2009年11月30日 星期一

GIS概論 - Introduction GIS (4)

GIS組成

上一篇文章中,讀者可以了解到GIS所應用到的技術包含RS、GPS、CAD、DBMS、及Mapping等,這些都是讀者可以延伸閱讀語學習的專門技術。然而,回歸到GIS概論中,GIS在本身的組成上,必定包含圖形、資料庫、與系統三大部分,缺一不可。如果,僅有圖形與資料庫,那只不過是圖資管理,無法實際應用;若只有資料庫與系統,就回歸到資料庫管理系統DBMS;若只有硬體與圖形,那也不過是圖形系統Computer Graph。所以完整的GIS一定要有圖形、資料庫、與軟硬體的組成。
Last time we take about the technology of GIS, include RS, GPS, CAD, DBMS, and Mapping. Today, we will learn more about GIS. GIS include three parts, The Grpah, Information, and System.

在圖形上,有幾個關鍵的要素是讀者在學習GIS時必須要了解的,包含:座標系統、幾何、資料格式、比例尺等。因為這幾個圖形要素,掌控著GIS圖資應用。在接下來的文章中將會一一介紹。
In Graph part, it includes Coordinate system, Geometry, Data format, and scale.

在資訊上,讀者要學習的包含屬性、資料表、資料庫的定義,當然ER Model、正規劃與資料流也是GIS必備的知識。筆者在很多課堂中發現,一般走應用的承辦人員,如工程、管線管理、資產管理等應用者,雖相當熟悉本身應用的範疇與架構,但對於資料庫規劃卻涉略極少,因此,對於系統規劃上,顯得相當無助。
For Inforation, which means Database. the Database is most important for GIS, cause more than 70% GIS operation are database. you creat attribute data for graph, and you also query data what you need by SQL. For database operation, you need learn more for ER Model, Data Flow, Table of Data, Database, etc.

在系統上,包含軟體、硬體技術。現在商用GIS軟體相當多,但是,往往使用者對於商用軟體的操作與技術不是相當了解,以至於在很多系統中有綁規的狀況。我不是再抱怨系統商,以筆者的角度,很多新的應用在台灣還沒有配套措施,因此,再盲目的追求軟體的新功能與新的標準,並能解決近程的單位內部GIS的問題,所以適可而止的應用技術,而不是作為技術的盲從者。
For System part, it niclude Software and Hardware. the Software help you process the data, and Hardware support you store, saving data in digital format.

所以,接下來的幾篇文章將就座標系統、幾何、資料格式、比例尺、資料庫、ER Model、正規化、資料流、GIS軟體、硬體跟讀者分享GIS的概論與應用。

歡迎討論。

2009年11月26日 星期四

GIS概論 - Introduction GIS (3)

In this section, we will discuss the technology of GIS, it include: RS, GPS, DBMS, Mapping, and CAD.
遙測

遙測一般在GIS應用中,最常使用的成果就是空照圖與衛星影像。然而遙測技術是一門專門的學問,筆者很難在GIS概論中,讓所有的讀者了解遙測的理論與應用。畢竟,在大學課程中,遙感探測是一門3學分的課程,而測量系與森林系又格外著重遙測的學習。但可以確認的是,衛星影像在Google Earth的應用中,已經讓所有人都可以了解到他的實用性。當然,如果讀者還記得"全民公敵(ENEMY OF THE STATE)"中衛星強力的威力,那你對於遙感探測就更加有興趣了。
筆者為了幫助各位了解,也特地去找了遙測的教學影片,希望對各位讀者有所幫助。
If you want know more about how RS work, please link the following URL.
http://www.youtube.com/watch?v=oei4yOwjIyQ


全球定位系統

GPS的應用在一般我們的民生中愈來愈普遍,如車機導航、掌上型GPS、車輛監控、測量等。但是你之道GPS是如何應用的嗎?還有GPS是哪一個單位所管轄的嗎?透過筆者所收尋到的GPS介紹影片,讀者可以了解龐大GPS系統的技術。
其實GPS、RS、GIS現在被廣泛整合為3S的應用,在GIS概論中,更是不可或缺。
If you want know more about GPS work, please link the URL.
http://www.youtube.com/watch?v=EOwMkFsJXRI


電腦輔助製圖與設計

電腦輔助設計或是製圖,其實是GIS最基本的資料建置階段,傳統GIS資料的建立,都來自於工程或是製圖的CAD圖檔。CAD的發展比GIS來的早,但是,往往CAD被刻版映像侷限在繪圖,而非GIS資訊化的基礎,因此也最常被忽略。筆者一直以來致力於工程GIS化的推廣,無非就是希望可以上CAD製圖可以更加平順的進入到GIS管理與應用。這樣一來就可以解決許多GIS應用過程中,圖資成本過大的問題。
現今CAD發展已經不是單就平面而已,已經具有足夠的技術與能量發展成3D視覺化設計,並且將CAD推向CAE的另一個境界。
CAD usually be used for drafting and design. However, CAD can support Engineer to Simulate the project. If you want know future design, please link the URL.
http://www.youtube.com/watch?v=qBP-3lmXdV8


製圖學


資料庫管理系統

GIS應用中有70%是在做資料庫的處理,比如說將一般作業中的表單便為資料庫,提供線上填寫,或者是將數據提供查詢產生成報表等。因此,在GIS概論中,讀者不可或缺的知識就是資料庫概論。很多時候,讀者會只專注在圖形的處理,這是錯誤的。回想起學習GIS過程,當年筆者也去修過資料庫概論,學習ER Model、資料流、正規劃、SQL等基本的資料庫概念。當然,如果你是系統規畫的主導人,你一定要去看資料庫概論。建議必讀的課本就是"SQL聖經"。

2009年11月25日 星期三

GIS概論 - Introduction GIS (2)

傳統地圖的問題
The Issue of Transitional maps

傳統的地圖已經應用許久,GIS技術的發展可以說是一種突破,透過GIS的應用可以解決傳統地圖使用上的幾個問題:
GIS can address the following issue in Traditionally mapping.
1. 資料收集,過去資料收集都是利用紙本來紀錄資料的內容,在資料的保存與更新上,常會遇到資料是否已經建置過,或者資料在不同人員,不同時間上收集後,是否保持一致性。這部分,確實可以透過GIS數位化的方式來累積與解決。但是,筆者在很多單位中,還是發現,很多單位雖然已經數位化資料,透過電腦儲存,但是卻沒有配套的更新、維護流程,導致資料還是亦如往常的流於舊有的形式。這部分,有賴圖資管理者具備建全且完整的資訊化概念。
2. 資料儲存,這部分透過GIS數位化的保存,確實可以降低紙本資料在多年使用後,因為老舊、破壞、汙垢所造成資料派讀不易的狀況。更重要的是在數位化以後,保存資料的空間變小了;容量變大了;更新上也更加便利。
3. 資料取用,數位化的GIS很重要的一部分在於資訊的管理。有了管理機制的建立,使用者不必再像從前一樣,需要去大型圖櫃翻閱紙本。透過資訊化管理(DBMS)可以幫助在資料萃取上,取得更好、更快速的成果。
4. 資料分析,傳統的地圖很難進行分析,所有的分析都需要透過套圖的方式才能建立。而表格的資料也很難圖形化呈現在地圖上。有了GIS系統的建立,使用者可以利用數位化的方式將圖層套疊,產製Grid作空間的疊加,這部分在過去的紙本上,幾乎是不可能完成!筆者,以前曾經利用GIS作過風水分析,試問,如果這一種複雜化的GIS分析,是在傳統的紙本上,是多麼艱難。
5. 資料呈現,數位化確實是呈現資料最佳的方式,透過數位化,資料呈現可以是動態的、3D的、即時的。傳統的地圖呈現,都是列印資料;遇到資料錯誤或是更新,就必須要再次出圖(相當不環保)。因此,有了數位化GIS,的建立,資料呈現可以跳脫平面、非即時、靜態的展示。現在,很多工程或是地圖展示,都是互動的,就像Google Earth一樣。

GIS可以用在哪些領域呢?

舉凡是交通、公共事業、電信、土地管理、資然資源、水利、測量...都可以應用到GIS系統。
舉例而言,http://urmap.com.tw就提供路徑規劃。
高雄市政府建立管線管理系統http://pipegis.kcg.gov.tw/wwwpipe/home/index.asp提供管線施工查詢http://pipegis.kcg.gov.tw/peoplepipe/DEFAULT.htm
水土保持局便民系統提供土地管理查詢http://gis.swcb.gov.tw/
這些都是GIS應用的實例,因此GIS的應用,只要用心的分析平時的作業流程,加上一些創意就可以在任何單位內創造出GIS系統。
GIS應用的技術

GIS是一種系統化的集合,因此所應用到的技術絕不是單一的,一般GIS主要的應用技術包含:GPS全球定位系統、RS遙感探測、DBMS資料庫管理系統、Mapping製圖學、CAD電腦輔助工程。透過,這些技術的資料收集、建立、維護與管理、呈現,才能建構出目前地理資訊系統所提供的多樣性功能與應用。

下一篇介紹將針對各項技術分別描述,歡迎討論!

2009年11月24日 星期二

GIS概論 - Introduction GIS (1)

本篇文章是講述GIS概論的系列文章第一篇,也是前些時間到嘉義縣政府上GIS概論所備課的教材。由於PPT檔案有100多頁,因此,只能用系列的方式介紹給大家。
This PowerPoint was created for Chiayi Country Government Training, and over 100 pages. So, in the following few weeks, I will share my slide for all readers.
這份教材的前半部分,與一般課堂上或是網路上的教材大同小異,重點在於筆者額外的補述文字;後半部分比較著重於系統的規劃與建立,因為與課的學員是政府機關的公務人員,因此,不能太重於技術層面,因此,利用簡單的範例講解GIS的系統與分析,希望學員在未來有機會承接GIS業務時,可以幫助自己單位規畫實用的系統。
This PowerPoint include two parts, the first part provide basic GIS training and include GIS concept, that was collected from website and textbooks. The Second parts focus on Application, teach each user(especially for Government users)how to analyst and build a GIS System. I really hope it can help you quickly understand the GIS.



校區平面圖,利用立體建物的量體與編號標定不同建築物,作為指引。

簡略的示意圖,指示所在位置與交通狀況

同樣利用立體建物的量體加上引線直接標註與說明園區配置

台北市捷運路網圖,利用示意表達路線關係

世界地圖,具有真實空間位置關係
上面所呈現的所有影像都是地圖的一種,您可以透過Google去尋找"Map"相關的照片檔,就可以發現筆者所發布的這一些圖片。
We can say all images above are a kind of maps. you can use Google search to get all images that I post to.
重點在於,地圖示與人溝通的工具,無論你是繪製簡圖;或是一張具有空間座標地圖,凡是具備有地理的相關位置、比例尺、方向,能夠透過文字或是標註來溝通資訊,我們都可以說是地圖的應用。而GIS其實沒這麼難,他就是把我們慣用的圖資,透過系統化的方式連結起來,提供更多元與方便的查詢工具。
The point of mapping is communication, no matter what kind of format you created. The Mapping maker usually uses graph, scale bar, North arrow, and text label to communicate information with readers. Well, I think the mapping and GIS is not as hard as you can reach.

GIS就字面上的解釋是地理(Geographic)、資訊(Information)、系統(System)三個字所組成,而地理主要是描述空間的關係、資訊主要是邏輯化資料便為可以分析決策的資訊、系統則是提供儲存、管理、維護、新建、分享的工具。
The Basic GIS concept, include three parts, Geography, Information, and System. Geography is explain the relationship of the real world, and information is providing information for data analyst and decision making, and then the system is helping GIS store, management, maintaining, creation, and sharing data( include graph and attribute)

The GIS is using 2D or 3D data to simulate the real world and provide the valuable info to help data display, query, analyst, and decision making
再簡單一點的解釋,地理資訊系統基本上是一種真實世界的現象描述方法,提供管理使用人員利用數值化的方式模擬真實世界。利用2D、2.5D或是3D的方式堆疊資料,提供展示、查詢、分析、決策的工具。
所以想像一下,是否你在還沒學習GIS以前,你已經在用這樣的觀念與實作了?
而GIS在每個領域都可以應用的到,取決於你是否有去將平實的作業利用資料庫的整合結合圖形來作管理。例如:管垃圾車的環保單位可不可以建GIS系統?作路燈或路樹的人員可不可以建立GIS?警察、消防等單位可以建立GIS嗎?工程管理可以建立GIS嗎?這些答案無疑的都是可以。但取決於你對您的業務瞭解程度,及是否有進行規劃。

歡迎討論!

2009年11月23日 星期一

MapWindow GIS軟體初探(一)

先前介紹了MapWindow GIS軟體時,僅分享了連結下載的位置,並沒有特別實際針對功能性去操作或是說明。這兩、三天測試了一些功能與閱讀了使用手冊,發現MapWindow GIS真的相當完整。當然,MapWindow GIS在國外已經有相當多的使用者再使用與加值,但是在國內卻比較少被介紹到,因此,想多花一些時間來介紹給國內的朋友們。

MapWindow GIS乍看之下,界面較一般使用的ESRI ArcView與MapInfo Pro簡單許多,很使用者可能會在這個地方打住,認為MapWindow GIS只是一般的開圖軟體,像是GAIA Viewer一樣。其實不然,MapWindow GIS相較於GAIA Viewer而言功能強大許多。其中,最特別的在於有許多付費與免付費的Plug-in程式可以提供使用。

在Plug-ins選單中,就羅列了目前已被開發出來的工具。其中部分使是需要付費的,例如:Shape2Earth這一個Plug-in(提供將Shape File發佈至Google Earth);但是像Shapefile Editor就是免費的。使用者在使用的時候,就會看到版權公告,了解視需要付費或是免費的工具。
就初步使用上的分享,筆者將MapWindow GIS與ESRI ArcViewc、MapInfo Pro作簡單的比較:
1. MapWindow GIS與ESRI ArcViewc、MapInfo Pro都具有相同的地圖顯示平台,操作上的方法與概念大致上是相同的。例如:圖層的加入,可以透過工具列上的"加號"來新增。
2. 在屬性資料的顯示上,三者也都有提供標準的屬性資料表,讓使用者可以瀏覽物件的屬性。當然,圖資互動性的查詢,也存在MapWindow GIS的屬性資料表中。
3. 於屬性資料的查詢上,MapWindow GIS與ArcView較為相似,都是利用性質條件來作運算與篩選查詢;而MapInfo Pro則是用SQL的語法。
4. 在Layout與Graphy(統計圖)上,明顯的MapWindow GIS比較缺乏這樣的展示能力。
5. 在編修上,MapWindow GIS主要提供ESRI Shape File檔案的編修,這也是MapWindow GIS教為支持的資料格式。

眾觀以上論點,在地圖展示、屬性資料查詢、圖形編修上,MapWindow GIS已經具有相當程度的GIS功能了;更值得加許的是在他免費且開放性的架構。
有關更多MapWindow GIS的操作與說明,請見:http://www.mapwindow.org/wiki/index.php/Main_Page

筆者將另闢專欄來討論MapWindow GIS軟體,也歡迎各位先進給與指教。

2009年11月20日 星期五

免費基本地形圖下載AVI教學 Free Taiwan Topography Downlaod AVI

In this Artical, you can learn how to downlaod the Taiwan MOI Topography (Image format) by ER Viewer. Most of users don't know how to download the file, so, through this AVI you can easily understand how to use ECWP for viewing and downloading the data.
http://www.youtube.com/watch?v=aNNPAeZuSx4

2009年11月19日 星期四

Online Taiwan Coordinate System Translation

Most of people receive the GPS coordinate System and want to translate into Taiwan local Coordinate System TWD67 and TWD97. Here are two Online free tool that can help you make it happen. Although accuracy are plus or minus (±) 2 meters, but it's still valuable and useful to meet GIS usage.
很多使用這利用GPS接收座標(WGS84),但是必須轉換為台灣本土座標系統TWD67與TWD97的數值才可以應用。現在介紹兩個免費的線上座標系統轉換程式,提供讀者使用(這兩個應用程式皆有誤差,但已經滿足基本的地圖應用)。
The NCKU Version:
http://gis.thl.ncku.edu.tw/coordtrans/coordtrans.aspx
If you receive WGS84 CS, and want translate into Taiwan local CS, please select "TWD97(WGS84)經緯度" as source CS, and then entry the CS value. Finally, click on "轉換".

The Sinica Version:
http://webgis.sinica.edu.tw/cgi-tran/webtrans.htm
If you receive WGS84 CS, you can select "WGS84經緯 to GRS67TM2" or "TWD97經緯 to TWD97TM2" to translate WGS84 CS to Taiwan local CS.