114 原住民特考四等 測量製圖類科 空間資訊概要 考古題詳解

核心觀念

本題比較的是兩種不同層次的坐標系統：UTM 是全球通用的平面投影坐標系統；TWD97 是臺灣的大地基準。嚴格來說，兩者不能直接視為同類概念：TWD97 可搭配不同的地圖投影使用，而臺灣常見的「TWD97 坐標」通常是指以 TWD97 為大地基準、採橫麥卡托投影所表示的平面坐標。

解題方法

作答時可由「適用範圍、分帶方式、基準與投影參數、坐標表示」四方面比較，並指出兩者的關係：UTM 規定了全球分帶及投影方式，TWD97 則規定臺灣採用的大地基準；臺灣可使用 TWD97 基準下的橫麥卡托投影坐標。

顯著差異

核心觀念

本題考測量高程的三個基準面及其關係：大地水準面是重力場中的基準面；正高是沿鉛垂線從大地水準面量至地面點的距離；幾何高（橢球高）則是沿橢球法線從參考橢球面量至地面點的距離。

定義與解題方法

大地水準面（Geoid） 大地水準面是地球重力位相同的等位面，通常以平均海水面延伸至大陸下方的面作為概念基準。靜止水面與鉛垂線正交，因此鉛垂線處處垂直於大地水準面。大地水準面形狀不規則，不能直接用簡單幾何公式表示。

正高（Orthometric Height，$H$） 正高是地面點沿鉛垂線至大地水準面的距離。以大地水準面為高程基準，水準測量所得的高程通常屬於此類。其方向依循重力場的鉛垂線。

幾何高／橢球高（Geometric Height／Ellipsoidal Height，$h$） 幾何高是地面點沿參考橢球法線至參考橢球面的距離。它是 GNSS 定位直接得到的高程型態，基準面為數學定義的參考橢球面。

兩種高程以大地水準面相對於參考橢球面的起伏量 $N$ 相連。若 $N$ 定義為大地水準面在橢球面上方的距離，則：

因此：

幾何關係可示意如下：

核心觀念

Polyline（折線）由依序排列的頂點構成。除了記錄線的位置與形狀，頂點的排列順序也表達線的方向：由起點沿頂點順序前進至終點。即使兩條折線的幾何形狀相同，若頂點順序相反，方向性也不同。

方向性常用於描述線狀地物的通行或流動方向，例如道路的單行方向、河流的流向，以及管線中的輸送方向。GIS 可將方向資訊儲存在折線的起點與終點、頂點順序，或相關屬性欄位中，再用箭頭符號呈現。

解題方法

本題要求提出至少一種「Polyline 資料的方向性應用實例」。作答時，說明方向如何由折線表達，再以一種實際地物說明其用途即可。

以單行道為例，假設道路折線的頂點依序為 $A \rightarrow B \rightarrow C$，即表示道路通行方向由 $A$ 經 $B$ 前往 $C$。GIS 可依頂點順序繪製箭頭，並將該方向用於路網分析，例如判斷車輛能否沿指定路段通行及計算符合單行限制的路徑。

核心觀念

無人機拍攝的原始影像是透視影像，影像中的地物位置會受相機姿態、地形起伏與拍攝角度影響，不能直接當成具有正確平面位置的地圖資料使用。要和電子地圖等空間資料套疊分析，須先將影像幾何定位、改正並轉換至共同的坐標參考系統，產製具坐標的正射影像。

主要成果包括：

• 正射影像（DOM）：經幾何改正、可依坐標定位的影像，可供套疊、判釋與地物量測。
• 數值表面模型（DSM）：描述地表及地物頂部高度的高程資料，常用於正射糾正。
• 視需求產製數值地形模型（DTM）、三維點雲或三維模型。

解題方法：依攝影測量流程說明

1. 影像整理與相機參數處理 檢查拍攝影像品質，整理照片及其拍攝位置、姿態等資料；取得或率定相機內方位參數，例如焦距、主點位置與鏡頭畸變參數。這些參數用來描述光線由地面投影至影像的幾何關係。

2. 建立影像間的連結 在重疊影像中辨識相同地物，量測其影像坐標，形成同名點或連結點。利用同名點可判定各張影像之間的相對位置與姿態；影像間需有足夠重疊，才能穩定連結並重建地物形貌。

3. 布設並量測地面控制點 選取在影像中清楚可辨、位置穩定的地面點，測定其地面坐標與高程，作為地面控制點（GCP）。控制點應分布於測區各處，並包含邊緣及不同地形位置，以約束整個測區的坐標與尺度。另可設置未參與平差的檢核點，用來獨立檢查成果精度。若採用具定位能力的機載設備輔助定位，仍須確認其坐標基準及精度是否符合用途。