地理資訊系統概論 第一章    空間資訊基本概念

本章學習重點 什麼是生活空間資訊？ 為什麼需要地理資訊系統？ 什麼是地圖？ 什麼是電子地圖？ 電子地圖做什麼用？

1.1 生活空間資訊 地理資訊系統就是人類在地上活動的一種工具。 地理資訊系統就是為現代人類在地上活動的科技性及服務的工具。 地理資訊系統就是蒐集資料、分析資訊、建立決策模式及預測模式、產生新知識的電腦工具。

1.2 為什麼需要GIS 以「我的家」及「我一天的生活日記」來描述人們日常生活中，如居住、行車、工作、旅遊等都可能直接、間接接觸到GIS為例說明： 我的家 我的一天生活日記

1.2 為什麼需要GIS? -我的家 　我的家在一個社區內一棟大樓第十樓第八室，有一個很長、很難記憶的地址，她坐落在市區內，週邊有綠化社區公園、道路、消防栓、路燈、交通號誌紅綠燈、有線電視纜線、路邊監視器、無線網路接取點等、樓頂上有電視天線、行動電話基地台和小耳朵衛星天線，還有在地底下看不見的電力線、電話線、瓦斯線、光纜、自來水管、石油管線等。

1.2 為什麼需要GIS? --我的一天生活日記 0830 車快到公司前，再用PDA電子地圖即時查詢系統找最近、有空位且最便宜之停車場。進到公司後，在客戶關係地理資訊系統上，查詢列出今天要拜訪之客戶名單、地址、時程及順序之路徑，以最少之成本（時間及耗油）完成最大效率之工作。

1.2 為什麼需要GIS? 地圖日誌 「台灣地圖日記」的消息及新聞 http://zh.wikipedia.org/wiki/地圖日記 http://blog.chinatimes.com/blognews/archive/2008/02/01/241610.html

1.3 地圖的基本知識--地圖 (1) （Map） 按照一定的數學法則，運用符號系統、以圖形或數位的形式表示具有空間分佈特性的自然與社會現象的載體。 按照一定的數學法則，經過地圖概括化後，用特定符號將地面上的自然和人文現象縮小表示在平面上的圖形。

1.3 地圖的基本知識--地圖 (2) （Map） 地圖由「數學要素」﹑「地理要素」和「整飾要素」或稱輔助要素等三個部分組成，又通稱地圖「三要素」。 地圖組成要素 數學要素 地理要素 整飾要素

1.3 地圖的基本知識--地圖分類(1) 地圖的分類分別以地圖的內容、比例尺、製圖區域範圍、用途、介質表達形式和使用方法等作標誌，將地圖區分(或劃分)爲各種類型或類別。

1.3 地圖的基本知識--地圖分類(2) 按內容分爲普通地圖和主題地圖。 普通地圖反映製圖區域的基本地理特徵，又分為地形圖和地理圖。 主題地圖突出表示製圖對象的一類或一種主題內容，其種類很多，大致上可分為自然地圖和人文地圖兩類。

1.3 地圖的基本知識--地圖分類(3) 按比例尺大小可分為大比例尺地圖、中比例尺地圖、小比例尺地圖。 http://etextbook.geo.ntnu.edu.tw/lesson1/keyword/比例尺.htm 按製圖區域可區分為世界地圖、全洲地圖、全國地圖、分省地圖等。

1.3 地圖的基本知識--地圖分類(4) 數位典藏時空資訊技術服務機制與內容建置(書本摘要)： 普通地圖 主題地圖 其他主題圖 普通地圖沒有特定的主題，地圖上所記載的資料幾乎涵蓋一個地區的全方位資料，舉凡地表上的自然環境資料和人文資料，幾乎無所不包。 主題地圖 著重反映自然或社會現象中的某一種或幾種專業要素，即集中表現某種主題內容的地圖。 主題地圖之表現方式有點子圖、分級符號圖、柱狀圖、圓餅圖、面量圖、等值線圖等。 其他主題圖 等高線圖、高度分層設色圖、暈染圖、3D地形圖

1.3 地圖的基本知識--地圖功用(1) 地圖的功用可分成七類： 可描述(對象的位置和分布範圍)及(空間物件的性質和數量特徵)。 可描述有形具體的空間物件，如河流﹑居民地﹑道路；又可表示無形抽象的空間物件，如氣溫、氣壓、人口密度等。

1.3 地圖的基本知識--地圖功用(2) 3. 可描述空間物件的外貌，包括平面的輪廓(如湖泊岸線)和立體的輪廓(如地勢起伏)；又可反映空間物件內部的發生成因與組成物質，如地貌成因類型、湖水的含鹽量等。 4. 可描述目前狀況的空間物件，如江河湖海；又能表示歷史的現象，如黃河河道、海岸變遷；還有規劃未來的發展，如規劃中的道路等。

1.3 地圖的基本知識--地圖功用(3) 5. 可描述空間物件的特徵；又可反映空間物件之間的相互關係。 5. 可描述空間物件的特徵；又可反映空間物件之間的相互關係。 6. 可描述在圖上可以區分空間物件的主要次要分別程度，識別主要空間物件的最基本和最典型的特徵。 7. 在實用上，常被用於軍事上之沙盤推演、工程上之規劃設計、地理學教育上之教材工具、旅遊上之導覽工具。

1.3 地圖的基本知識--地圖功用(4) 位置和分布範圍 質量和數量特徵 有形的具體的空間物件 無形的抽象的空間物件 現實的對象 歷史的現象 空間物件的外貌輪廓 空間物件內部的發生成因與組成物質 現實的對象 歷史的現象 規劃未來的發展 空間物件的特徵 空間物件之間的相互關係 區分空間物件的主要次要分別程度 規劃藍圖、交通路線圖、旅遊地圖

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (1) 地圖語言（Map language） 由各種符號、線條圖形、色彩與文字所構成，以傳達空間資訊的圖形視覺化語言，傳達地理之知識。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (2) 地圖符號學（Map Symbolism） 將地圖符號視爲一種特殊語言，探討其「語法」規則以及符號的「語義」和「語用」特徵，從而研究地圖符號的構圖規律的理論。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (3) 地圖比例尺（Map Scale）：地圖上某一線段的長度與地面上相應線段水平距離之比。 地圖投影學（Map projection）：按照一定的幾何關係法則，將地球橢球面上的點轉繪到地圖平面上的方法。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (4) 地圖的機密等級（Map Security Grade）- 約可分成3種： 公開地圖，係指公開出版和發行的地圖 保密地圖，係指具有國家保密內容的地圖 內部地圖，係指不夠列入保密等級，但又不宜公開出版的地圖

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (5) 國家基本比例尺地形圖系列 根據需要由國家統一規定測制的國家基本比例尺地形圖。我國的國家基本比例尺地形圖的系列包括：1：500、1：1000、1：2000、1：5000、1：1萬、1：2.5萬、1：5萬、1：10萬、1：25萬、1：50萬、1：100萬11種比例尺地形圖。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (6) 繪製地圖的資料格式 （Data type format） 向量資料：用X、Y座標表示地圖圖形或地理實體的位置和形狀的資料。 網格資料：按照網格單元的行和列排列的、有不同「灰度值」的像片資料。又叫掃描資料。 圖形資料：表示地理物體的位置、形態、大小和分佈特徵以及幾何類型的資料。 屬性資料：描述地理實體之性質和數量特徵的資料。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (7) 地圖資料庫（Map Data Base） 電腦存儲的各種數位地圖(向量或網格)及其管理軟體的地方。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (8) 數位高程模型(Digital Elevation Model, DEM)：定義在X、Y座標平面上以規則或不規則方式針對地表地形之高程取樣的模型。主要用於各項工程建設規劃設計(如高速公路設計、無線通訊台站設計、開挖及填埋土方計算、洪水淹沒分析等)。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (9) 數位線劃地圖(DLG)：數位線劃地圖是現有地形圖基礎上的向量資料集，並且還保存有要素間的空間關係相關屬性資訊，主要用於各種地理資訊系統。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (10) 數位網格地圖(DRG)：數位網格地圖是類比紙質地圖的數位化産品，經過掃描、糾正、圖像處理與資料壓縮，形成在內容、幾何精度和色彩上與地圖完全一致的電腦網格文件，主要用於電腦上地圖查詢以及各種電腦設計底圖。

1.3 地圖的基本知識--地圖的基本名詞 (11) 數位正射影像圖(Digial Orthogonal Model, DOM)：以數位形式表現的正射影像平面圖。經過處理後形成的影像平面圖，帶有座標格網和圖廓整飾，可疊加線畫要素、文字註記等。

1.3 地圖的基本知識--電子地圖 （Electric map） (1) 電子地圖就是利用成熟的網路技術、通信技術、GIS（地理資訊系統）技術，實現一種新的地圖服務方式。 電子地圖沒有了紙的質感，卻重新詮釋了人們心目中地圖的概念。 電子地圖是存儲在電腦的硬碟、軟碟、光碟或磁帶等介質上的，地圖內容是通過數位來表示的，需要通過專用的電腦軟體對這些數位進行顯示、讀取、檢索。 電子地圖種類很多，如地形圖、網格地形圖、遙感影像圖、高程模型圖、各種專題圖等。

1.3 地圖的基本知識--電子地圖 （Electric map） (2) 電子地圖的兩種形式： 數位地圖：以數位形式儲存在電腦存儲介質上的地圖。 多媒體地圖：利用多媒體技術建立、儲存和傳送，並同時具備聲音、影像多功能顯示的地圖。

1.4 電子地圖的利用 (1) 爲什麽要使用電子地圖？ 與紙地圖、光碟地圖相比，網上電子地圖具有資訊無限、可隨意添加的特點。它不受比例尺、圖形樣式的限制，抽象化更低，物件化更好，可以根據您的意圖智慧化的顯示您需要的資訊。可以隨時更新、及時得到反應。

1.4 電子地圖的利用 (2) 公路交通是現代城市交通的主體，與地圖有著天然的密切聯繫。電子地圖爲交通管理部門實行動態的、即時的交通管理與控制提供了極大的方便。當道路資訊反應到交通管理部門時，管理者可以將監測到的交通情況、交通事故、氣象狀況和交通環境等資料，結合電子地圖對全地區或部分地區的交通狀況進行分析預測，實行動態管理。 隨著GPS、WAP(Wireless Application Protocol)技術的成熟，地理資訊系統（GIS）作爲一個重要的組成部分，可以直觀、即時地顯示與位置有關的資訊，是提供GPS應用服務的重要保證。

1.4 電子地圖的利用 (3) 電子地圖服務系統充分運用GIS技術和網路技術，能將空間資訊與屬性資訊的處理完美地結合起來，以直觀的方式顯示所有移動目標、固定目標的位置和狀態，並直接在地圖上對受控目標進行管理，系統具備介面友好、操作便捷、即時性強、信息量大、穩定可靠的特點。 目前國外已廣泛應用於車輛智慧導航系統、GPS定位服務系統和GPS型攜帶型資訊終端産品。

1.4 電子地圖的利用 (4) 隨著無線互聯協定的制定與實施，WAP已經成爲市場的熱點。移動與互聯網的融合將帶來潛力無限的市場前景，手機、掌上電腦……各種手持終端設備都能夠承載INTERNET地圖。 例如可以爲您提供「最佳路徑」的設計並顯示在地圖上，查詢出您正尋找的餐館、劇院，指引您通過前方複雜的立交橋，告訴您「離您最近」加油站、汽車維修點，幫助您測量兩地之間的距離…

1.4 電子地圖的利用 (5) 電子地圖服務包括： 地圖、地址搜索、周邊搜索、行車路線、公共交通線、衛星圖片、風景圖片、定位與導航