110 高普考普通考試 測量製圖 地理資訊系統與製圖學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查透視方位投影：以球面上的點為投影對象，從特定位置發出投影線，與投影面相交而得到平面上的影像。三種方式的區別在於光源位置：

• 中心射投影（Central projection，又稱心射投影、Gnomonic projection）：光源位於球心。
• 平射投影（Stereographic projection）：光源位於與投影面切點相對的球面對跖點。
• 正射投影（Orthographic projection）：光源位於無窮遠處，投影線互相平行。

若投影面切於球面，令球半徑為 $R$，切點為 $T$，球面點 $P$ 與切點相隔中心角 $c$，其投影點為 $P'$。在通過球心、切點及 $P$ 的剖面內，從切點量起的投影面距離記為 $\rho$。

解題方法：先定位光源，再比較投影線與投影面的交點

剖面示意如下。投影面在切點 $T$ 處與球相切；三種投影的差異，可由光源位置以及投影線方向判讀。

 球面點 P
 ●
 .-'|'-.
 .-' | '-.
光源 O ●───球心───┼──────── 投影面
 '-. | .-' T（切點）
 '-.|.-'
 \ 投影線延伸至投影面上的 P'

上圖概示球與切平面的相對位置；三種方式的光源及投影線方向分別為：

中心射：光源在球心 O O ───→ P ───→ P'
平 射：光源在對跖點 A A ───→ P ───→ P'
正 射：光源在無窮遠處 平行光線 ───→ P ───→ P'

1. 中心射投影：光源位於球心

由球心發出的投影線經過球面點 $P$，再延伸至切平面。剖面幾何關係為

當 $c$ 接近 $90^\circ$，即 $P$ 接近球面地平線時，$\tan c$ 趨近無窮大，影像距離也趨近無窮大。因此切平面上只能投影切點所在的半球，且越接近邊緣，位置與比例變形越大。

2. 平射投影：光源位於對跖點

光源位於球面上與切點 $T$ 相對的位置，投影線從該對跖點經過球面點 $P$，與切平面相交。其距離為

核心觀念

比例尺表示圖上距離與實地距離的比值。比例尺越大，代表分母越小，圖上同一段距離對應的實地範圍越小，因此能呈現較多細節；比例尺越小，分母越大，涵蓋範圍越廣，但可呈現的細節較少。

例如，在紙張尺寸相同時，$1:25{,}000$ 地圖的線性涵蓋範圍約為 $1:100{,}000$ 地圖的四分之一，適合呈現較細緻的地物；後者涵蓋範圍較大，須減少細節。比例尺改變時，原有地物若全部照原樣縮小，容易造成線條重疊、符號難辨或資訊過密，因此需要地圖概括化。

解題方法

本題依序處理三件事：先說明比例尺與範圍、細節的關係；再說明概括化的取捨原則與常用操作；最後說明如何用附圖同時呈現不同尺度的資訊。

地圖概括化原則

地圖概括化不是任意刪除資料，而是依地圖用途、讀者、比例尺與製圖範圍，保留重要資訊並調整呈現方式。主要原則如下：

• 符合用途與主題：優先保留與地圖目的相關的地物。例如交通圖著重道路及交通節點，地形圖則須保留地貌與高程資訊。
• 配合比例尺與圖面容量：比例尺縮小時，減少過密或次要的地物，避免符號互相遮蔽，維持圖面可讀性。
• 維持重要地物與空間關係：保留重要道路、河流、聚落及地形特徵，並維持其相對位置、連通性與拓樸關係，避免概括後產生錯誤印象。
• 保持位置與形狀特徵：在符合圖面清晰度的前提下，保留地物的主要形狀、方向與相對位置；不得為了清楚而使空間關係失真。

核心觀念

詮釋資料（metadata）是「描述資料的資料」，用來說明一筆地理資料的身分、範圍、內容、品質、建立方式及使用條件。它通常不取代地理資料本身，而是讓使用者能先判斷資料是否存在、是否符合需求，以及如何取得與正確使用。

本題重點在於串起兩個功能：以詮釋資料協助搜尋與篩選地理資料，再以詮釋資料協助理解與評估資料內容。詮釋資料的欄位可依國家或組織採用的標準而異，常見架構包括 ISO 19115 系列及各國地理資訊詮釋資料標準。

詮釋資料的主要內容

1. 識別資訊：資料集名稱、摘要、主題關鍵字、資料識別碼、負責機關或製作者。
2. 空間範圍：地理涵蓋範圍、行政區域、界線範圍或地理包圍盒（bounding box）。
3. 時間資訊：資料製作日期、更新日期、資料所代表的時間範圍及更新頻率。
4. 參考系統與表示方式：座標參考系統、投影方式、比例尺或解析度、向量或網格等資料型態。
5. 資料品質：位置精度、屬性正確性、完整性、一致性、資料來源及品質檢核方法。
6. 內容與結構：圖層、要素類別、屬性欄位、代碼意義及資料間的關係。
7. 取得與使用資訊：資料格式、下載或服務方式、存取限制、授權條件、費用及聯絡窗口。

解題方法

作答時可依「找得到、判斷合不合用、看得懂、取得並正確使用」的順序說明：

一、以詮釋資料發展搜尋機制

搜尋系統先將各資料集的詮釋資料建檔，建立可檢索的目錄或地理資料入口網站。使用者可透過以下條件查詢：

核心觀念

應用程式介面（Application Programming Interface, API）是系統提供給其他程式使用的一組介接規則，規定可呼叫的功能、必須提供的資料，以及回傳結果的格式。使用者不必直接進入資料提供機關的資料庫，而是由自己的應用程式透過 API 向對方系統提出資料需求。

其基本運作為「提出請求—處理請求—回傳結果」，通常採用用戶端／伺服器架構：

• 用戶端：使用者操作的程式或系統，例如 GIS 軟體、網頁地圖或行動應用程式。
• 伺服器端：資料提供機關維運的系統，負責接收請求、查詢資料、檢查權限並回傳結果。
• API 介面：雙方約定的呼叫方式與資料規格，例如服務端點（endpoint）、參數、認證方式及回傳格式。

解題方法

本題詢問的是跨機關透過 API 取得資料的運作模式，作答時依照資料流向，說明「用戶端如何提出需求、機關如何處理、資料如何回傳」，並補充必要的介接規格與管理機制。

典型流程如下：

1. 確認介接規格：資料提供機關公布 API 端點、可查詢的資料項目、參數格式、回傳格式及使用限制。