地理人車庫

這篇文章是使用WebGIS服務繪製地圖的第二篇文章，如果各位朋友不知道什麼是WMS，請回頭看 第一彈文章 複習一下 上一篇文章示範了如何介接WMS來繪製 花蓮市的消費強度圖 ，在操作影片中地圖的比例尺先是整個台灣(小比例尺)、縮放為花蓮市區(大比例尺)、再進一步聚焦於花蓮市的鬧區(更大的比例尺)。實際上，不論是使用任何GIS軟體，使用者( 網路術語稱為客戶端 )任何一次有意無意的平移或縮放地圖範圍，都是在要求WMS伺服器「以新的範圍重新繪製地圖傳給客戶端」。隨著網路使用者進入21世紀後大幅增加，GIS使用者調整地圖畫面的次數日漸頻繁，都會給伺服器施加很大的壓力，同時容易讓使用者空等。 於是各界亟需要新的WebGIS技術，可以讓使用者更有效率地載入所需的地圖。工程師們想到的解決方案，就像是我們看料理節目一樣，廚師處理好食材之後送入烤箱，然後從調理台下拿出已經烤好的成品... 把不同比例尺的所有地圖都預先畫好，再根據使用者需要的範圍和比例尺，送出成品圖讓客戶端載入即可，稱為 網路地圖圖磚服務(Web Map Tile Service, WMTS) 。目前全世界最大的WMTS服務應該非Google地圖莫屬，內建全世界的普通地圖和衛星影像，全世界有數十億個使用者，而且很大一部份是用手機來「滑」地圖，所以用WMS是不太可行的。下圖是Google地圖中台北車站旁北門的最大比例尺衛星影像，如果仔細注意網址就能一窺其中的邏輯 https://www.google.com.tw/maps/@ 25.0477332,121.5112579,40m /data=!3m1!1e3 可以發現是以  25.0477332,121.5112579  這個座標為中心點，以 離地高度40公尺 來定義最大的比例尺，如果您很有時間，可以試著按左下角的減號來縮小比例尺，會發現中心點座標不會變，但海拔高度不斷增加如下圖，比例尺每降一階，海拔高度值會增加兩倍，多達20階的變化。 所以WMTS預先畫好的成品可以依照比例尺層級，整理成金字塔型的架構，稱為 圖磚金字塔(tile pyramid) 。如下圖所示，最底層是比例尺最大、內容最詳細、總檔案量最大的層級；最頂層則是比例尺最小、內容最粗略的世界全圖。格主曾經在中央大學參加研習時聽講師說過，Google地圖的圖磚檔案量好像高達 19兆GB 的天文數字。當然Go

 前言 歷年大考或模考愈來愈常出現的題型是同時列出「 一個地區、相同圖幅範圍不同時間或類型的地圖 」並要求考生判讀。例如今年的學測為苗栗縣苑裡的台灣堡圖和經建版地形圖 106年指考有新竹高鐵站的遙測影像和經建版地形圖 104年指考則是北港溪的 明治版台灣堡圖和1/25000台灣地形圖 不同類型的地圖並列，可以解讀的資訊量自然勝過單一地圖，因此格主想分享如何繪製這樣的地圖用於教學或命題中。 格主有點上年紀了，愈來愈喜歡講古，話說以前我念大學時，要繪製任意兩張地圖並列的圖檔是一件苦差事。當時WebGIS技術仍在起步階段，所以要畫這種圖必須先把 紙本地圖的掃描檔 弄到手，然後在GIS軟體中把這些圖檔「 定位 」到正確的座標上方能成事，所以大學時期、研究所時期，我很喜歡「屯」各式各樣的GIS圖資以備不時之需。幸運的是現在愈來愈多圖資已經可以公開取用，甚至不需要「下載」到自己的電腦中，而可以透過網路服務把圖資「介接」到自己的GIS軟體中。接下來幾篇文章我將介紹兩種目前最常見的網路服務標準： WMS 和 WMTS ，並分別示範如何用 ArcGIS 和 QGIS 介接這些資源。 And HERE WE GO! 眾所周知，我們上網是透過網址或各種指令來取得另外一台電腦的資料，這台電腦被稱為 伺服器(server) 。隨著網路在1990年代日漸普及，「透過網路傳送給使用者他們需要的地圖」的概念也開始發展，最終形成一套通用標準，稱為 Web Map Service(WMS) 。WMS運作的機制大致可分為下列幾個步驟 使用者透過服務 網址 ，連上提供WMS的伺服器 伺服器回應使用者可以提供的地圖清單，稱為 GetCapabilities ；同時根據使用者指定的範圍，輸出地圖圖檔後回傳給使用者，稱為 GetMap 請注意，因為輸出地圖圖檔回傳給使用者這個步驟是在伺服器這端完成的。所以這就帶出了WMS的優缺點： 優點：使用者不需要自備圖資，只需要有支援WMS的軟體(例如QGIS和ArcGIS)或是瀏覽器，就可以直接取得伺服器端準備好的地圖成品。 缺點1：不需要自備圖資有時候可能會是個缺點，因為繪製地圖是在伺服器端完成的，使用者收到的是繪製完成的「圖檔」，所以無法自行更改地圖的圖例、樣式等細節。 缺點2：每次使用者更改圖層範圍或地圖比例尺時，等於再次向伺服器提出取得新地圖的要求，這會大幅增加

108學年已經進行到一半，全國高二生應該都正在進行、已經完成、或是即將體驗到全新的「探究與實作」課程，這門課程通常會要求學生在能力範圍內選定題目、進行研究並提出結論。格主目前在這門課指導的學生已經全部訂下了研究題目，我發現這些住在北北基的孩子們挑選的題目中，「交通規劃類」可說是占最大宗，尤其是和捷運有關的問題。其中的問題意識多半聚焦於「 這條路線有無興建的必要性？ 」或是「 這條路線的規劃能否實際解決該處的交通需求？ 」我希望孩子們的研究能以事實和數據為基礎，不要只會說這條路線可以連接哪裡到哪裡、場站周邊的機能或商圈可以活化之類的...房仲都會講的話，這門課才算有點用處。 我們只要使用悠遊卡搭乘大眾運輸，進出站、上下車的地點和時間都會被記錄下來，而且可以在 政府資料開放平台 下載到2017年至今台北捷運的每個時段從任一站搭乘到任意另一站的乘客人數(註： OD指的是Origin/Destination ，也就是起終點的意思)，這些運輸人次資料可說是各種交通類研究的重要基礎。我想透過分析2020年10月的流量統計資料，回答兩個問題： 1. 同一地點，比較不同的時間：10月是台北各大百貨公司的周年慶，尤其是超一級戰區信義計畫區在周年慶期間更是萬頭鑽動，那麼台北101/世貿站和市政府站在這段期間的流量是否有顯著的提升呢？ 2. 同一時間，比較不同的地點：格主服務的學校離人潮洶湧的大安站不遠，每天早上6:00~9:00尖峰時段在大安站下車的人們，主要都是從哪個站上車的呢？ 下載了2020年10月的資料之後，首先要先研究資料格式。如下圖所示，這份表格有五個欄位： 第一欄為日期 第二欄為時段(00是指凌晨00:00~01:00；下一個時段會是06，06:00~07:00) 第三欄為進站 第四欄為出站 第五欄為人次 目前台北捷運共有119站，也就是說這個csv檔有119乘118乘24乘31...10447248行資料！順道一提，這個csv檔案大小高達830MB，相當於...207份學習歷程檔案，如此大的檔案無法直接用Excel的基本功能篩選出我們需要的數據，怎麼辦？ Excel其實很強大，下面的影片示範了主要的處理流程： 1. 必須先把這個csv檔轉換成類似資料庫的格式，稱為「建立資料連結」( 0~50秒 ) 2. 再使用查詢編輯器篩選我們需要的日期、時段、進出站的資料( 50秒

我總是用地圖上課，同時也要求學生上台簡報時必須要有地圖。學生常常跑來找我問說：「老師我需要OO附近的早餐店/便利商店/各級學校...分布圖，但是網路上都找不到。」 不對，網路又不是說出願望就能替你實現的機器貓，必須配合適當的資料搜尋方法和正確的工具才能完成許多事。就以日常找路最常用的Google Maps來說，有登入和沒登入Google帳號是差很多的，如果你用電腦版的Google Maps網站並登入帳號，就可以匯入 有經緯度座標、地址或地名欄位的excel檔或csv檔 (一種用逗點分隔資料，可以用excel開啟的檔案)，讓Google Maps自動替我們進行定位並輸出點位分布圖。以下我要示範從三個不同的網站，下載三種不同的資料，都使用Google Maps繪製分布圖。 1. 有經緯度座標的點位： 從 交通部數據匯流平台 下載的臺北市區公車路線站牌資料，篩選出位於大安區，共528個公車站資料的csv檔，把不需要的欄位刪掉，只保留必須的欄位如下圖。但是必須注意， 如果資料表格的欄位名稱包含中文和英文，必須刪掉其中一個 。 註：交通部數據匯流平台也是個很厲害的地方，日後將有專文介紹怎麼從裡面挖寶 2. 有明確地址的點位： 從 社會經濟資料服務平台 下關鍵字搜尋 國民小學、國民中學 ，可以找到全國國中小的基本資料，下載並篩選出位於台北市之內的國中小之後，將兩個csv檔合併為一，並增加一個可以繪製 定性主題地圖 的類別欄位(註明是國中或是國小)、保留教師數和學生數欄位以便稍後繪製 定量主題地圖 。 3. Google Maps可以蒐集到地名的點位： 從 捷運公司官網 下載民國109年12月的捷運各站進出量統計，但是這個資料有點麻煩，需要在excel中先以下列方式處理 a. 用 SUM公式 (加總)，算出各站當月的進站出站總人數 b. 用 CONCATENATE公式 ，在站名前後加上"捷運"、"站"字串，組合成完整捷運站名 c. 因為Google不能處理excel中以公式處理過的數值，所以要把計算完成的人數和站名複製後， "選擇性貼上值" d. 捷運局的表格把各站站名水平排列，但Google地址定位需要讀取直列的地名，因此需要再複製一次，並 "轉置欄位" 真的有點複雜...請看下面的影片 這三

比較同一地點、一段時間之內地表現象的變遷並提出合理的解釋，是地理課無法迴避的基本訓練。目前各出版社課本、測驗卷甚至是大考，最常用來進行古今地貌對照的素材首推日治時期的實測地形圖，今年末代99課綱 學測社會科第38-39題 也使用了1904年台灣堡圖和2001年經建版地形圖，比對苗栗縣苑裡鄉的河道截彎取直工程。由於台灣環境變遷速度很快，地表景觀在十幾年之內就可能出現劇烈的改變，所以格主想簡單介紹日治50年間的幾套具有代表性、見證台灣百年變化的實測地形圖。 一、明治版台灣堡圖 清治末期劉銘傳主持的土地清丈不夠精確。日本總督府為了控制台灣社會、增加土地稅收，於1900~1904年測繪完成，因此在學測題目中註記的1904年就是測繪完成的時間，比例尺兩萬分之一。這套地圖將土地調查(聚落、農田等土地利用)、地籍測量(堡里街庄等行政區界)與地形測量(等高線、河道水域)結合為一，完整記錄當時台灣的自然與人文景觀，是台灣地圖史的里程碑。 二、大正版台灣堡圖 1920年首任文官總督田建治郎為推動「內地延長主義」而進行行政區劃改革，將清治時期的堡里街庄整併為5州2廳，並大量更改地名。大正版台灣堡圖是以明治版台灣堡圖為底稿，但將新地名和新行政區劃以紅色字體加印於圖上，因此又常稱為「紅字版」台灣堡圖。如下圖的「苑裡庄」改為「苑裡」、「苗栗堡」改為「苗栗郡」等。 三、兩萬五千分一台灣地形圖 1921-1929年，日本陸軍的陸地測量部在台灣展開全面完整的三角測量，規格和精度比照日本本土，這套地形圖即為其成果。版面編排和測繪精度在當時都是最高水準，也是日治中期台灣土地利用、產業開發等的重要史料。請看下面這張苑裡老街的台灣地形圖，閱讀起來的感受就是甩開堡圖好幾條街，熱鬧的市街、外圍的園囿、蜿蜒的溪流和小渠道、通往附近蔗田的手押台車軌道都清清楚楚，紅色圓圈圈起來的房子是寺廟的圖例，仍然可以準確對應是今日的 苑裡慈和宮 ，可說是專題研究、備課出題必備的佳品。 這些地圖可以在 台灣百年歷史地圖 中直接和現今的Google地圖或衛星影像圖進行對照。不過以下的影片將示範此網站的進階功能：直接在兩萬五千分一台灣地形圖上「數化」苑裡的學校和寺廟(點)、苑裡溪舊河道(線)、苑裡市街範圍(面)，並另存為Google Earth支援的.kml檔以供後續利用。

預計於今年正式入土為安(?)的99課綱地理第六冊課本中，會介紹所謂的「國土地理資訊系統」，全稱National Geographic Information System簡稱NGIS，顧名思義可知是一套以全國之力建置的GIS供政府和社會各界使用。但是就我所知幾乎沒有哪位老師會在這個段落停留超過5分鐘的時間，更不用說實際帶高三考生上機實作了。下面這張課本中的附圖已經清楚說明了問題的癥結 首先，整個國土資訊系統的分工架構就是疊床架屋，基本上是多頭馬車、每個政府部門埋頭做自己的事情；再者，全國各種GIS資料分散在九個政府部門的九大資料庫裏面，這些資料庫還是各自外包給不同的業界維護的，所以九個資料庫需要九個帳號密碼分別登入。因此NGIS實在不是一個很親民的東西，該計畫也已經完成階段性任務終止了。 不過奇妙的是，九大資料庫仍然以各種不同的方式繼續被各個政府部門維護著，所以還是能繼續使用。其中格主認為對高中生進行探究與實作最好用的資源就是左邊數來第五個「社會經濟資料庫」，內有內政部統計處建置的各種社會經濟相關資料，大部分可以直接下載，更讚的是可以直接在這個平台中利用這些數據生成統計地圖。以下影片將示範如何用社會經濟資料服務平台下載資料、繪製主題地圖