第 20 屆中華民國地圖學會年會暨學術研討會」推廣展示照片 208

(13)

XIII

圖5-6、地政節展示照片 ... 208

圖5-7、成果發表會活動照片 ... 209

圖5-8、「GEO DIGITAL LIFE空間數位生活」雜誌創刊號封面 ... 210

圖5-9、節錄發表內文 ... 210

圖5-10、論文發表 ... 212

(14)

XIV

表目錄

表1-1、歷年工作主要項目整理表 ... 1

表1-2、工作進度表 ... 14

表2-1、內政部 DTM 資料來源專案說明表 ... 19

表2-2、「2020 國土測繪圖資 GIS 專題應用競賽暨研習活動」研習會場次 ... 32

表2-3、「數值地形模型加值應用服務案成果暨影像三維高速建模服務研習會」議程 ... 34

表2-4、 DTM 圖資供應平台 109 年 2 月至 11 月使用量 ... 37

表2-5、網路下載傳輸過程之保密措施可行性方案建置設備與成本 ... 47

表2-6、網路下載傳輸過程之保密措施可行性方案比較表 ... 48

表2-7、初始參數表 ... 51

表2-8、HDR 檔檢核清單 ... 52

表2-9、GRD 檔檢核清單 ... 54

表2-10、DTM 成果資料庫屬性彙整表欄位說明 ... 60

表3-1、點雲圖資圖點密度與區塊比較表 ... 67

表3-2、GRD 檔案隱碼誤差值比較 ... 70

表3-3、LAS檔案隱碼誤差值比較 ... 70

表3-4、索引文件(.SHX)檔頭欄位 ... 71

表3-5、索引文件(.SHX)記錄欄位 ... 72

表3-6、主要文件(.SHP)記錄頭 ... 72

表3-7、主要文件(.SHP)實際記錄... 72

表3-8、SHAPEFILE支援圖形類型表 ... 72

(15)

XV

表3-9、圖資隱碼函式庫 ... 85

表3-10、圖資隱碼程式功能說明表 ... 89

表3-11、圖資隱碼抗破壞測試結果列表 ... 94

表3-12、GRD 格式圖檔誤差分析表 ... 126

表3-13、GEOTIFF格式圖檔誤差分析表 ... 127

表3-14、車載 LAS 格式圖檔誤差分析表 ... 128

表3-15、空載 LAS格式圖檔誤差分析表 ... 129

表3-16、HYDEMSHP 格式圖檔誤差分析表 ... 129

表3-17、HDMAPS SHP 格式圖檔誤差分析表 ... 130

表3-18、109 年度隱碼圖資數值彙整表 ... 131

表3-19、產權模型資料庫屬性彙整表 ... 143

表4-1、DDS 與 MQTT 特性比較表 ... 159

表4-2、高精地圖傳送平台實作內容與時程... 162

表4-3、DDS 訊息欄位定義表（第一階段）... 165

表4-4、第一階段傳送平台測試進程 ... 166

表4-5、DDS 訊息欄位定義表（第二階段）... 170

表4-6、第二階段傳送平台測試進程 ... 171

表4-7、第三階段傳送平台靜態測試進程 ... 175

表4-8、第三階段傳送平台動態測試進程 ... 178

表4-9、DDS 訊息欄位定義表（與 MQTT 比較之模擬測試） ... 189

表4-10、DDS 發送端離線測試進程 ... 191

表4-11、MQTTBROKER離線測試進程 ... 196

表5-1、第 20 屆中華民國地圖學會年會暨學術研討會議程 ... 211

(16)

XVI

表5-2、工作會議辦理時間及討論議題 ... 213

(17)

1

壹、前言

一、緣起

本專案名稱為「109 年度三維圖資與數值地形模型成果加值應用及高精地圖供應服務案」（以下簡稱「本案」）。

內政部自 105 年度建置數值地形模型（DTM）成果加值應用服務，由財團法人國家實驗研究院國家高速網路與計算中心（以下簡稱「國網中心」）承製，將內政部業管DTM 實體資料進行加值，再依資料分級供機關及各界使用，自106 年度開始連續 3 年持續辦理 DTM 使用者論壇，獲各機關迴響與肯定。表 1-1 為歷年主要工作內容的整理，105 至 109 年資料儲存與備份使用容量統計表詳見附錄一。

表 1-1、歷年工作主要項目整理表

年度主要工作項目說明

105

1. DTM 資料倉儲

(1) 建置全國 DTM 資料倉儲環境與設備，包含 110TB儲存空間。

(2) 規劃資料異地備份服務。

2.DTM 加值應用網路服務模組開發

(1) 以既有網路服務模組（基於ArcGIS）開發 API 介接功能。

(2) 開發等高線計算、坡度分析、坡向分析、縱斷面分析、路線剖面分析及高程陰影圖等6項服務模組。

(3) 建置WMS/WMTS伺服器，包含影像圖資檢索、

展示及比對等功能。

3.DTM 加值應用網路服務平台

(1) 建置既有網路服務模組（基於ArcGIS）之網路服務平台。

(2) 建置自行開發模組之DTM加值應用網路服務平台。

4.活動辦理 (1) 辦理DTM加值應用需求訪談。

(2) 辦理3場DTM加值應用服務教育訓練及介接使

(18)

2

用研習會。

106

1. DTM 資料倉儲

(1) 提供全國 DTM 資料倉儲環境與設備，包含 140TB儲存空間。

(2) 提供資料異地備份服務。

(1) 盤點92-94年度「高精度及高解析度數值地形模型測製」、99-101年度「莫拉克地區LiDAR高解析度數值地形製作」資料。

(2) 開發橫斷面分析、八方位陰影圖、近似高程分析、挖填方分析及不同時期差異分析等5項服務模組。（其中橫斷面分析與縱斷面分析功能合併。）

(3) 完成全臺5公尺及20公尺解析度DTM資料加值處理，並提供加值應用網路服務介接。

(1) DTM加值應用網路服務平台維運。

(2) 將內政部既有DTM網路服務模組之平台移植於國網中心，整合至DTM加值應用網路服務平台。

4.三維空間資料與影像圖資整合展示工具開發

開發三維空間資料與影像圖資整合展示工具並整合 DTM 加值應用網路服務模組。

5.活動辦理

(1) 辦理數值地形模型使用者會議。

(2) 辦理國土測繪圖資GIS專題應用競賽。

107

1. DTM 資料倉儲

(1) 盤點99-101年度「莫拉克地區LiDAR高解析度數值地形製作」及102-104年度「非莫拉克地區 LiDAR高解析度數值地形製作」資料。

(19)

3

(2) 開發透空度分析、高程立體透視圖、視域範圍分析、開闊度分析及多色地圖等5項服務模組。

3.DTM 加值應用網路

服務平台 DTM 加值應用網路服務平台維運。

(1) 進行三維空間資料與影像圖資整合展示工具 Web版開發。

(2) 導入20公尺解析度共14個DTM加值應用服務模組。

5.活動辦理辦理DTM 使用者論壇暨空間測繪應用計畫專案成果發表會。

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1. DTM 資料倉儲

完成全臺1 公尺解析度數值地形模型資料加值處理，並提供介接試用。

(1) DTM加值應用網路服務平台維運。

(2) 開發視覺化地形輔助判釋模組。

(1) 三維空間資料與影像圖資整合展示工具Web版維運。

(2) 介接5公尺解析度共15個DTM加值應用服務模組。

(3) 開發地藉圖匯入及基本編修功能。

5.圖資供應

(1) 規劃DTM實體圖資供應機制。

(2) 開發DTM及高精地圖圖資供應平台。

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4

6.圖資隱碼完成DTM（GRD、GeoTiff 檔）及高精地圖（las 檔）圖資隱碼研究開發

7.活動辦理

(1) 辦理「AI人工智慧及區塊鏈」基礎訓練課程。

(2) 辦理數值地形模型使用者會議。

(3) 辦理第二屆國土測繪圖資GIS專題應用競賽。

(4) 配合內政部推動自駕車用高精地圖相關技術開發及規範標準建立，辦理「AI 智慧製圖發展及圖資應用技術探討座談會」。

(5) 辦理測繪技能競賽。

本案除了持續 DTM 加值應用網路服務維運工作，進行 DTM 成果資料異地備份及永續保存服務外，也優化內政部業管 DTM 成果資料管理及供應機制，藉此擴大 DTM 資料運用領域及供應，加強測繪資訊流通機制，降低政府財政負擔與提高行政服務效能，並達到資料永續保存之目的。

高精地圖為自駕車進行決策控制不可或缺的關鍵技術，內政部於108 年已建立自駕車用地圖供應平台供應固定場域之圖資，本案將延續前揭工作，

提供申請者依照申請流程取得圖資進行自駕車相關研究技術發展。

此外，為呼應國家發展委員會「國家底圖」政策，內政部積極推動三維國家底圖工作，其中三維點雲及建物模型等圖資所蘊含巨量空間資訊是此工作不可或缺的重要基石，本案亦進行三維圖資相關研究，加速國家底圖三維化政策推動。

二、專案背景分析

早期傳統的地形圖是以人類肉眼閱覽及判釋為主，於二維的圖紙上以線條、數字表示三維地形的起伏，也就是等高線的製作。在使用地圖時，可以由等高線的疏密判釋出地形高低起伏的程度，圖面上等高線越密集的地

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5

方，地勢就越陡峭；另外，呈現封閉環狀的等高線，其所在的最小那一圈的高度，不是局部最高點就是局部最低點所在地，如圖 1-1。

圖1-1、等高線示意圖(摘自國土測繪中心之臺灣通用電子地圖) 欲從等高線圖上獲知某點的高度，則必須由該點相鄰的兩條等高線所代表的高度值進行內插而得。除了高度外，若欲由圖上任意兩點之間得知坡度的變化，需先取得該兩點之高程，並量出該兩點間之水平距離，進而求得兩點間之坡度。

早期土木工程在設計道路時，需先繪製設計路線上的縱橫斷面圖，此圖乃由地形圖上之等高線量出斷面上各點的高程，以繪製斷面圖；此斷面圖即是設計道路的依據，並用以計算未來施工時應開挖或填土的體積。然而，若於設計後發現路線位置不佳，縱使移動道路位置一些，則所有工作就需重新來過一次，必須再次動用大批的人力，重新量測、繪製所有斷面圖。由此可知等高線圖給人閱覽很有用，可以獲取很多地形的訊息；惟運用在工程上的計算，卻是極為不便。

因此在 1950 年代末期電腦問世後，美國麻省理工學院土木系就提出數值地形模型(Digital Terrain Model，簡稱 DTM)的觀念(Miller & Laflamme, 1958)，放棄以等高線來表示地形起伏，改以規則的離散式網格點來表示地表的起伏，網格點間的疏密程度就表現出地表起伏的細緻程度，量測每個網格點的平面及高程坐標，儲存在電腦內以供後續計算地表的坡度、坡向，以

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6

及繪製地形剖面、透視圖、等高線圖等。

在測量的領域中，對於DTM 這個名詞進行更精準的描述，把它稱為數值高程模型(Digital Elevation Model，簡稱 DEM)，此模型只簡單的表示地表高程的起伏，並不包含一般的地形物；亦即 DEM 是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，是 DTM 的一個分支。DTM 是描述包括高程在內的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的空間分布，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在 DEM 的基礎上衍生。DTM 亦包含自然地理要素以及與地面有關的社會經濟及人文要素，如土壤類型、土地利用類型、岩層深度、地價、商業優勢區等等。

國內第一次的 DEM 製作是於 1983 年到 1985 年間，由當時隸屬於臺灣省政府林務局的農林航空測量隊以航空測量法在解析製圖儀上測製的間隔為 40 公尺的 DEM。受限於經費與技術關係，該 DEM 製作以人工在解析製圖儀內於預先設定好坐標的 40 公尺間距網格點上，直接量測該點的地表高程做為 DEM；該 DEM 是以二度分帶橫麥卡脫投影的坐標系為基準，並以五千分之一基本圖之圖幅為單位，分幅測製建檔，全臺灣共有 5436 幅。在測製完成後，並未公開供外界使用，直到 1990 年農委會將該 DEM 交由中央大學太空及遙測中心管理後，才開放供各機關團體申請複製使用。

由於 40 公尺網格間距的 DEM 間距太大，不符合臺灣地區土地利用密集的現況需求。內政部乃於 2004 年使用農委會農林航空測量所拍攝的比例尺約為二萬分之一的航空影像，全面重測間隔為 5 公尺的高精度及高解析度 DEM，全部作業於 2006 年完成；此高精度及高解析度 DEM 之坐標系統亦是建立在二度分帶橫麥卡脫投影坐標系內，也以五千分之一基本圖分幅。

在測製高精度及高解析度 DEM 的同時，也以影像自動匹配的方式，測製間隔同樣為 5 公尺的數值表面模型(Digital Surface Model，簡稱 DSM)。

DSM 與 DEM 同為 DTM 所涵蓋，而 DSM 與 DEM 的不同在於沒有對地物 (如：植被、建物等)的高度作修正，所表示為經內插圓滑後，包含地物的圓滑表面；惟 DSM 雖未刪除地物的高度，亦非三維城市表面模型(3D City Modeling)，三維城市模型的表面是建物真實的表面，其表面具有明顯並貼近真實建物的折角。此 5 公尺間距的高精度及高解析度 DEM，基於國防安全性，尚未全面供外界使用。

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7

內政部在完成5 公尺間距的高精度及高解析度 DTM 測製工作之期間，

同時運用新興測繪技術，於2006 年度以空載光達技術辦理大甲溪、大安溪、

苑裡溪流域河川及洪泛溢淹地區及達邦至玉山中高海拔山區 DTM 測製與研究工作，完成 51 幅五千分之一基本圖圖幅範圍 1 公尺網格 DTM，面積約 360 平方公里，自此開啟 1 公尺間距的高精度及高解析度 DTM 之測製工作；2007 年度持續辦理彰化縣西部地區及五峰至觀霧中高海拔山區 1 公尺網格 DTM 建置工作，完成 84 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，面積約 580 平方公里；2008 年度辦理澎湖縣全縣 1 公尺網格 DTM 測製工作，面積約 127 平方公里；2009 及 2010 年度完成 185 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，

面積約 1,300 平方公里。

另因 2009 年 8 月 8 日莫拉克颱風重創臺灣，造成臺灣南、中及東部地區持續出現複合型土砂災害，整個國土之地形地貌發生劇烈變遷，更在臺灣中南部地區造成嚴重傷亡及財物損失，在臺灣天然災害史上重大成度僅次於 1999 年之集集大地震，尤以當時高雄縣甲仙鄉小林村(現為高雄市甲仙區小林里)發生大規模崩塌之埋村災害為最，此深層崩塌滑動的土方量超過 2,500 萬立方公尺。

此風災使得臺灣多處地形地貌有大幅度變化，舊有測繪及地質資料已不適用，須刻不容緩的進行 DTM 重新測製及地質災害調查，以提供人民安全資訊及政府重建基礎的重要數據；經濟部中央地質調查所從 2010 年至 2012 年，以 3 年時間執行「國土保育之地質敏感區調查分析計畫」，於臺灣中南部及東部莫拉克風災重創區，利用空載光達技術測製1 公尺網格 DTM，

將地形地物原始真實清楚地呈現；另從 2013 至 2015 年，中央地質調查所再以 3 年時間利用空載光達技術測製其他非莫拉克災害地區之 1 公尺網格 DTM，俾使全臺灣皆有 1 公尺網格的高精度及高解析度 DTM 資料。

前述莫拉克風災以空載光達技術重新測製 1 公尺網格之 DTM，於 2010 年度完成 1,045 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，面積約 7,450 平方公里；

2011 年度完成 1,380 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，面積約 9,570 平方公里；2012 年度完成 1,061 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，面積約 7,502 平方公里；2013 年度完成 543 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，面積約 3,810 平方公里；2014 年度完成 680 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，面積約 4,778 平方公里；2015 年度完成 680 幅五千分之一基本圖圖幅範圍，面積約 4,778 平

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8

方公里。

然而，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，

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。

三維數位城市圖資的建置、更新與加值應用為建置智慧城市不可或缺的重要基礎元素，因此近年來各國政府、民間企業對於三維圖資發展之趨勢與著重的項目越來越重視，三維數位城市可加值應用於國土管理、都市規劃、

防災、環境影響評估等領域。

所謂三維數位城市是將我們所生活城市中之真實地表物體以三維幾何模型予以重建，將其表面紋理影像黏貼於該模型以成為仿真城市模型，並以電腦模擬真實世界的建築、山川、河流、森林、草地、道路、橋梁等各類地物，甚至於各種不同時期的地貌，且為其建立各項物件的屬性資訊，虛擬重現真實世界之各項機能，並可透過網際網路供使用者瀏覽、查詢、分析及其他應用。

隨著雲端三維圖台強化三維視覺呈現空間資訊的效果，搭配豐富而簡易的地圖定位查詢，讓三維數位城市在一般使用者的能見度大幅提升，三維數位城市圖資在虛擬城市導覽、都市規劃、環境與景觀模擬、工程規劃與評估、適地性服務、運輸規劃及管理、三維導航、災害防救模擬與應變、歷史影像數位典藏、建築與遺址或特定場景重建、軍事及國防安全、娛樂及遊戲產業等均有良好的應用潛力。

惟三維圖資的建置需要耗費大量資金與人力，近年結合航測科技、數位攝影測量、電腦圖學等領域之技術，針對建物的特性，研發出符合 OGC (Open Geospatial Consortium) CityGML 所定義的 LOD1、LOD2 及 LOD3 等之建物模型建置方法，並可評估所建置三維模型的品質。

與過去平面的二維圖資相比，三維圖資更能貼近實際物體，透過視覺化的模型展示，使用者可容易且直覺找到所需的資訊。然而目前二維圖資多元且持續增加更新，惟三維資料仍舊相對不完全，對於國家之國土規劃及防救災所需之三維圖資資訊更是缺乏。

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9

目前產官學界縱使於部分地區已建置小範圍三維建物精緻模型，但對於全臺整體性之三維成果仍舊缺乏，在應用上仍相當困難，主要原因除基礎資料取得不易外，目前產製三維成果之作業需耗費較多人力、成本及時間。

故需以高效率且自動化之產製流程服務，以完備全臺成果。並進一步推動三維地籍建物模型的建置，針對土地及其建物產權範圍給予權利及限制之地籍登記，將不同權利空間可視化表現，以管理現實世界中的權屬狀況，區分不同建物產權並減少法律糾紛。

從國家空間資訊基礎建設的觀點出發，三維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。

自動駕駛（Autopilot）係具備感知、決策及控制等功能之智慧載具，透過遙控、自動導引或自動駕駛驅動，而應用於運輸、科學研究、軍事及民生等用途。近年因為資通訊科技進步，透過物聯網結合人工智慧之創新應用，

引領各種自動駕駛不斷推陳出新，比如自動駕駛，未來將可藉由自動駕駛降低意外事故，及達到智慧城鄉、智慧運輸等。

高精地圖實現精準導航成為無人車必要之條件，在無人駕駛等級中，第二級屬於低度自駕，大部分由人類決策，僅需要中低精準度定位與地圖，但到第四級自駕，駕駛將可在高速公路環境，交由車輛自行駕駛，此時地圖精準性、即時性十分重要，然而，高精地圖在內容及精度之需求較現今各式地圖高，後續更新需要大量時間和經費進行，如不精進現有製圖技術，發展人工智慧圖資獲取技術，未來將無法即時更新地圖，提供相關應用進行。

綜上所述，DTM、三維地籍建物與高精地圖等三維圖資皆為智慧城市建置重要的一環，因此本案延續執行數值地形模型成果加值應用服務與圖資供應平台服務，以既有成果為基礎，投入三維圖資應用研究，辦理「DTM 加值應用網路服務平台維運」、「DTM 圖資供應平台維運」、「DTM 成果管理優化」、「圖資隱碼技術研究及精進」、「影像三維建模高速運算資源服務」、

「三維地理空間資料與影像圖資整合展示工具維運」、「建立高精地圖資料供應機制」、「成果發表」、「成果效益評估與計畫進度管考」等9 項工作，協助加速國家底圖三維化政策推動。

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三、工作項目

（一）DTM 加值應用網路服務平台維運

1. 依機關管理 DTM 資料量及系統營運情形，提供資料倉儲、異地備份系統、伺服器運算環境及本案 DTM 加值應用網路服務平台所需作業環境並予以維運。

2. 資料倉儲、異地備份系統及網路服務平台應符合本服務建議徵求書第陸項其他注意事項規定。

3. 開發符合服務導向架構（SOA）且可於地理資訊系統間交互溝通與應用之網路服務模組（包含 DTM 加值服務導入 GIS 平臺等）。

4. 撰寫平台服務說明書，內容包括平台架構、功能、提供服務規格 (含各項參數及所用演算法)及操作說明等。

（二）DTM 圖資供應平台維運

1. 提供機關業管之 DTM 圖資線上申請之服務，並就本案 DTM 圖資供應平台所需提供作業環境並予以維運。

2. 提供圖資倉儲環境（儲存空間至少 20TB）。

3. 研擬網路下載 DTM 成果方式，針對傳輸過程之保密措施進行可行性評估。

4. 於本案 DTM 圖資供應平台開發視覺化選取圖資功能。

（三）DTM 成果管理優化

1. 檢核機關管理供應 DTM 成果內容，就檔頭與網格資料異常、缺漏及錯誤等問題進行修正。

2. 建立 DTM 成果資料庫，並依機關需求新增 DTM 成果，資料庫相關欄位及內容，於工作會議與機關討論定案後辦理。

3. 產製報表詳列目前機關管理之 DTM 成果清冊。

（四）圖資隱碼技術研究及精進

1. 精進 DTM 及點雲資料隱碼技術，並就機關所發現之問題進行修正。

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2. 研擬 HyDEM 圖資隱碼技術及進行隱碼試作與抗攻擊測試，並進行相關文獻蒐集與分析。

3. 研擬高精地圖向量圖資隱碼技術及進行隱碼試作與抗攻擊測試，

並進行相關文獻蒐集與分析。

（五）影像三維建模高速運算資源服務

1. 提供影像三維建模所需軟硬體高速運算環境，產製內容為正射影像及三維 mesh 模型。

2. 提供影像及模型資料倉儲環境（儲存空間至少 10TB）。

3. 配合機關以及協助空間情報任務小組災防任務需要，提供高速運算建模服務。

（六）三維地理空間資料與影像圖資整合展示工具維運

1. 提供機關三維地理空間資料與影像圖資整合展示工具 Web 版所需作業環境。

2. 以本展示工具進行三維地籍建物模型與其他空間資料串接及展示，其相關整合應用規劃(包含平台之功能、建物模型資料庫及資料內容格式) 於工作會議與機關討論定案後辦理。

3. 利用本展示工具進行推廣及應用試辦，合作對象選定及展示工具功能需求等事項，於工作會議與機關討論定案後辦理。

（七）建立高精地圖資料供應機制

1. 維運高精地圖圖資供應平台，並擴充定位服務申請頁面。

2. 開發高精地圖圖資傳輸 API，並依機關需求辦理實證。

3. 為促進高精地圖特徵辨識及相關技術發展，提供快速、穩定且安全之 AI 運算環境，並供使用者運算環境之諮詢服務。

（八）成果發表

1. 廠商應配合機關需求，以本案成果參加相關競賽至少 1 場。

2. 廠商應配合機關需求，參加國際研討會至少 1 場。

3. 廠商需配合機關參加智能測繪應用相關之年度計畫成果發表

（含研討會方式）活動，就本案工作相關成果及研究議題，規劃辦理至少 3 小時議程（包含主持人、與談人、主講人、議程題

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目與內容等），所需講者出席費由廠商負擔，至於活動主題、場地、日期與議程等細節，需適時配合機關作業。

4. 協助機關參與 2020 智慧城市展活動，至於活動主題、展覽內容等細節，需適時配合機關作業。

（九）成果效益評估與計畫進度管考

1. 依據科技計畫績效管考平台（http://stprogram.stpi.narl.org.tw/）提供格式，配合機關辦理本案計畫「科技發展計畫績效評估作業」

自評作業需求，參考機關提供之相關績效作業範本，填寫本案相關成果效益報告書、績效指標、佐證資料、政府科技發展計畫績效評估；另配合將本案各期資訊登載政府研究資訊系統（GRB, https://www.grb.gov.tw/），且將登載結果繳附於各期工作成果，

並適時接受諮詢。

2. 廠商需配合機關填寫行政院政府計畫管理資訊網(GPM)管考作業所需表格內容，並適時接受諮詢，每月 25 日前需繳交月報表，

說明工作執行進度。

3. 提送國內外空間資訊相關研討會文稿至少 1 篇。

（十）廠商應自行定期召開工作會議，並適時接受諮詢。其中 2 次需邀請使用者（名單需先與機關討論）參與交換意見，並作為後續應用方向或執行參考，所需費用由廠商負擔。

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四、計畫工作流程及架構

本案依工作項目的特性可區分為「DTM 資料管理與加值應用服務」、

「技術服務」、「高精地圖供應服務」、「成果推廣及行政配合事項」等四大類別，架構如圖 1-2。

圖1-2、專案工作項目執行流程架構

「DTM 資料管理與加值應用服務」包含：工作項目(一) DTM 加值應用網路服務平台維運、(二) DTM 圖資供應平台維運、(三) DTM 成果管理優化。於既有開發之平台進行維運服務及優化管理。

「技術服務」包含：工作項目(四) 圖資隱碼技術研究及精進、(五) 影像三維建模高速運算資源服務、(六) 三維地理空間資料與影像圖資整合展示工具維運」，進行技術深化服務。

「高精地圖供應服務」為工作項目(七) 建立高精地圖資料供應機制。

此項目將進一步針對高精地圖資料供應方式，進行研究與實作。

「成果推廣及行政配合事項」則包含了工作項目(八) 成果發表、(九) 成果效益評估與計畫進度管考及(十) 定期召開工作會議。配合機關需求，

執行行政辦理事項，並將本案成果進行發表或參賽。

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五、工作進度規劃與執行情形

表1-2、工作進度表工作項目 _月² _月³ _月⁴ _月⁵ _月⁶ ^月⁷

(期中) 8 月

9 月

10 月

11 月

12 月 (期末)

(一) DTM加值應用網路服務平台維運 1. 提供DTM加值資料之倉儲與

異地備份環境

2. 備份資料還原演練

3. DTM服務導向架構之網路服務模組開發（導入GIS平台）

4.DTM應用服務QGIS插件教育訓練

5. DTM加值應用網路服務平台作業環境與維運

6. 撰寫平台服務說明書

(二) DTM圖資供應平台維運

1. 提供圖資倉儲環境

2. 提供DTM圖資線上申請服務平台作業環境與維運

預定進度執行情形配合執行

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工作項目 _月² _月³ _月⁴ _月⁵ _月⁶ ^月⁷

(期中) 8 月

9 月

10 月

11 月

12 月 (期末)

3. 開發視覺化選取圖資功能

4. 網路下載圖資供應之保密措施可行性評估規劃

5. 開發離線加密供應機制

(三) DTM成果管理優化

1. 機關管理供應DTM成果內容檢核報告

2. DTM成果資料庫

3. DTM成果清冊

(四) 圖資隱碼技術研究及精進

1. DTM及點雲資料隱碼技術修正與精進

2. HyDEM圖資與高精地圖向量圖資相關文獻蒐集分析

3. HyDEM圖資與高精地圖向量圖資之隱碼技術研擬及試作與抗攻擊測試

(五) 影像三維建模高速運算資源服務

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工作項目 _月² _月³ _月⁴ _月⁵ _月⁶ ^月⁷

(期中) 8 月

9 月

10 月

11 月

12 月 (期末)

1. 提供高速運算環境與影像模型資料倉儲環境

2. 影像三維建模高速運算資源服務

(六) 三維地理空間資料與影像圖資整合展示工具維運

1. 提供展示工具Web版作業環境與維運

2. 開發三維地籍建物模型與其他空間資料串接及展示功能

3. 展示工具之推廣及應用試辦

(七) 建立高精地圖資料供應機制

1. 提供高精地圖圖資供應平台作業環境與維運

2. 增加定位服務申請頁面

3. 修改高精地圖圖資供應架構與申請審核流程

4. 開發高精地圖圖資傳輸API 與實證辦理

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工作項目 _月² _月³ _月⁴ _月⁵ _月⁶ ^月⁷

(期中) 8 月

9 月

10 月

11 月

12 月 (期末)

5. 提供AI運算服務環境

(八) 成果發表

1. 參加相關競賽

2. 參加國際研討會

3. 配合參加智能測繪應用相關之年度計畫成果發表活動

4. 協助參與2020智慧城市展活動

5. 提送國內外空間資訊相關研討會文稿

6. 計畫成果推廣

註：「配合執行」內容為既定工作項目外，配合機關業務需求執行之工作內容。

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貳、DTM 資料管理與加值應用服務

一、 DTM 加值應用網路服務平台維運

（一） DTM 資料倉儲及加值應用網路服務平台介紹

本案前期已於 107 年度由國網中心完成服務平台建置，其建置所在之系統環境架構，包含資料倉儲、API 示範網站與服務等，系統環境架構如圖 2-1 所示。前期專案建置之全國 DTM 資料倉儲與網路服務分為三個面向，105 年度提供 API 給已經有現成圖台的政府單位使用；

106 年度提供簡單易用的使用者介面給沒有現成圖台的各單位使用者使用；107 年度開發 4 項加值服務，並開放解析度 5 公尺加值應用服務，提供政府機關內部使用需求進行介接申請；108 年度新增 DSM 圖資，且開放1 公尺解析度 DTM 圖資加值應用服務，提供政府機關內部使用需求進行介接申請。服務平台說明書詳如附錄二。

圖 2-1、服務平台系統環境架構圖

本案持續以內政部 DTM 資料（如表 2-1）進行全國性 DTM 加值應用網路服務平台之維運，平台架構如圖 2-2。

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表 2-1、內政部 DTM 資料來源專案說明表

專案名稱專案簡稱測製單位專案範圍測製方式成果網格解析度

測製年度 92-94 年度

「高精度及高解析度數值地形模型測製」

高精高解 DTM（92-

94）

內政部

臺灣本島+

澎湖+琉球 +蘭嶼+綠

島

航空攝影測量

5 公尺

民國 92-94

年間

99-101 年度

「莫拉克地區 LiDAR 高解析度數值地形製

作」

莫拉克 DTM

（99-101）

經濟部中央

地質調查所莫拉克災區

空載光達測量

1 公尺

（降解析度至 5 公

尺）

民國 99-101

年間

102-104 年度

「非莫拉克地區LiDAR 高解析度數值地

形製作」

非莫拉克 DTM（102-

104）

經濟部中央地質調查所

臺灣本島

（不含莫拉克災區）

空載光達測量

1 公尺

（降解析度至 5 公

尺）

民國 102- 104 年

間

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圖2-2、DTM 應用加值網路服務平台架構

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（二）資料倉儲及異地備份系統及服務平台環境

本案之 DTM 相關資料倉儲與網路服務架構如圖 2-3，依內政部業管之 DTM 資料量及系統營運情形，提供服務系統所需 20TB 的資料倉儲（目前已使用18.42TB）及 170TB 資料備份環境（目前已使用 97.02TB），以供網路服務平台之系統環境之資料連結。

圖2-3、DTM 資料倉儲及備份作業架構 1. 資料倉儲與異地備份系統的能量

本案資料異地備份服務（off-line backup）符合 ISO27001 之資訊安全要求事項進行營運，依內政部管理DTM 資料量及系統營運情形，

提供內政部用戶自動化資料恢復功能，由國網中心之內部機房儲存設備提供服務。

2. 資料備份架構及備份方式

資料異地備份架構分為內政部與國網中心兩邊，主要目的是備份內政部圖資到國網中心。內政部的伺服器有圖資 File Server，用來儲存圖資。國網中心的 TSM Server，用以儲存準備之備份資料，兩邊 Storage 主機需為同型號之機型，透過高速網路將資料備份、壓縮，

並經由資料加密與解密雙向傳送到國網中心，如圖 2-4 所示。

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圖2-4、DTM 資料備份架構

本案除設定完成後提供自動排程外，同時使用者也可採用手動備份及還原，手動備份流程如下：

步驟一：擬將要備份之主機安裝 TSM Client 軟體，進入保存備份 GUI，點選備份如圖 2-5 所示。

圖2-5、資料備份之 TSM Client 介面

步驟二：點選本端後，可選擇欲備份之路徑，或欲備份的檔案，

點擊備份，如圖 2-6 所示。

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圖2-6、備份資料及其備份路徑選擇

步驟三：點擊備份後，得到如下資料轉送畫面，如圖 2-7。

圖2-7、備份資料傳輸介面

資料轉送完成後，即完成備份，若被轉送的檔案正在使用中，則可能發生該檔案無法備份的情形。如要取回資料，點選還原再選擇要還原之檔案路徑即可還原。

3. 資料還原演練

為確保備份資料內容為完整且未受損壞，每年需實施資料還原演練一次。本案於109 年 11 月完成資料異地備份服務之還原演練測試，

可成功還原備份資料，測試紀錄詳如附錄三。

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（三）網路服務平台之系統環境

本平台網站伺服器主機的作業系統採用 Windows Server 2016 標準授權版，網頁程式開發語言採用ASP.Net 4.5，資料庫採用 PostgreSQL 9.5，平台安裝在國網中心之 VMWare 服務主機，採用 VMWare 的考量乃是為日後有更多使用同時湧進本案之服務平台時，可以在不停止原本服務的情況下依照需求動態且快速地複製出新的伺服器以紓解效能不足的困境。

（四）開發 DTM 應用服務 QGIS 插件

目前DTM 加值應用服務平台以 Web API 的方式提供 DTM 加值資料給使用者。服務平台另外開發一 Web 介面，作為示範 API 介接檢索資料。該網站設定為提供程式開發人員進行 API 介接測試，非以提供一般民眾查詢為目的，因此 Web 介面並無整合 DTM 加值資料於底層的電子地圖之上。另外，瀏覽器進行一次檢索之後，必須先清除已取得的資料才能再次檢索。因此，瀏覽器無法在同一時間顯示數筆不同的 DTM 加值資料，也無法讓 DTM 加值資料與使用者的其他資料整合。

為了強化一般使用者方便操作 DTM 加值應用分析功能，彌補 Web 顯示介面的功能性不足，著手規劃開發一 QGIS 插件（QGIS Plugin）供使用者於 QGIS 軟體上檢索、顯示、操作 DTM 加值資料，進行高階的應用與分析工作（圖 2-8）。

圖2-8、DTM 加值應用服務平台架構

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目前 DTM 加值應用服務平台的 Web 介面提供 15 項主功能（如圖 2-2），其中以坡度分析、坡向分析、等高線分析、多色地圖等4 項功能的服務量較大。本案在今年度針對 20 公尺解析度的 DTM 加值資料優先開發上述 4 項功能。在規劃中，QGIS 插件被命名為 TwDTM，且須符合以下的要求：

 TwDTM 與 Web 介面在操作介面、邏輯、行為上保持一致

 安裝過程盡可能的簡單

 盡可能不包含第三方軟體

 架構簡單、穩定、易於維護以下為TwDTM 的開發步驟與相關說明：

1. 分析 QGIS 平台特性，決定 DTM 插件環境與架構

QGIS 為一開放原始碼之地理資訊系統（Geographic Information System，GIS）處理軟體，其被廣泛地使用在各種 GIS 應用分析上。

QGIS 以 C++建構，整合 GEOS 和 SQLite，GUI 的部分使用 Qt。

QGIS 允許插件以 C++或 Python 建構。QGIS 提供最新版與長期維護版（Long-Term Repositories，LTR）兩種版本。目前的版號分別是3.12.0 和 3.10.3。本案將 TwDTM 建構在長期維護版（3.10.3LTR）

之上，以 Python 進行開發，僅使用 QGIS 提供的功能（由 PyQT5 提供），以簡化安裝插件的程序，符合前述的要求。

2. 開發 TwDTM 工具列

目前 DTM 加值應用服務平台包含 15 項主功能，每一項主功能又包含一至數項子功能。為了簡化 TwDTM 的複雜度，因此把每一項子功能獨立成為單一元件，主功能再整合數個子功能元件成為主功能元件。而 TwDTM 工具列是使用者進入 QGIS 平台後，啟動各個主功能元件的起始點（圖 2-9）。

3. 開發細部功能元件

DTM 加值應用服務平台的每一項子功能基本上都是由「地圖選取」、

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「參數選擇」、「網路請求」、「結果顯示」等四個部分組成。其中，

地圖選取可再細分為單點、矩形、多邊形三個項目。而結果顯示則分成圖片與文字兩種方式。以上各功能均以細部功能元件的形式獨立開發（圖 2-9）。

4. 整合細部功能元件，開發子功能與主功能元件

依據子功能的需求，整合多個細部功能元件，成為單一子功能元件。

接著整合子功能元件成為主功能元件（圖 2-9）。例如，「坡度分析」

主功能包含 7 個子功能。其中的子功能「坡度分級影像（7 級）」

整合了矩形地圖選取、參數選擇、網路請求、圖片結果顯示等細部功能元件（圖 2-10）。

圖 2-9、TwDTM 架構示意圖

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圖2-10、TwDTM 各級元件實例

圖 2-11 以子功能「坡度分析 / 坡度分級影像（7 級）」為例，說明各細部功能元件之細節：

 地圖工具：在底圖上選取需要檢索 DTM 加值資料的區域。地圖工具可再細分成單點、矩形、多邊形三種。分別對應不同的資料特性。

 資料來源：選擇 DTM 資料的來源。例如某選項為「20M TW DLA DEM 92-94」，其中 20M 代表 DTM 資料為 20 公尺解析度，TW 代表台灣本島，DLA 代表內政部地政司，DEM 代表 Digital Elevation Model（不包含人工建築物）、92-94 代表民國 92 年至 94 年。

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 選取範圍：顯示選取區域的地理資訊。「使用中」代表QGIS 右下角標示之坐標系統，「WGS84」顯示經緯度資訊，「TWD97 」顯示 TWD97 二度分帶坐標。而「東」、「南」、「西」、「北」分別為選取區域的 4 個邊界坐標。

 HTTPS 請求：顯示索取資料的 Web API 指令。該指令可直接拷貝至瀏覽器網址列執行，所得結果與使用 Web 介面相同。

 執行：執行 Web API 指令索取資料。

 清除：清除已設定之參數。

 HTTPS 回應：執行指令後 DTM 加值應用服務平台回覆之資料。該資料為 JSON 格式，DTM 加值資料即嵌於此 JSON 資料物件之中。此內容與 Web 介面顯示的結果相同。

 圖例：若干 DTM 加值資料包含有圖例，此按鍵可顯示圖例於一彈出視窗。

圖2-11、「坡度分析 / 坡度分級影像（7 級）」之操作介面

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圖 2-12 以子功能「坡度分析 / 災害潛勢坡度分級影像」為例，示範整個操作流程

圖 2-12、「坡度分析 / 災害潛勢坡度分級影像」之操作流程

圖 2-13 示範 4 項 DTM 加值資料同步顯示。圖中西邊的圖層為多色地圖。南邊的圖層為等高線，且等高線已半透明顯示。東邊是坡向分級影像。北邊區域的坡度分級分析則顯示在 TwDTM 介面之中。

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圖2-13、多項 DTM 加值資料同步顯示

圖 2-13 除了包含 TwDTM 同步顯示多項 DTM 加值資料的能力，

也展示了圖層可半透明顯示的功能。這些能力凸顯了 TwDTM 在功能性與互動性上的優勢，確實能夠讓使用者簡便的使用DTM 加值資料，

並進行進階的操作。

目前 TwDTM 已公布於 DTM 加值應用服務平台的網站上（圖 2- 14，https://dtm.moi.gov.tw/software.aspx）。使用者可從該頁面下載安裝程式（TwDTM 目前支援 Windows、Linux、MacOS 三種作業系統）與使用說明。此外，該頁面也羅列TwDTM 的改版資訊，QGIS 的相關訊息，供使用者參考。

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圖 2-14、TwDTM 下載網頁

內政部今年度辦理「2020 國土測繪圖資 GIS 專題應用競賽暨研習活動」，針對高中職與大專院校學生舉辦三場研習會，活動日期如表2- 2。本案配合研習會議程，於會中安排 30 分鐘之 QGIS 插件–TwDTM 教育訓練，包含 QGIS 與 TwDTM 的下載、安裝與使用之教學與實機操作。活動照片如圖 2-15～2-17。

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表2-2、「2020 國土測繪圖資 GIS 專題應用競賽暨研習活動」研習會場次

梯次場次日期地點

第一梯次南部場 7 月 15 日（三）國立鳳新高級中學

第二梯次北部場 7 月 21 日（二）新北市立海山高中新北市地理學科中心

第三梯次中部場 7 月 23 日（四）逢甲大學

地理資訊系統研究中心

圖2-15、研習會課程活動照片-南部場

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圖2-16、研習會課程活動照片-北部場

圖2-17、研習會課程活動照片-中部場

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另依本案議約要求，於109年10月16日假台北恆逸教育訓練中心電腦教室辦理「數值地形模型加值應用服務案成果暨影像三維高速建模服務研習會」，會中進行TwDTM插件教學與實機操作，以及本案相關服務成果推廣，活動議程如表2-3，活動照片如圖2-18。現場同步於內政部地政司臉書粉絲專頁進行線上直播，現場參加與線上觀看人數共計約62人次。

表2-3、「數值地形模型加值應用服務案成果暨影像三維高速建模服務研習會」議程

時間內容講師

09：50～10：00 報到

10：00～10：20 數值地形模型資料與加值應用服務介紹施奕良組長

10：20～10：50 數值地形模型加值應用QGIS 插件介紹與實作陳瑋陞專案副研究員

10：50～11：00 中場休息

11：00～11：20 數值地形模型圖資供應平台介紹杜國銘工程師

11：20～11：40 影像三維高速建模服務介紹林孜彥專案副研究員

11：40～11：50 Q＆A 時間

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圖2-18、研習會活動照片