115 高普考普通考試 測量製圖 空間資訊概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查衛星定位的誤差來源，以及觀測環境如何影響定位精度。全球導航衛星系統（GNSS）透過接收多顆衛星訊號，利用訊號傳播時間換算距離，再以多邊定位求得接收器位置。定位品質除了受接收器與衛星時鐘、軌道及大氣延遲影響，也會受到周遭建物遮蔽與反射影響。

解題方法

比較都會區與郊區的衛星訊號環境，說明高樓如何增加觀測誤差：

1. 衛星遮蔽、可用衛星減少：高樓擋住部分天空，使接收器能觀測到的衛星數量減少，且衛星分布方向較集中。可用衛星幾何分布變差，幾何精度因子（DOP）上升，觀測誤差對座標解的影響因而放大。
2. 多路徑效應：衛星訊號遇到建築物外牆、玻璃或地面反射後，可能沿較長路徑才到達接收器。接收器若將反射訊號當成直達訊號使用，便會估計出錯誤的傳播時間與距離，造成偽距觀測誤差及定位偏差。

核心觀念

地理資訊系統（GIS）常以向量資料表示具有明確位置與邊界的空間物件，基本幾何形式包括點、線、面：

• 點：表示位置，沒有長度與面積，例如測量控制點、路燈。
• 線：表示具有長度、但不具面積的延伸物件，例如道路、河川。
• 面：表示具有範圍與面積的區域，例如地籍宗地、湖泊。

解題方法

核心觀念

環域分析（Buffer Analysis）是地理資訊系統常見的鄰近分析，用來找出距離某一空間對象指定範圍內的區域。它依據設定的距離，在點、線或面周圍建立一定寬度的環域。

若以空間對象 $S$ 為中心，環域距離為 $d$，其範圍可表示為：

也就是所有到對象 $S$ 的最短距離不大於 $d$ 的位置。點的環域通常呈圓形；線的環域沿線兩側延伸；面的環域則向外擴張指定距離。不同環域重疊時，可依分析目的合併，或保留各對象的個別環域。

解題方法

作答時掌握「選定對象、指定距離、建立範圍、查詢範圍內要素」這個流程：

1. 選定要分析的空間對象，例如道路、河川、學校或污染源。
2. 設定環域距離；若有不同需求，也可建立多個距離級距。
3. 以各對象的幾何位置向外建立環域，形成新的面圖層。
4. 將環域與其他圖層進行疊合或空間查詢，找出落在範圍內的地物或人口等資料。

核心觀念

本題考查利用多時相遙測影像辨識火災燒痕，再配合災前森林分布資料估算受火災影響的森林面積。核心是比較同一地區災前與災後的植生光譜反應，將火災造成的變化從未燃燒地區中區分出來。

常用指標為正規化燃燒比值（Normalized Burn Ratio, NBR）：

其中 $NIR$ 為近紅外波段反射率，$SWIR$ 為短波紅外波段反射率。健康植生通常近紅外反射較高；火災造成植生受損、含水量下降時，NBR 通常降低。

分別計算災前與災後 NBR，再計算差異正規化燃燒比值（dNBR）：

dNBR 明顯為正，表示該處災後 NBR 降低，可能是火災造成的燒痕。實際判釋仍須依影像、地表狀況與研究區設定門檻；dNBR 也常用於表示燃燒嚴重度。

解題方法

1. 整理並前處理影像 選取火災前與火災後、季節相近且雲霧遮蔽較少的航照與衛星影像。完成幾何校正、正射校正、輻射與大氣校正，並將災前、災後影像配準至相同座標系統及像元網格。航照若沒有 NIR、SWIR 波段，可用來辨識與編繪火燒痕邊界；NBR 則以具相應波段的衛星影像計算。

2. 利用 DEM 處理地形影響 以 DEM 進行正射校正及地形校正，降低山區地形起伏造成的位置偏移與照度差異。影像未正確配準時，災前、災後的同一像元會代表不同地物，差異分析便容易產生假燒痕。

3. 計算 NBR 與 dNBR 以校正後的近紅外、短波紅外反射率，分別計算災前及災後 NBR，再依公式計算 dNBR。透過 dNBR 影像及航照判釋火燒痕，並參考災前影像區分原有森林與非森林。