地理資訊系統概念

第九章地理資訊系統發展環境

本章學習重點• GIS 環境—主管機關• GIS 環境—任務編組• GIS 環境—法律• GIS 環境—資料格式標準• GIS 環境— GIS 硬體軟體資料供應鏈• GIS 環境—教育與研究• GIS 環境 -- 人文社會變遷• GIS 環境—自然環境變遷• GIS 環境—科技變遷

影響 GIS 發展之環境因素

GIS發展組織

主管機關

教育及研究

資料格式標準制訂者

法律

軟硬體及資料供應鏈科技變遷

人文社會變遷-

間接環境

自然環境變遷

任務編組

9.1 主管機關 (1)

• 行政院農業委員會林務局• 行政院農業委員會水土保持局• 行政院環保署• 內政部營建署• 內政部地政司• 內政部土地測量局• 經濟部水利署• 經濟部礦務局

9.1 主管機關 (2)

• 經濟部中央地質調查所• 交通部中華郵政公司• 交通部中華電信股份• 交通部公路總局• 交通部中央氣象局• 交通部觀光局• 國防部聯勤測量署

9.2 GIS 環境—任務編組

國土資訊系統推動小組（內政部召集）

業務運作分組

綜合作業分組（內政部資訊中心召集）標準制度分組（行政院研考會召集）

九大資料庫分組

如表 9-3

九大資料庫分組 (1)

• 分組 召集單位• 自然環境基本資料庫 經濟部資訊中心• 自然資源與生態資料庫 行政院農委會林務局• 環境品質資料庫 行政院環保署監資處• 社會經濟資料庫 行政院主計處• 交通網路資料庫 交通部管理資訊中心• 土地基本資料庫 內政部地政司

九大資料庫分組 (2)

• 分組 召集單位• 區域及都市計畫資料庫 內政部營建署綜合計 畫

組• 公共設施管線資料庫 內政部營建署公共工程組• 基本地形圖資料庫 內政部地政司• 社會經濟資料庫 行政院主計處

9-3 GIS 環境—法律 (1) • 智慧財產權• 重製權• 使用權• 資料保護法• 產品保固• 公平交易法或（反信任法）• 所有權

9-3 GIS 環境—法律 (2) • 保密協定• 隱私權• 責任歸屬• 消費者保護法• 著作權•設備（硬軟體）採購法

9.4 GIS 環境 -- 資料格式標準 • 地理資料國際標準，有四大主要的技術考量： 1.CAD/CAM Standards 是有關電腦製圖及圖形資

料交換規格。 2.IS （ Information System ） Standards 是有

關資料庫資料存取規格。 3EDI （ Electronic Data Interchange ） Standar

ds 是有關電子資料 交換規格。 4.GI Practice 是地理資訊人員的實作需求。

地理資訊國際標準(1) CEN/TC 287 ，是由歐洲聯盟標準組織（ the European standards organization, Comite Europeen de Normalisation ）的技術 委員會 TC （ Technical Committee ）所發展的地理資訊國際標準。

(2) ISO/TC 211 ，是由國際標準組織 ISO（ the International Organization for Standards ）的技術委員會 TC （ Technical Committee ）所發展的地理資訊國際標準。

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(1)

（一）資料與資料存取 • Feature 是我們一般所謂的向量式資料，它以

點、線、多邊形等幾何圖形及位相（ Topology ）來表示地球上真實世界的地形及地 物。

• ISO 19107 Spatial Schema ：提供 一個模型（ model ）來描述 2 度及 3 度空間的幾何圖形及位相、以及相關的運算（例如圖 形的相交）。

• ISO 19125 Simple Feature Access ： Simple Feature 是一種簡化的 Feature ，它僅包含點、線、多邊形三種基本幾何元素及這三種基本元素的複合體

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(1)

（一）資料與資料存取 • Feature 是我們一般所謂的向量式資料，它以

點、線、多邊形等幾何圖形及位相（ Topology ）來表示地球上真實世界的地形及地 物。

• ISO 19107 Spatial Schema ：提供 一個模型（ model ）來描述 2 度及 3 度空間的幾何圖形及位相、以及相關的運算（例如圖 形的相交）。

• ISO 19125 Simple Feature Access ： Simple Feature 是一種簡化的 Feature ，它僅包含點、線、多邊形三種基本幾何元素及這三種基本元素的複合體

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(1)

（一）資料與資料存取 • Feature 是我們一般所謂的向量式資料，它以

點、線、多邊形等幾何圖形及位相（ Topology ）來表示地球上真實世界的地形及地 物。

• ISO 19107 Spatial Schema ：提供 一個模型（ model ）來描述 2 度及 3 度空間的幾何圖形及位相、以及相關的運算（例如圖 形的相交）。

• ISO 19125 Simple Feature Access ： Simple Feature 是一種簡化的 Feature ，它僅包含點、線、多邊形三種基本幾何元素及這三種基本元素的複合體

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(1)

（一）資料與資料存取 • Feature 是我們一般所謂的向量式資料，它以

點、線、多邊形等幾何圖形及位相（ Topology ）來表示地球上真實世界的地形及地 物。

• ISO 19107 Spatial Schema ：提供 一個模型（ model ）來描述 2 度及 3 度空間的幾何圖形及位相、以及相關的運算（例如圖 形的相交）。

• ISO 19125 Simple Feature Access ： Simple Feature 是一種簡化的 Feature ，它僅包含點、線、多邊形三種基本幾何元素及這三種基本元素的複合體

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(1)

（一）資料與資料存取 • Feature 是我們一般所謂的向量式資料，它以

點、線、多邊形等幾何圖形及位相（ Topology ）來表示地球上真實世界的地形及地 物。

• ISO 19107 Spatial Schema ：提供 一個模型（ model ）來描述 2 度及 3 度空間的幾何圖形及位相、以及相關的運算（例如圖 形的相交）。

• ISO 19125 Simple Feature Access ： Simple Feature 是一種簡化的 Feature ，它僅包含點、線、多邊形三種基本幾何元素及這三種基本元素的複合體

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(2)

2. Coverage 　 Coverage 是我們一般所講的網格式資料，例如土壤圖、衛星影像、數值高程模型等， ISO GI 國際標準中與 Feature 相關的分項標準

如下： ‧ ISO 19123 Schema for coverage geomet

ry and functions ：標準描述 Coverage 資料的類型、定義，以及 Coverage 資料 運算及存取功能。

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(3)

（二）詮釋資料與目錄存取• ISO 19115 Metadata ：本標準描述 Met

adata 的內容及架構，並於附錄提供 Metadata 資料集的 XML DTD 。

• ISO 19119 Service ：雖然大部分的 Metadata 內容是描述資料的部分，但當網路服務逐漸盛行時，“ service metadata” （以描述 GIS 主 機 的 作 業能力為主）就顯得更加重要。

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(4)

（三）製圖與顯圖ISO 19128 Web Map server interface ：

本標準詳細定義一個簡單的介面，以便經由網際網路即時查詢取用分散在不同主機的地圖，目前以顯圖為主，不具有分析運算功能。

ISO 19117 Portrayal ：本標準訂定描繪地理空間圖形的規則。

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(5)

（四）座標參考系統 • ISO 19111 Spatial Referencing by Coo

rdinates ：本標準說明大地基準的概念，以及座標系統之間的轉換。

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(6)

（五）地理資料處理 ISO 19119 Service ：這裡的所謂的” se

rvice” 是指系統內部的運作，本標準將service 分成「人機互動」、「資訊管理」、「工作流程管理」、「地理資料運算」、「網路通訊」等五大類，定義 service 間的串接方式、“ service metadata” （即 service 的描述資料）。

ISO 19100 系列地理資訊國際標準(7)

ISO 19112 Spatial Referencing by Geographic Identifiers ：

所謂的「間接參考座標系統」是指以地名、地址等標示出地理資料的空間位置（而不是以座標），本標準即是定義「間接參考座標系統」的資料架構及規則。

美國聯邦地理資料委員會 FGDC(1)

• 1. 詮釋資料（ Metadata ），提供 GIS 資料一致性的描述及文件化。

• 2. 空間資料轉換標準 SDTS （ Spatial Data Transfer Standard ）， 讓不同套裝軟體間的資料轉換，不會遺漏資料內容。

• 3. 資料內容標準（ Data content standards ），由 FGDC 的各委員會 分組（ subcommittes ）依資料性質分別制訂，以協助收集建立特 定主題的資料

美國聯邦地理資料委員會 FGDC(2)

• 1. 提案階段（ Proposal Stage ）： • 2. 專案階段（ Project Stage ）： • 3. 擬草階段（ Draft Stage ）： • 4. 檢視階段（ Review Stage ）： • 5. 完成階段（ Final Stage ）：

OGC （ Open GIS Consortium ） (1)

開放式地理資訊系統協會 1. 座標轉換服務規格（ OpenGIS Coordin

ate Transformation Services Specification ）： 2. 地理標籤語言（ OpenGIS Geography

Markup Language （ GML 2.1 ））：

OGC （ Open GIS Consortium ） (2)

開放式地理資訊系統協會

4. 簡單幾何特徵規格（ OpenGIS Simple Features Specification ）：

5. 網路地圖伺服器介面規格（ OpenGIS Web Map Server Interface （ WMS 1.1.0） Specification ）：

GML（ Geography Marker Language） (1)

• GML 是由開放式地理資訊系統聯盟（ OpenGIS Consortium ，簡稱 OGC ） 所發展，專為地理資訊而發展的，以 XML為基礎的編碼標準，由許多 資料庫系統廠商、 GIS 資訊軟體廠商、及美國政府所支持

GML（ Geography Marker Language） (2)

• GML 是一種以 XML 為基礎的編碼，用來傳遞及儲存 GIS 資料（包括空間資料及非空間屬性資料），其發展目標如下： 1. 提供一個開放的、中立的架構來定義 GIS 應用軟體的組織結構（ schema ） 及物件（ objects ）。 2. 支援 GIS 應用軟體的組織結構（ schema ）及資料集（ data sets ） 的儲存及傳遞。 3. 增加機關間分享 GIS 應用軟體的組織結構（ schema ）及資料集（ data sets ）的能力，使用者可以選擇直接以 GML 儲存 GIS 應用軟體的組織結構及資訊；或仍然以其他格式儲存， GML只是用來轉換，以傳遞組織結構（ schema ）及資料集（ data sets ）

五、 SVG (1)SVG 格式的全名是『可變式向量圖形』

（ Scalable Vector Graphics ）， SVG是 XML 的子集合， SVG 本身可以純粹被視為圖形及動畫的格式，它也可以與 XML 、 JavaScript 、 SMIL 以及 HTML 等相結合而產生豐富多樣的應用。換句話說， SVG 就是用來解決網頁上圖性及動畫呈現的新技術，目前即將成為W3C 對向量式圖形與電腦動畫的正式標準。

9.4.2 NGIS 國土資訊系統資料標準

• 內政部推動「國土資訊系統流通共享相關標準制度規劃建置作業」，計畫引入 ISO TC211 標準之架構與精神，使我國未來國土資訊系統架構下之資料流通可符合國際地理資料標準之架構，並促成地理資料之整合應用。

9.5 GIS 環境— GIS 硬體軟體資料供應鏈 (1)

• 從事 GIS 工作首先碰到的問題就是 GIS硬體、軟體及資料等設備環境之獲得及建置，其中牽涉到使用者功能需求確定、預算編列及經費申請、供應商展示說明、評估及選定系統等步驟。

9.5 GIS 環境— GIS 硬體軟體資料供應鏈 (2)

• GIS 硬體供應鏈• 從 GIS 硬體組成上來看，包括有電腦系

統 ( 作業系統 ) 、輸入設備、輸出設備、儲存設備或嵌入式系統。

9.5 GIS 環境— GIS 硬體軟體資料供應鏈 (3)

GIS 軟體供應鏈• 從 GIS 軟體的發展類型來看大致可分為•專家型 GIS、•特定領域 GIS及•消費者 GIS 等三種類型

9.5 GIS 環境— GIS 硬體軟體資料供應鏈 (4)

GIS 軟體供應鏈• 從 GIS 軟體的發展類型來看大致可分為•專家型 GIS、•特定領域 GIS及•消費者 GIS 等三種類型

9.5 GIS 環境— GIS 硬體軟體資料供應鏈 (5)

全世界知名之地理資訊系統供應商有美國Autodesk 、 ESRI 、 Intergragh 、 Mapinfo 及 GE Smallworld 等，在 GIS 產品分類上分為網際網路（ Internet）、瀏覽器（ Viewer）、元件式（ Component）、手持式（ Hand-held）、桌上型（ Desktop）、專業型（ Professional）、資料庫伺服器（ Database server）、繪圖類（ CAD）等類型

9.5.3 GIS 資料供應鏈

從 GIS 資料之供應鏈上來看幾乎是本土化生產製造，國外生產之資料較少，偏重於高精度（＜ 1m ）或一般 (10m) 衛星影像。國內 GIS 資料之生產製造，幾乎全部是政府主導如國土資訊系統九大資料庫之測量建置，政府機構、非營利機構或營利機構，可按依定程序申購。民間企業則扮演加值廠商，針對特殊應用或生活化資訊自行蒐集建置及販售。

9.6 教育與研究 在GIS 之教育種類上大致可分為學校教育及在職教育。學校

教育是 GIS養成教育，培養學生對地理資訊系統之一般理論知識及系統操作之能力。影響 GIS 學校教育的因素有科系類別、老師專長、教材內容、設備良窳及課程規劃等。不同科系著重之課程規劃重點也會不同，如地理學系可能偏重在地理學理論上，而以地理資訊系統作為輔助教學工具，而對森林系而言，可能是在地理資訊系統發展自己的應用軟體工具。

9.7 GIS 環境—人員組織

操作階層

中間管理階層

高階決策階層

圖資生產部門

支援部門軟體研發部門

9.8 GIS 環境 -- 人文社會變遷 • 人類之活動遷徙，常造成新的社區、聚落產生。人類由漁獵、畜牧、農耕、工業革命、機器代替人力獸力到通訊、資訊高科技時代邁進，人類之活動居住之處，也從山嶺高崗、水草之地到平原；人口由稀疏到聚集，由鄉村到都市，新的社區、住宅區、商業區、工業區、觀光區不斷的產生。

9.9 GIS 環境—自然環境變遷

台灣 921 大地震，移山走位，建築物傾倒；颱風豪雨土石流，房屋淹沒、道路中斷、河川改道；海埔新生地生成。南亞之海嘯島嶼新生，大自然之摧毀力量，變化之巨，非人類可想像。短時間內無法預測，造成地貌巨大之變化，地圖是無論如何也無法趕上變遷後之地貌。

9.10 GIS 環境—科技變遷

人類之科技日新月異，突飛猛進，以前做不到之大量複雜計算現在則根本不是問題因為電腦科技之進步每兩年一個級數往上跳。