QGIS地圖套疊

文化導向地理資訊系統 Quantum-GIS 應用實務

<第三單元> 地圖套疊篇

郭俊麟 林農堯 編著

第三單元:地圖套疊篇

第一章:影像套疊與幾何校正 第二章:新建圖徵與圖層編修 第三章:地址資料的地圖定位 第四章:地圖影像的網路發布

1

第一章 影像套疊與幾何校正 影像套疊是數位化地理資訊處理的常用功能之一。例如將紙 本地圖、航空照片或是衛星影像等電子檔，經過幾何校正處理後 即能賦予影像檔案正確的地理空間位置。使用者可進一步從校正 好的影像中，進行點、線及面的圖徵截取，製作或加值成其他具 有空間及屬性的地理資料。在進行影像套疊之前須要有參考的地 圖資料，以校正影像空間位置，本書以網路上公開可取的圖資， 如 Google 地圖做為影像校正的依據。

1.1 安裝參考底圖 首先請至 QGIS 的附加元件中安裝 OpenLayers Plugins，在附 加元件選單中，開啟 Python 附加元件(圖 1.1)，在[附加元件主機] 中按下[新增非官方主機](圖 1.2)，此時 QGIS 會連上網路上各種 附加元件主機，下載附加元件清單。

圖 1.1

2

圖 1.2 安裝附加元件的畫面中，可以在過濾條件入關鍵字以找出符 合的附加元件。之後選取安裝 OpenLayers Plugin(圖 1.3)。

圖 1.3

1.2 影像圖資來源與說明 紙本地圖：在德州大學奧斯丁分校的館藏網站上有 1944~1945 年，美軍飛行員在準備轟炸臺灣之前所繪製的臺灣各城市的地圖。 這些地圖呈現了日治時期全臺主要城市的最後面貌。德州大學已 3

經將這些地圖掃描且提供下戴，網址為 http://www.lib.utexas.edu/maps/ams/formosa_city_plans/。此教學範 例選擇 Taihoku-Matsuyama 1:10,000 1945 這張地圖(圖 1.4)。

圖 1.4 參考地圖：Google 街道地圖、地形圖及衛星圖，由 OpenLayers 附加元件中載入。 將紙本數位化之後，可以使用影像軟體將不需要的部分切除， 例如：邊框。為了教學方便，就先不切除邊框。要將影像檔進行 空間校正，首先在這圖檔上設定數個空間控制點(QGIS 譯成參考 點)。之後再使用幾何校正的演算法，將整張影像的像素移動、變 形、放大或縮小到適當的位置。 設定原始影像的控制點必須知道其坐標。在 1945 年臺北這 張地圖上，可以從地貌、建築物、街道、河流位置比照 Google 4

地圖中位置，可以給予控制點正確的坐標。由此圖的特性，使用 建築物與街道輪廓會比河流好，河流的大小形狀較會因為季節、 水量的不同而改變；相對而言臺北的歷史建築物位置是不變的， 例如日治的總督府就是現在的總統府；總督官邸就是現在的臺北 賓館。另外這張圖上也有經緯度的參考線，可以直接判讀，不需 比照參考圖的位置，直接設定控制點的坐標。

1.3 幾何校正 進行幾何校正前，通常會載入一張參考的底圖，可以是向量 檔案、影像檔案或網路上的圖層，如 WMS。此例使用附加元件 中的 OpenLayers plugins 加入 Google 地圖當作參考底圖(圖 1.5)。

圖 1.5 加入 Google 底圖後，此時專案的坐標系統自動會設定為 EPSG:900913，而不是 EPSG:4326(WGS 84)。Google 坐標系統為 5

最早稱為 EPSG:900913，因為 900913 數目字形很類似 google。目 前較正確的 EPSG 代碼為 EPSG:3857。 在 QGIS 的附加元件中內建“幾何校正(Georeferencer)”功能 (圖 1.6)。處理過程主要流程為 1.開啟影像檔案；2.設定控制點(參 考點)；3.設定幾何校正演算法；4.執行。

圖 1.6 執行幾何校正後會出現一子視窗，幾何校正在此子視窗中行 進。幾何校正子視窗可以原有的 QGIS 地圖相互操作切換。 幾何校正常用的功能在上方的工具列中，按鈕的作用可以將滑鼠 指標放在其上即會出現中文說明。在找尋適合的控制點時，常會 用在移動、放大、縮小及縮放至圖層範圍，這些操作與使用 QGIS 一樣。下方的 GCP 表格則是已經新增的控制點，亦可以在 GCP 表格編輯其值。GCP 表格中的每筆資料也與幾何校正影像的紅點 相互連動(圖 1.7)。

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圖 1.7 在載入影像後即開始新增控制點。控制點的選擇除了是可識 別的空間位置之外，盡量均勻分佈在影像檔案中，勿集中特定區 域，以取得較好的幾何轉換效果。控制點的數量一般經驗是四個 以上，除此之外數量至少要多於或等於幾何校正演算法要求的數 目，才可以轉換處理。重複以上過程，即可設定多個控制點，這 些控制點的坐標系統為 EPSG:900913。之後進行運算可以指定目 標的坐標系統。設定好控制點後亦可以移動或刪除以調整更精確 的位置。當控制點完成後，可以將這些資訊儲存至 GCP 檔案中， 日後可以後續修改。本例選擇總統府前的圓環。步驟如圖 1.8。

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圖 1.8 在操作過程中可以直接輸入 X 與 Y 值，不過較簡單的方式是 從參考圖中取得，即是 QGIS 視窗中 Google 街道圖。在 QGIS 視 窗中亦可以移動、放大與縮小 Google 街道圖，以得到精準的坐標 值。在按下 Google 街道圖中同一地點的圓環後，輸入地圖坐標對 話方塊自動會填入參考底圖中圓環的 X 與 Y 的數值 (EPSG:900913)。接下來依同樣的方法新增其它的控制點。 在開始設定轉換的演算法之前，可以按儲存圖示將設定的控 制點儲存，以供之後編修。按下設定圖示後，可以設定轉換的演 算法，本例選用薄板曲線法演算法。目前 QGIS 支援的幾何校正 轉換的演算法，如下  

線性 保角(Helmert)轉換(最小 2 點) 8

   

一階多項式(最小 3 點) 二階多項式(最小 6 點) 三階多項式(最小 10 點) 薄板曲線法(Thin plate spline-TPS)



Projective

影像轉換設定(圖 1.9)有許多設定，簡單說明如下。 









  



轉換演算法 前兩種演算法會僅會移動或縮放影像，影像不會產 生形變。 重新取樣方法 重新取樣方法則是當處理每個圖素時考慮鄰近圖 素的不同方法，一般而言可以使用預設值。 壓縮方式 壓縮方式則可以決定校正過的圖檔使用壓縮的方 式。 輸出影像 輸出影像為 GeoTiff 檔案，GeoTiff 為影像檔且具有 坐標資訊。 目標 SRS 指定控制點坐標系統，之後輸出的 GeoTiff 即會使 用此坐標系統。 PDF 報告 較專業的幾何較正會需要此報告以供參考之用。 設定目標解析度 若無改變解析度的需求，則不用設定。 需要時使用 0 表示透明 若校正後的影像檔案會產生形變，則可能會產生不 規則的黑邊，可以設定”需要時使用 0 表示透明”，如此 黑邊就會變成透明。 完成後載入至 QGIS 中 9

轉換完成可以動載入 QGIS 中，建議處理高解析的 大型檔案可以手動載入。

圖 1.9 影像轉換後幾何校正子視窗中的下方訊息會算出平均誤差 值(mean error)。在產生的 PDF 報告中亦會有每個控制點的誤差。 在新增控制點時，可以多設一些，之後將 resTot 值較大設為 off 不使用。再多執行幾次轉換以試著降低平均誤差(圖 1.10)。

10

圖 1.10 將幾何校正處理好的影像載入 QGIS 中(圖 1.11)，若不能正確 套疊，此時要注意載入的影像有沒有指定正確的坐標系統。此範 例要設定為 EPSG:900913。正確的載入套疊後，可以將此影像檔 案設定透明度以交互比對。若還調整，則可以重新開啟幾何校正， 載入原始影像及儲存的 GCP 檔，之後修改或新增控制點，再重新 轉換一次。多練習幾次就很容易上手。

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圖 1.11 使用參考底圖作幾何校正是一種方法，此影像地圖還有標示 經緯度可以不須參考底圖即可進行幾何校正。在影像地圖中的邊 框鑲有經緯度度分秒值，可以直使對照輸入取得該值後換算經緯 度數值後輸入，如圖 1.12。之後的影像轉換程序，就如同之前一 樣進行即可。記得目標的坐標系統選擇 EPSG:4326(WGS84)。一 般而言，使用此方式的速度較快且精準。

12

圖 1.12 將未有空間坐標的影像進行幾何校正後，就可以針對該影像 的特徵使用 GIS 功具截取出空間資料，如點、線及面資料。這也 就是下個單元將會詳細介紹。

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練習 1 將德州大學奧斯丁分校的館藏網站上”Taihoku-Matsuyama 1:10,000 1945”這張地圖，使用經緯度格線加入控制點進行幾何校 正，並比較三階多項式、薄板曲線法(Thin plate spline-TPS)及 Projective 演算法轉換的差異。最後輸出這三種轉換的 PDF 報告。

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第二章 新建圖徵與圖層編修 2.1 地圖數位化 當有合適的影像資料或參考底圖，就可以將這些資料數位化 成向量資料，此過程簡稱為數化。當資料向量化後變進一步編輯 及運算，例如輸出精美的主題地圖、或者結合更多屬性資料產生 統計圖。 若需要數化的參考圖是當代的地圖資料，就可以直接使用 OpenLayers 附加元件加入 Google 地圖，直接在其上進行數化。 若需要臺灣早期的資料，則可以使用中央研究院人社中心地理資 訊科學研究專題中心的擴充套件，讓 OpenLayers 有臺灣早期歷史 資圖層。若以上資料都沒有則可至圖書館或網路上找相關的地圖， 掃描數位化成電子影像後，再使用幾何校正付予空間坐標，之後 就可以在其上進行數化。例如：德州大學 Formosa (Taiwan) City Plans 網頁中臺灣 26 個城市數化後，就能對 1944-1945 的臺灣城 市作更進階的研究。若是沒有合適的地圖，僅有文字述敘，則可 以考證其現代的實際位置後，以現代地圖為基礎進行數化。在進 行研究及調查資料時，通常會蒐集到許多空間資訊，如地址或地 名。地址或地名可以藉由既有圖資進行地理編碼運算，推算其空 間坐標。以上的說整理如下， 1.

2.

3.

4.

在現代地圖(Google 地圖)進行上數化； 在臺灣百年歷史圖資圖層數化； 自行掃描地圖後，進行幾何校正後再數化； 研究考證地點後在現代地圖上數化；

5.

將地名與地址進行地理編碼運算取得空間坐標。

15

在進行數化之前是先了解參考底圖的坐標系統，之後新增數 化的圖層可以指定不同的坐標系統，QGIS 會自動轉換。之後也 可以使用 QGIS 另存檔案的功能，將數化資料另存成另一種的坐 標系統、編碼方式或檔案格式。 將各種空間資料數位化成向量資料，通是是使用點、線及面 (多邊形)來表示各種資料。點能代表許多資料的位置，例如世界 地圖中的城市，可以用點來表示。不過在市面上的導航地圖中， 城市卻是由各種線(街道)、面(建物)及點(Point of interest)所組成。 最好的方式是依不同的比例尺決定數化的幾何形狀。 GIS 的空間資料主要包括兩個部分，一是空間坐標資料；另 一部分則是屬性資料。空間空間坐標資料就是點、線及面資料加 上坐標系統。點的資料為 x,y,z 數值；線的資料由兩點以上組成； 面的資料與線類似，但是面的資料是三點以上且第一點資料要與 最後一點的值樣，代表是封閉的多邊形，故多邊形的最少儲存單 位是四個點。屬性資料則可以為整數、實數及文字…等。常見的 ESRI 格式說明如下 *.shp=>空間資料 *.shx=>空間資料索引 *.tab=>dbase 格式的屬性資料 *.prj=>空間資料的坐標系統描述 空間資料庫屬性資料就如原本資料的儲存方式一般，空間資 料則是用二進位的方式儲至攔位中滿並且會建立空間索引，以加 快查詢進度。QGIS 新增向量資料的方式是使用 ESRI Shape 檔案 為基礎的方式進行。

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2.2 數化點圖徵 使用 OpenLayers 附加元件加入 Google 街道圖為參考底圖進 行數化。此時的底圖的坐標系統為 EPSG:900913，進行數化目標 為捷運站為點圖徵，空間坐標系統使用 EPSG:4326(WGS84)。圖 層的屬性資料表需視需求及用途仔細規劃，舉例如表 2.1。 表 2.1 檔名：mrt_point 資料欄位名稱

說明

類型

欄位大小

id

編號(預設)

整數

10

name

捷運站名

文字

40

line

線段名稱

文字

20

color

代表顏色

文字

10

crossline

共線代碼

文字

20

note

備註

字串

80

按下[新增 Shape 檔圖層]後，會跳出新增向量圖層的對話方 塊，接著指定向量檔案的類型為[點]。坐標系統為 EPSG:4326(WGS84)。 新增屬性作法按照上表規劃的輸入，重複步驟 4 與步驟 5。 將欄位屬性一一鍵入屬性清單中(圖 2.1)。

17

圖 2.1 設定好屬性資料的架構後，可以開始新增各捷運站的點資料。 按下工具列上的筆圖示，代表進入編輯模式；按下三點圖示，代 表要開始新增點資料；按下地圖上的捷運台北車站，付予空間坐 標；之後會出現屬性對話方塊，可以開始輸入台北車站的屬性資 料。重複步驟 3 與步驟 4，點選不同捷運站，即可以完成臺北捷 運站的點資料(圖 2.2)。

18

圖 2.2 同時可以開啟 mrt_point 圖層的[屬性表格]，在表格中也可以 編輯屬性資料。若要修改點資料的空間位置，則可以使用工具列 上的移動按鈕來調整(圖 2.3)。

19

圖 2.3 當輸入資料完畢後，按一次儲存圖示，將目前的所有變動儲 存至檔案，再按一筆圖示解除編輯模式。完成以上動作才算完成 新增點圖徵的動作。 當建立所有點圖徵後，可以使用欄位計算的功能將每點的 x, y 坐標值顯示出來。在欄位計算的對話方塊中以下列方式操作即 可，要注意的地方是在欄位計算的表示式中，輸入$x 代表坐標系 統的 x 值，如緯度；輸入$y 代表坐標系統的 y 值，如經度(圖 2.4)。

20

圖 2.4

2.3 數化線圖徵 使用 Google 街道圖為參考底圖進行數化。此時的底圖的坐標 系統為 EPSG:900913，進行數化目標為捷運路線為線圖徵，空間 坐標系統使用 EPSG:4326(WGS84)。舉例如表 2.2。 表 2.2 檔名：mrt_line 資料欄位名稱

說明

類型

欄位大小

id

編號(預設)

整數

10

name

捷運站名

文字

40

line

線段名稱

文字

20

color

代表顏色

文字

10

note

備註

字串

80

21

按下[新增 Shape 檔圖層]後，會跳出新增向量圖層的對話方 塊，接著指定向量檔案的類型為[點]。坐標系統為 EPSG:4326(WGS84)。 新增屬性作法按照上表規劃的輸入(圖 2.5)。

圖 2.5 之後輸入 mrt_line 按[Save](圖 2.6)

圖 2.6 22

左側的圖層清單會出現 mrt_line，設定好屬性資料的架構後， 可以開始新增各捷運路線的線資料。 0.使用移動及放大/縮小功能找出板南線開始之處。 1.按下工具列上的筆圖示，代表進入編輯模式 2.按下[三點連線圖示]，代表要開始新線段資料 3.畫線 使用滑鼠左鍵開始第一點，之後建立的每一個轉折點也是 滑鼠左鍵，直到編輯完成一條線之後，再按滑鼠右鍵結束。 在畫線過程中可以直接使用平移、放大及縮小地圖，之後 再按[三點連線圖示]繼續畫線。 4.結束之後會出現屬性對話方塊，可以開始輸入板南線的屬 性資料。 重複步驟 3 與步驟 4，畫出不同捷運線，即可以完成臺北捷 運站的線圖徵資料(圖 2.7)。

圖 2.7 23

很少情況可以一次畫得完美，在輸入屬性資料後還是可以調 整線段，讓線圖徵更完美。 1.按下[三點連線加指標圖示]後，編輯的線段轉折點上多了一 紅字的框，代表可以移動。 2.按住滑鼠左鍵且點選一小紅框移動至適合位置(圖 2.8)。

圖 2.8 滑鼠指標雙擊兩轉折點之線段，則會產生新的轉折點(圖 2.9)。

圖 2.9 24

稍為調整一下轉折點位置，線段就會更貼進底圖的路線。若 要刪除轉折點，則點選該轉折點變會成藍色小框，之後再按鍵盤 的 Delete 就可直接刪除(圖 2.10)。

圖 2.10 使用上述的技巧重複調整不完美之側，就會讓此線圖徵更完美。 最後當所有線段輸入資料完畢後，按一次[儲存圖示]，將目前的 所有變動儲存至檔案，再按一[筆圖示]解除編輯模式。完成以上 動作才算完成新增線圖徵的動作。

2.4 數化多邊形圖徵 作法與數位線圖一樣，不過在數化過程中，QGIS 會自動將 線段封閉且使用半透明紅色填滿(圖 2.11)。這部分的操作就不加 以贅述。

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圖 2.11 新增環形：如果湖面上有小島，要數化這樣的圖徵，就可以 使編輯中的[新增環形]來處理。在多邊形圖層中切換到編輯模式 後，在多邊形中再畫一個多邊形代表小島(圖 2.12)。

圖 2.12 26

完成後原本的多邊形中間部分就會消失，形成一個環形(圖 2.13)。

圖 2.13 若要恢復此成原狀，可以使用復原功能或使用刪除環形。刪 除環形時需點擊環形內部的線段。 新增部件：若是在數化陸地海岸線及周邊的小島，則可以使 用[新增部件]功能。在多邊形圖層中切換到編輯模式後，開啟屬 性表格且選取要增新部件的多邊形圖徵，之後在該多邊形外再畫 一個多邊形。如此這兩個多邊形雖然是分開的狀況，但也是屬於 同一筆資料(圖 2.14)。

27

圖 2.14 若要恢復此成原狀，可以使用復原功能或使用刪除部件。刪 除部件時需點擊多邊形的轉折點。 重塑圖徵：重塑圖徵是畫一新的多邊形來刪去原本的圖徵(圖 2.15, 2.16)。

28

圖 2.15

圖 2.16 分割圖徵：分割圖徵是畫一線段分割多邊形且屬性資料也會 視切割的數目而改變(圖 2.17, 2.18)。 29

圖 2.17

圖 2.18 合併選取圖徵：將兩個不同的圖徵合併。在屬性表格中選擇 要合併的資料，QGIS 預設會用黃色顯示已選的圖徵(圖 2.19)。

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圖 2.19 之後在[編輯]中按下[合併選取圖徵]後會出現合併屬性的提 示對話方塊(圖 2.20)。

圖 2.20 確定後，圖徵就會合併。第一筆為中間的黃色已選取的圖徵， 第一筆則為分開為左右的圖徵(圖 2.21)。

31

圖 2.21 在工具列上有圖徵的編輯工具，分別為新增多邊形圖徵、移 動圖徵、節點(轉折點)工具、刪除已選取的圖徵、剪下圖徵、複 製圖徵及貼上圖徵。善用這些工具能加快數化的速度(圖 2.22)。

圖 2.22 在數化圖徵完畢儲存圖資時，QGIS 可以選擇圖資的坐標系 統及屬性資料編碼方式。坐標系統可以使用臺灣常用的坐標系統 或者全世界通用的 WGS84 或 EPSG:900913。屬性資料編碼則要 考慮清楚要選擇 system(在臺灣指 Big5)還是 utf-8 編碼。 32

Big5 是 1984 年由中華民國財團法人資訊工業策進會為五大 中文套裝軟體所設計的中文內碼，大約有 13,060 字，很多日常用 字被視為異體字或少用字而未收錄，形成缺字問題。例如臺灣教 育部視「着」為「著」的異體字，故 Big5 沒有收錄「着」字。另 外，像常見的人名用字：游錫「堃」、王建「煊」、張「栢」芝、 陶「喆」等，也沒有收錄到 Big5 之中；至於早期地圖上的地名或 現今仍使用的地名，也常常有這樣的問題，如打「猫」（現今的 嘉義） 、社「藔」 （現今的和平島)，澎湖縣湖西鄉「菓」葉村(Wiki)。 相較於 Big5，Unicode（萬國碼）包含了超過十萬個字元的編碼； 除了支援較多中文字元外，Unicode 更有正體中文、簡體中文、 日文…等字元的支援。臺灣的地名受到外來移民或殖民影響，所 以在臺灣的地理資料中，考慮多國語言的能力就相當重要，例如 要處理日治時期臺灣堡圖，就得同時支援中文及日文。使用 Unicode 為基礎的資料存儲方式就格外重要。在 QGIS 中可以選擇 utf-8 編碼儲存就可以享受 Unicode 編碼的好處。 將真實世界的狀況繪製成地圖，僅僅使用點、線及多邊形就 可以在電腦中表示，真是神奇的事。透過將影像數化成向量圖徵， 可以進一步作空間分析與進階運算。

33

練習 2 1.

2.

將德州大學奧斯丁分校的館藏網站上”Taihoku-Matsuyama 1:10,000 1945”這張地圖基隆河的部分數化成多邊形圖徵。 下戴網址為 http://www.lib.utexas.edu/maps/ams/formosa_city_plans/ 將上述 1945 年河流圖徵套疊至 Google 地圖上，並且在 Google 地圖上數化同一段基隆河。

在屬性表格內新增計算面積欄位，比較其面積，並嘗試解釋說明 其意義。

34

第三章 地址資料的定位與數化 大量的地址或地名資料如何數化呢？以下介紹的方式主要 是使用 Google 地圖的雲端運算進行地理編碼運算(Geocoding)， 也因為如此，故可以支援多國語言及世界上大部分的國家的地理 編碼運算。 使用地址進行地理編碼運算時，要注意愈高度高發的城市會 愈精準；愈鄉下的地區愈不準。一方面是城市在更新圖資上通常 會較鄉下來的頻繁，更重大的因素是地址的運算是用街道圖徵線 性內插法求得。都市街道中相鄰的房屋較為連續且平均分佈於街 道上；鄉村裡同一條道路的房屋則通常分佈不均；同理在山區更 是不精確。在地名的部分的處理方式是直接比對地名資料庫，理 論上會非常正確。但是要注意地名的語意是否容易混謠。例如： 使用“臺北車站”定位時，回傳臺北火車站還是臺北客運總站。此 問題是使用地名的語意就不清楚。另外一原因是有同名異地的問 題。若使用“公館”定位時，也會傳回一個坐標值，但是其值是臺 北的還是苗栗的呢？解決的方式是在地名之前加上指定的行政 區，以提減少語意上的模糊及提高定位的精準度。例如：“苗栗縣 公館鄉”。 使用 Google 地圖進行地址或地名定位的主要步驟如下。 1.

2.

整理屬性資料與地址或地名清單 Google 文件的表格( Fusion Tables)

3.

匯入清單 Geocoding 將地址轉成 EPSG:4326(WGS84)之坐標值 匯出成 KML 檔案 Google 地球中開啟 KML 檔案

4.

另存成新的 KML 檔 QGIS 中開啟新的 KML 檔 轉存成 ESRI Shape 檔案 35

接下來就舉實例說明。教學的資料來源由此網頁 http://www.ibon.com.tw/0000/store.aspx。由於 7-11 便利商站的資 料無法找出完整的地址清單，於是從 ibon 的據點下手。有 i-bon 的 7-11，就應該就包含了主要 7-11 的據點(圖 3.1)。

圖 3.1 雖然資料有全臺灣的資料，不過只將台北市各區的 7-11 店名、 店號及地址資料整理至 Excel 中，之後儲存成 Taipei_i-bon.xlsx 檔 案(圖 3.2)。

36

圖 3.2 使用 Google 文件中的表格(Fusion Table)功能(圖 3.3)，匯入 Excel 檔案進行地理編碼運算。Google Fusion Table 的網址是 http://www.google.com/fusiontables/Home/ 或者由 Google 文件網址 http://docs.google.com/進入使用。

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圖 3.3 選取檔案(圖 3.4)。

圖 3.4 指定第一列是欄位名稱(圖 3.5)

圖 3.5 填寫此表格的詮釋資料，按下[Finish]即匯入完成(圖 3.6)。 38

圖 3.6 資料在 Google Fusion Table 中每頁顯示 100 筆，接著要指定 空間欄位，在[Eidt]中選擇[Modify colums](圖 3.7)。

圖 3.7 指定[地址]欄位的型態是位置資訊(圖 3.8)。 39

圖 3.8 滑鼠移至每筆地址後面，會出現 Google 地球圖示(圖 3.9)。

圖 3.9 按在[Google 地球圖示]後會出現一張小地圖，且標示出 Google 使用該地址的空間位置。此位置若有誤可以調整地址後重 新搜尋，再使用綠色的圖標取代(圖 3.10)。

40

圖 3.10

甚至可以使用街景功能，確認坐標定位的品質(圖 3.11)。

圖 3.11 41

在 Google Fusion Table 中將[Visualize]切換至[Map]檢視， Fusion Table 會將所有的地址轉成坐標(圖 3.12)。

圖 3.12 這動作即使用 Google 的雲端運算，也需要一段時間(圖 3.13)。

圖 3.13 處理完後就可以在地圖上看到處理結果，接下來按[Export KML]。將 KML 檔案儲存至硬碟中(圖 3.14)。 42

圖 3.14 此時的 KML 是沒有坐標資訊，如圖 3.15

圖 3.15 在 Google 地球中開啟匯出的 KML 檔案。此時 Google 地球 還會重新處理地址，故必須等待所有資料顯示完畢後，再使用[將 位置另存為](圖 3.16)，儲存為另一個新 KML 檔案。 43

圖 3.16 此時的 KML 檔就含有坐標資訊(圖 3.17)。

圖 3.17 QGIS 轉存 ESRI Shape 檔案。接下來就可以使用 QGIS 開啟 新產生的 KML 檔案(圖 3.18)。

44

圖 3.18 開啟後如圖 3.19，所有的屬性都放在 Description 中。此時可 以使用店號將原本的表格 join，就可以加入原本的欄位。

圖 3.19 45

接下來就可以將此 KML 檔案另存成 ESRI Shape 檔案(圖 3.20, 3.21)。

圖 3.20

圖 3.21 使用這樣的程序就可以將大量地址或地名的資料數化成向量點 圖徵。之後就可以利用這些資料進行空間運算與研究。 46

補充資料 3.1 Geocoding Geocoding 是一個義大利人寫的程式，透過 Google Map 提供 的 Geocode 功能，可以將全世界不同的語言中的地名、地址轉成 WGS84 坐標；或者坐標找出地名或地址。安裝方式如圖 3.1。若 使用在 QGIS 中找地點或是進行少量的點圖徵的數化是非常好用 的工具。

圖 3.1 安裝好即會在附加元件中看見 GeoCode(圖 3.2)。

圖 3.2 47

第一次開始使用前必須至 Settings 中填入 Google API Key 才 可以使用。請按藍色的[Get a Google API Key]，連至 Google 網站 且登入後，才可以申請 Google API Key。網站網址輸入 localhost 即可，之後將一長串的 Google API Key 貼至 Settings 對話方塊(圖 3.3)。

圖 3.3 每次使用前必須設定專案的坐標系統，請至[專案屬性]中指 定(圖 3.4)。

圖 3.4 48

因為底圖是使用 OpenLayers 的地形圖，所以專案的坐標系統 也設成與底圖的坐標系統一樣(圖 3.5)。

圖 3.5 接下來就可以執行 GeoCode，將地名、地址標在 QGIS 中(圖 3.7)。

圖 3.7

49

因為 Google 地圖有世界大部份國家的圖資，所以可以輸入各 種語言(圖 3.8)。

圖 3.8 GeoCoding 之後的結果可以另存成 ESRI Shape 檔案的式，之 後可以自行擴充運用(圖 3.9)。

圖 3.9 Reverse GeoCode 則是將滑鼠點到的地點找出其地名或地址 資訊，如下圖。同樣地這些結果都可以儲存成 ESRI Shape 檔案(圖 3.10)。 50

圖 3.10

3.2 CSV 純文字檔圖層 雖然此功能的位置不在附加元件中，但是它的確是附加元件 之一。在附加元件管理器中就可以發現此項目(圖 3.11)。還記得 附加功能的演進過程嗎？沒錯！此功能已經穩定且經常使用，所 以納入內建的功能，且移至[圖層]的選單中。

圖 3.11 CSV 英文全稱為 Comma Separated Values，簡稱 CSV。通常 51

要建立以地點為主的地圖會蒐集各種屬性資料及坐標資料。之後 使用的 Excel 將資料作進一步的處理。處理完之後，可以使用 Excel 將資料匯出成 CSV 格式。其格式的例子如下。 id,name,type,x,y,ac 1,台北,城市,121.5598345,25.0910750,3 2,台北火車站,地標,121.5170810,25.0479240,9 3,台北市中正區中山南路 1 號,地址,121.5195030,25.0438940,8 4,中国 山東省臨沂市,市,118.3477070,35.0517120,4 5,New York,City,-74.0059731,40.7143528,4 6,鹿児島県,県,130.5579779,31.5601464,2 7,서울,도시,126.9779692,37.5665350,4 在[圖層]選單中按下[新增 CSV 純文字檔圖層](圖 3.12)。

圖 3.12 在[瀏覽]選取 CSV 檔，之後選擇分欄的符號(delimiters)，若 都沒列出，可以在[一般字元]中自行輸入或用正規化表示式來找 出分欄的模式。若資料名稱不是在第一列(值為 0)，則以在[Start import at row]中指定。最後一個步驟要指定空間的欄位，若是點 坐標則在[X Y fields]中選擇對應的欄位名稱；若是線或多邊形， 該欄位值則需使用 WKT(Well-known text)的格式(圖 3.13)。WKT 52

點、線及面的簡單表示法，如表 3.1。 表 3.1

圖表來源 http://en.wikipedia.org/wiki/Well-known_text

圖 3.13 成功加入後，亦可將其轉存成 ESRI Shape 檔案，以供後續編 輯使用。

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第四章:地圖影像的網路發布 將地圖校正或繪圖成果直接發佈成網頁地圖，可讓一般大般 可以透過瀏覽器觀看且操作地圖。在 QGIS 中可以將向量檔案設 定樣式後案匯出具空間坐標的影像檔案；亦可將影像檔案作空間 幾何校正變成具空間坐標的影像檔案。這兩種方式的檔案都可以 輸出在網頁上供人使用。 本教材使用 Maptiler 軟體，請至 http://www.maptiler.org/ 下 載。這軟體也是開放源碼軟體可免費使用。Maptiler 核心使用非 常多 Open GIS 的軟體及技術。安裝好後，執行畫面如下。 要產生網頁版的地圖，請選第一項。

圖 4.1 接下來要選擇要放在網頁地圖上的影像檔，例如可選擇之前 章節所幾何校正處理過的地圖。 54

圖 4.2 接下來指定該影像的坐標系統，由於之前產生的影像是使用 EPSG:900913，此程式沒有內建，改用自行輸入 EPSG:900913 之 Proj4 的表示法。 +proj=merc +a=6378137 +b=6378137 +lat_ts=0.0 +lon_0=0.0 +x_0=0.0 +y_0=0 +k=1.0 +units=m +nadgrids=@null +wktext +over +no_defs 此資訊可以由 QGIS 中查詢得之，如圖 4.3。 在填上 EPSG:900913 之 Proj4 的表示法，之後可以按一下 [Preview the map reference with this SRS]預覽一下此範圍。正確無 誤後再繼續下一個步驟。

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圖 4.3

圖 4.4 56

Maptiler 會按比例尺產生層級，每個層級中會有許多地圖 方塊(tile)，地圖方塊的檔名即為 Google 地圖、Google 地球與 OpenLayerse 計算且判別空間位置的資訊。 這步驟可以指定要產生的層級的範圍與地圖方塊的影像格 式。層級的範圍由來源影像的解析度而定，若解析度愈高，則層 級可以設高些。但是層級愈高地圖方塊會愈多，所需的空間也愈 大，產生的時間也大大的拉長。

圖 4.5 圖 4.5 指定地圖方塊的位置及地圖網頁產生的位置。若此地 圖要放在公開的網站，可以在此輸入網址。接下來則是決定要產 生何種的網頁地圖，有 Google 網頁地圖、OpenLayers 網頁地圖 及支援 Google 地球的檔案(圖 4.6)。

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圖 4.6

圖 4.7 58

圖 4.8 為輸入網頁地圖的名稱及版權說明，也可以選擇性輸 入 Google Map API key 或 Yahoo Application ID Key。接下來會開 始處理不同解析度層級的地圖方塊，此程序會花費較久的時間。

圖 4.8

圖 4.9 59

完成後會出現產生完成的資料夾路徑，按一下就可以開啟。 產生的資料夾中除了地圖方塊的資料夾之外，還有兩個地圖網頁 檔案及一個此次設定參數的 XML 檔案。兩個地圖網頁都可以使 用網頁編緝器加次客製化修改。

圖 4.10

圖 4.11 Google 網頁地圖如下圖，可以自由調整套疊圖層的透明度及切換 底圖。 60

圖 4.12 OpenLayers 網頁地圖則提供了 Google、Microsoft 及 Yahoo 的 底圖可以使用。透過以上的程序，就可以簡單地在網站上與世界 分享地圖。

圖 4.13

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國立東華大學「人文數位與 GIS 學程」實作教材