【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,也能自繪地圖第二彈:什麼是WMTS

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Google地圖背後有非常複雜的技術細節,但是正是運用了圖磚技術來大幅降低伺服器的負擔和客戶端載入地圖的時間。

用ArcGIS介接WMTS的方法和WMS一樣簡單,請大家重溫 WMS教學影片1:00,在那個介面改成點選 Add WMTS Server,再輸入服務網址,點Get Layers即可;QGIS更簡單,直接把新增WMS和WMTS的介面整合在一起,只需要確認輸入的服務網址正確無誤即可。

以下要介紹幾個格主最常用的WMTS(括號內為服務網址),學生做報告、老師備課命題,送禮自用兩相宜:

1. 台灣百年歷史地圖
(https://gis.sinica.edu.tw/tileserver/wmts)
內有日治時期各種主要的實測地形圖、航照圖、各版本的經建版地形圖,如果需要比對一個地區的環境變化,以這個WMTS內的圖層做疊圖分析可說是非常充裕了。

2. 國土測繪圖資服務雲
(https://wmts.nlsc.gov.tw/wmts)
內有各種種類的台灣通用電子地圖、國土利用調查成果圖、坡度圖、坡向圖、非常好用的通用正射影像圖,以及1/5000、1/25000、1/50000、1/100000的經建版地形圖!

3. 20米DEM資料加值應用WMTS服務
(http://140.110.143.56/moi/wmts)
以前畫等高線圖、地形暈渲圖、坡度坡向圖真心麻煩,要下載數值地形模型、裁剪適當的範圍、跑分析功能,現在使用這個WMTS就可以三兩下做出這些圖層了,簡直懶人福音。大家也一起試試看吧!

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