【置頂】關於車庫主人,和這間地理人車庫

這個部落格的格主是一個對電腦和資訊技能稍微熟練一些的地理老師,尤其比較擅長地理資訊系統(GIS),因此偶爾會受邀到其他學校為同科夥伴們進行增能研習;另外因為深信「好圖勝千言」的道理,所以不論上課、出考題或是給學生出作業,往往都會自己找資料、整理資料、繪製地圖或圖表。 近年108課綱全新上路,每個學科都面臨很大的挑戰。對於所有在高中任教的地理人來說,最大的挑戰不僅在於備課或命題時需要以真實生活的情境為本;更因為新課程「探究與實作」需要引導學生蒐集資料來解決實際的問題,所以對於各種統計數據、資料處理、地圖繪製的需求都直線上升。格主和許多同事交流意見的過程中,發現大家害怕108課綱的主因並非課程內容不好,而是苦於「不知道去哪裡找資料,沒有資料作為支撐,怎麼備課、指導學生做專題研究?」 因此這個車庫,就是格主將教學過程中累積、平時會使用的資源或技能,包括下載統計資料、取得GIS圖資、資料處理、GIS操作或地圖繪製等「工具」,以圖文影片配合的方式記錄在這個部落格中。但很抱歉的是,內容更新將不定時不定量,取決於格主的時間、意願和當時在進行的工作,請大家諒解。 車庫在美國不僅是一個停放車輛的空間,往往也會充當工作室的用途和一個激發創意的空間。格主希望這個部落格也能像是一個「車庫」,裡面有許多工具可以解決各式各樣的問題-老師們備課或命題需要繪製地圖、學生準備報告時需要知道哪裡可以找到統計資料時,就來車庫走走,可能會找到你需要的工具,或是發現更多意想不到的驚喜,希望能夠對大家有幫助!

不用自己找圖資,也能自繪地圖第一彈:什麼是WMS

 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:WMSWMTS,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

  1. 使用者透過服務網址,連上提供WMS的伺服器
  2. 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,這會大幅增加伺服器的負擔,也增加使用者等待的時間。要等到 下一篇文章的主角 WMTS 問世之後,這個問題才會得到改善。

言歸正傳,介接WMS的方法其實很簡單。以經濟部建置的 經濟地理資訊WMS 為例,其中有一個圖層是根據有開立發票的商家位置繪製的熱區圖,又稱為「消費強度圖」,以下圖為例,宜蘭縣以宜蘭羅東兩市的消費強度為最高,和我們對宜蘭的認知一致。

這個圖層的WMS網址如下,看起來很複雜https://maps.moea.gov.tw/moeagis/services/EGIS_Topic/MapServer/WMSServer?request=GetMap&SERVICE=WMS&LAYERS=Consumption&SRS=EPSG:3826&FORMAT=image/png&BBOX=154058,2410347,386886,2809213&WIDTH=800&HEIGHT=1000&styles=&version=1.1.1

把相同的網址分拆來看,就十分容易理解,第一行是WMS的網址,隨後附上一連串用&分隔的參數
https://maps.moea.gov.tw/moeagis/services/EGIS_Topic/MapServer/WMSServer?
request=GetMap                     要求伺服器回傳地圖給使用者
&SERVICE=WMS                 服務類型為WMS
&LAYERS=Consumption 圖層代碼為Consumption
&SRS=EPSG:3826         座標參考系統為TWD97座標系統
&FORMAT=image/png         圖檔格式為png檔
&BBOX=154058,2410347,386886,2809213
   WMS服務的東西南北界線,當使用者檢視的範圍在這四個座標之內則回傳地圖
&WIDTH=800 圖檔寬度800像素
&HEIGHT=1000         圖檔高度1000像素
&styles=&version=1.1.1 WMS的版本

不管大家使用的GIS軟體是免費開源的QGIS或是要付費的ArcGIS,都只需要直接輸入直到問號為止的第一行網址即可,軟體會自動要求伺服器回報可用的圖層(GetCapabilities),我們只需挑選自己需要的圖層即可。有些WebGIS網站甚至也可以接入WMS圖層,以下影片會示範如何介接消費密度圖,大家不妨也來試試看!


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