地理資訊系統概念 第三章 地理資訊系統之組成

本章學習重點 地理資訊系統之組成成分有哪些？ 地理資訊系統的硬體發展如何？ 地理資訊系統的軟體發展如何？ 地理資訊系統的資料種類及形態有哪些？  

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (1) 地理資訊系統中讓人們最易感受到的是電腦硬體，它負責地理資料之輸入、儲存、運算、展示之物理實體裝置，包括電腦主機、輸出裝置、輸入裝置、輔助儲存裝置等組成。

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (2) 在電腦主機的選擇上，端賴使用者之功能需求牽涉到資料種類（向量式或網格式），資料量規模，處理時效（on-line or off-line），資料傳播分享（如廣域網路、區域網路、網際網路），精度（或比例尺大小），速度，形式，使用方法，作業系統（UNIX, OS/2, Windows 系列, Linux, Netware）及軟體種類（專業版GIS，桌上型GIS，導航軟體）而選用工作站級、主從式架構級、桌上型個人電腦、筆記型電腦或嵌入式系統如PDA（可供野外調繪或工程查報用或汽車導航用）。

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (3) 在輸入方面，具備有十字游標（Crosshair cursor）的數位板（Digitizing tablet），十字游標可用以描繪現有的地圖（紙本）或照片（航照圖）以及大型的草圖（如藍曬圖）。數位板則可想像成一個含有數千個小點（Dot）的矩陣。奇 中每一點都有一個機器位址，當你要在平板上描繪一條直線時，則可用十字游標橫越過平板上的這些點而使得它們在主記憶體中的狀態值由0變成1。

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (4) 影像掃瞄儀（Image scanner）用以將類比的照片或地圖轉換為數值的影像的設備，以供將傳統類比地圖或影像轉換為數值資料為電腦可接受的資料格式。解析測圖儀為將類比立體航照相片資料轉換為數值資料，可與電腦連線輸入。測繪儀器如全方位經緯儀直接測得數位資料輸入電腦。

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (5) 在輸出方面，常用的特定設備包括：圖形顯示器、高解析度的印表機、繪圖機（Plotter）等，以供輸出彩色地圖或幻燈片、統計圖表和文件報告。繪圖機對地理資訊系統的使用者及管理人員非常重要。

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (6) 在儲存方面，對地理資訊統而言，也是非常重要，因為地理資料量非常龐大，一旦損毀，損失將是非常非常大。因此，資料備份是需要經常執行的。常用的特定設備包括：磁帶機、磁碟機、光碟機（Optical disk）、燒錄器、隨身碟等用以儲存大量資料。

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (7) 在網路方面，發展極為迅速。由於地理資料庫之獲得與建立十分費時費力，如能夠將地理資料與相關單位共享則能提高其資料價值及效用，於是分散式地理資訊系統（Distributed GIS，DGIS）概念興起。而其所憑藉的是網路技術。網路的定義很廣，有按傳輸之區域範圍分、按傳輸媒介分、按頻寬分、按網路架構分、按標準分、按通訊協定分，詳細情形請讀者參閱相關網路書籍。

3.1 地理資訊系統之組成架構—電腦硬體 (8) 圖3-2 簡單的分散式地理資訊系統架構 Client Viewer Web Browser Application Server Map Data 圖3-2 簡單的分散式地理資訊系統架構

3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (1) 電腦系統軟體 3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (1)     電腦系統軟體 由電腦廠商所提供為使用者使用電腦提供方便的處理系統，通常包括作業系統如UNIX, LINUX, WINDOWS等，編輯處理，編譯處理，診斷處理，維護使用說明手冊。

3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (2) 地理資訊系統軟體和其他支援軟體 地理資訊系統軟體和其他支援軟體通常包括通用的GIS套裝軟體 3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (2) 地理資訊系統軟體和其他支援軟體 地理資訊系統軟體和其他支援軟體通常包括通用的GIS套裝軟體 應用分析處理軟體

3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (3) GIS人機介面 輸入 編輯處理 查詢 分析 輸出 一般應用軟體 地理資料庫 3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (3) 電腦系統軟體（作業系統） 一般應用軟體 GIS人機介面 輸入 編輯處理 查詢 分析 輸出 地理資料庫    

3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (4) ArcInfo ArcEditor ArcView MapObjects ArcIMS Viewer ArcSDE ArcIMS DBMS FILES 客戶端 伺服端 資料庫 TCP/IP HTTP 參考ESRI中國（北京）有限公司網站http://www.esrichina-bj.cn/produce/ESRI/ArcEditor/

3.2 地理資訊系統之組成架構—電腦軟體 (5) 伺服端 客户端 超圖空間資料倉庫 GDO（Geographic Date Object）Server 結果顯示 空間查詢、分析請求 結果返回 （參考吳小鋒、張潤朋，基於GeoMedia WebMap的WebGIS研究與開發，中山大學城市與資源規劃系，廣東 廣州 510275）

3.3地理資料庫 (1)    一般資料庫皆是描述一事件、一物件或一筆交易的屬性資料或屬性之間之關係。然而，地理資料庫之構成也類似於一般資料庫，但是則包含了描述空間位置圖形資料（Spatial graphic data）及屬性（Attribute ）等二部份。

3.3地理資料庫 (2)    地理資料庫依空間資料類型分：向量式，網格式，影像式，測量，拓撲位相的資料庫。

3-3地理資料庫 (3) 向量式地理資料庫按資料型態分： 1.點：代表某些點狀的地理現象。     向量式地理資料庫按資料型態分： 1.點：代表某些點狀的地理現象。 2.線：一維的資料，例如河川、道路 系統，公共設施管線﹐都是一維的 線性資料。

3-3地理資料庫 (4) .面：二維的資料，例如各種土地利用的範圍、行政區域、地籍資料等﹐是一種平面的資料。     .面：二維的資料，例如各種土地利用的範圍、行政區域、地籍資料等﹐是一種平面的資料。 4.容積：三度空間的資料﹐用來表現如地質、大氣、海洋等現象﹐這種資料除了具有X﹑Y位置之外﹐在垂直方向也有不同屬性。

3-3地理資料庫 (5)    地理屬性資料編碼（Geocoding）及分類（Classification）是用來描述地理物件的性質或數量，其技巧是非常重要，有助於地理資料庫之建立。

3-3地理資料庫 (6) 1.識別資料：用來描述空間物件的識別，如街道名、鄉鎮名等。    1.識別資料：用來描述空間物件的識別，如街道名、鄉鎮名等。 2.類別資料：如土地利用型態﹑土壤的類別﹑電話線和電力線的 區分。這種資料只有種類的區分，而沒有數量﹑大小或等級的差別。

3-3地理資料庫 (7) 3.級序資料：資料具有等級大小的關係。例如：國道、省道、縣道的分級﹐院轄市、縣、市、鄉、鎮等不同層次的行政單位。    3.級序資料：資料具有等級大小的關係。例如：國道、省道、縣道的分級﹐院轄市、縣、市、鄉、鎮等不同層次的行政單位。 4.數量資料：例如交通流量、人口數量、高度、溫度等可以量度 的資料。

3-4人員 (1) 地圖展示 Tina： GIS Map Designer Mike： GIS User 路徑分析 成圖輸出 Kevin： 旅館預定 Tina： GIS Map Designer Kevin： 旅館預定經理