1、地理資訊系統概念第十章 地理資訊系統之系統發展,本章學習重點,GIS供應鏈有哪些內容？地理資訊系統架構包含哪些？地理資料的蒐集獲得應注意些什麼？地理資料的品質管理檢視應注意些什麼？地理資料庫之建構及維護有哪些重點？地理資訊系統專案管理實施階段為何？,10.1 GIS供應鏈,整個供應鏈包括三個階段：上游階段有自行研發、行銷之地理資訊系統套裝軟體或GIS元件之供應商、中游階段有中間商如包括經銷商、顧問公司或研究中心扮演銷售產品、承接專案或開發應用系統（模組）之角色、下游之消費者也就是商用套裝地理資訊系統的使用者，包括政府部門、學校教育機構、企業體系、個人等,10.1.1 GIS供應商,10.1.2
2、中間商,在中游之經銷商、顧問公司方面，以國內之經銷商發展情形為主，例如康訊、九福、友邁、仲琦、銳悌、坤眾、崧旭、群琁等,10.1.3 使用者,在使用者方面，依其負責之任務工作又分成三類人員：應用系統操作者、應用系統開發者、地理資料維護者（這三類角色可能是同一人扮演）。,10.2 地理資訊系統架構(1),單機版桌上型地理資訊系統 單機版桌上型地理資訊系統包括在個人電腦(x86)/視窗作業系統（PC/windows）和工作站級(RISC)/UNIX上兩種作業平台之地理資訊系統軟體。前者如(MapInfo、ArcView)，後者如(Arc/Info)。,10.2 地理資訊系統架構(2),網路版地理資
3、訊系統數位地理資料的建置從測量、調查、繪製、到輸入資料庫，歷經許多時日，耗費許多人力及經費，獲得不易，非常珍貴。但這些珍貴的資料，若是獨享，其價值就有限了，尤其是政府公眾部門，有些資料必須公開讓民眾使用，如地籍資料，才能發揮資料之價值。,主從式架構地理資訊系統,主從式架構地理資訊系統,三層式（3-tier）架構地理資訊系統,主從式架構地理資訊系統,多層式架構地理資訊系統,10.3 地理資料的蒐集獲得,地理資訊系統通常包括許多種不同型態的地理資料，來自不同許多不同的來源。從新建地理資料庫的觀點來看，按資料格式型態可分成網格式、向量式格式；按蒐集時間之先後順序分初級資料(Primary data)
4、及次級資料(Secondary data),10.3.1地理資料蒐集獲得流程,10.3.2 初級的地理資料獲得,初級的網格式資料獲得的最通用的形式是遙感探測。遙感探測包括航空攝影與衛星遙感探測方式，這些資料為GIS專案提供許多優點。遙感探測是對物體的物理的，化學的，及生物的特性的測量而不用直接接觸。從GIS的觀點來看，解析力是遙感探測系統的物理特性。有四種解析力：空間的解析力(Spatial resolution)，波譜的解析力(Spectral resolution)，時間的解析力(temporal resolution)解析力及輻射的解析力(Radiometric resolution)。
5、,10.3.2.2初級的向量式資料獲得,10.3.2.2.1地面測量地面測量是基於地面任意點位的3D位置，藉著使用測量儀器從已知點位測量距離和角度來決定之。,10.3.2.2初級的向量式資料獲得,10.3.2.2.2 GPS測量全球定位系統(Global Position System,GPS)是由27顆，距地表高度在12,500哩（20,200公里）的NAVSTAR衛星，五個地面監測站及個別的接收器所組成。GPS由美國國防部所發展作為軍事用途，可擷取很高之物體點位X,Y,Z精度資料，但開放給民間、商用的精度因加入干擾信號（selective availability, SA效應）降低精度約1
6、00公尺，但在2000年5月柯林頓政府宣布除去SA效應後，定位精度可達10公尺。,10.3.3.1用掃描器獲得網格資料,掃描器是一種把硬拷貝類比媒體轉換成數位影像，藉著橫過地圖和其他硬式文件的連續掃描線，並記錄局部資料來源反射光強度的裝置。反射光一般分成二階(bi-level)黑和白（1 bit per pixel）和多灰階（8,16,or 32 bits）兩種。彩色掃描器輸出8 bits紅、綠、藍彩色波段。掃描器的空間解析力範圍從100 dpi (4 dots per mm)到1800 dpi (72 dots per mm)或更高。GIS掃描的範圍是從400-1000 dpi (16-40
7、 dots per mm)。,10.3.3.2向量資料獲得,次級向量資料獲得包括從地圖和其它地理資料來源數化向量物件。最流行常用的方法是以人工數化，螢幕數化，和網格資料向量化，航空攝影測量（Photogrammetry）和座標幾何（COGO，Coordinate geometry）資料輸入。,10.3.4從外部來源得到的資料,GIS專案首先要面對資料的需求決定，不管是自建或是購買資料庫。最方便的方法是上網搜尋免費的地理資料，如一些政府機構在網上公開空間或屬性資料以供民眾使用如社經資料，而有些機構如交通部運輸研究所則提供交通路網圖購買之管道。從外部來源得到的地理資料，不見得可以直接輸入應用系統，
8、大都要經過資料格式轉換方能讀入自己的系統。一般都要透過中間（或標準）交換檔進行轉換。,10.4 地理資料的品質管理檢視,地理資料生產的過程十分複雜費時耗力，非常容易出錯，下面介紹一些可能犯錯之原因： 數化錯誤： 屬性錯誤： 關連錯誤： 結構錯誤：並 時差影響之錯誤： 圖幅接合之接縫誤差：,10-5 地理資料庫之建構及維護,地理資料必須整合及儲存在資料庫內，並有資料庫管理系統（DBMS）來維護更新管理地理資料，才能發揮地理資料的功用及價值，是故地理資料庫之建構及維護事件非常重要之工作。,10.5.1資料庫設計概述,10.5.2 地理資料庫設計(1),在概念結構設計時，要先確定組織之功能（例如水資
9、源之控制，為興建垃圾掩埋場尋找空地，及道路維護等），決定需求的資料以便支援這些功能，而且要將資料組織成群組，以便於進行資料管理。其次是定義的空間物件和它們之間之關係，當組織之功能定義清楚後，物件型態（類別Classes，通常是主題層）和功能就可定義了。再來是選擇地理資料（離散物件的點、線、面）表示方式（Geographic representation），這與資料庫之使用有很深的關聯，所以這也是設計資料庫之重要工作。,10.5.2 地理資料庫設計(2),在邏輯結構設計時，要考量與地理資料庫型態配合，這包括由GIS所支援的特殊資料型態與物件型態的匹配用來新建及維護資料庫，因為GIS是的資料模式與
10、實際儲存的機制是獨立的（它可以在Oracle，Access或其他資料庫上執行）。再來是組織地理資料庫結構，包括定義位相的關聯，詳述結構規則和關係及指定座標系統。,10.6 GIS專案管理 (1),GIS專案管理生命週期包括確認問題和需求項目、發出建議需求書、研擬承製建議書/計畫書、簽訂合約、專案執行及控制、專案結案等六個階段,10.6 GIS專案管理 (2),確認問題和需求項目建立一套GIS應用系統時，應該考慮到為什麼(Why)、在哪裡（Where）、何時要（When）及什麼(What)的問題。,10.6 GIS專案管理 (3),發出建議需求書廣泛詳盡地描述GIS系統硬體、軟體、資料的需求狀況。,10.6 GIS專案管理 (4),研擬承製建議書/計畫書 承包廠商得經過審慎評估決定投標後，進行承製建議書/計畫書之撰寫工作，著重在如何（How）達成發包單位之需求。,10.6 GIS專案管理 (5),簽訂合約建立發包單位與承包廠商雙方間之專案關係，在有限的資源下及風險考量下完成專案。,10.6 GIS專案管理 (6),專案執行及控制專案執行包括專案細部規劃、執行計畫及控管計劃。,10.6 GIS專案管理 (7),專案結案 專案能夠如期、如質、如量完成任務目標，大功告成，人員歸建。,
