110 高普考高考三級 測量製圖 地理資訊系統及地圖學 考古題詳解

核心觀念

地圖投影將地球曲面轉換為平面，無法避免長度、面積、角度或形狀等變形。尺度比（scale factor，記為 $k$）是投影後某一位置的微小距離與地球曲面上相應微小距離之比：

• $k=1$：該方向局部無長度變形。
• $k>1$：投影距離放大。
• $k<1$：投影距離縮小。

尺度比是局部且隨位置變化的量。一般投影中，不同方向的尺度比也可能不同；麥卡托與橫麥卡托投影屬等角投影，因此同一位置各方向的局部尺度比相同，但其數值仍會隨位置改變。評估地圖適用區域時，應查看目標區域內尺度比偏離 $1$ 的程度及變化範圍。

解題方法

解題關鍵是先找出投影中尺度比等於或接近 $1$ 的位置，再觀察離開該位置後尺度比如何變化。尺度比越接近 $1$，長度保真程度越高；若超出可接受的變形範圍，便不宜用該投影製作高精度量距或大範圍測量地圖。

麥卡托投影

球面麥卡托投影的局部尺度比為：

其中 $\varphi$ 為緯度。

赤道上 $\varphi=0^\circ$，故 $k=1$；緯度絕對值增加時，$\cos\varphi$ 變小，$k$ 隨之增大，長度放大也更明顯。例如在緯度 $60^\circ$，$k=2$，局部長度約放大為地面長度的兩倍。

因此，麥卡托投影適合赤道附近或低緯度、且主要關注方向與角度的區域；高緯度地區尺度比很大，面積與距離變形顯著，不適合用來比較面積或進行精確量距。

核心觀念

本題考查三件事：通用版電子地圖如何以主題圖層組織資料、線上地圖如何依縮放尺度切換內容，以及如何把分層資料編成清楚易讀的地圖。

圖層是依地理主題或地物種類分組的空間資料集合。每一圖層通常有幾何資料、屬性資料與座標參照資訊；依幾何型態可分為點、線、面及網格資料。採用圖層架構後，可分別管理、更新、設定符號，並依用途套疊或隱藏圖層。

題目所稱「通用版電子地圖」，後續自民國 105 年起更名為「臺灣通用電子地圖」。其核心設計是將常用的國土基礎資料依主題分層，製成可套疊、可供線上瀏覽及加值應用的底圖。

主題圖層分類

臺灣通用電子地圖主要分為 10 大類；前 9 類為向量資料，正射影像則為網格資料。作答時可先列出大類，再用代表性圖層或圖徵說明：

各大類可再細分為個別圖層。例如道路主題中，可將道路中心線、道路面、橋梁或隧道等分開管理；這樣能分別控制不同地物的繪圖方式，也利於資料更新與圖面編輯。

多尺度線上地圖服務架構

線上地圖的「多尺度」，是指地圖服務會依使用者目前的縮放層級，調整顯示範圍內的資料細節與圖面內容。縮放比例愈大，畫面涵蓋範圍愈小，適合顯示街道、建物與門牌等細節；縮放比例愈小，畫面涵蓋範圍愈大，應優先呈現主要道路、鐵路、水系及較大層級的行政界等概略資訊。

服務架構可分為以下環節：

1. 資料與主題圖層：以道路、鐵路、水系、行政界、建物等分類保存向量資料，並備有正射影像等網格資料。
2. 比例尺層級與顯示規則：設定各圖層在哪些縮放層級顯示，以及符號、文字與註記的尺寸、密度和篩選規則。細節不必在所有比例尺一律呈現。
3. 尺度化地圖內容：依尺度選取或概化資料。例如小比例尺顯示主要道路與較高層級界線；放大後再逐步顯示次要道路、建物輪廓、區塊及門牌。

核心觀念

本題考查口罩地圖如何整合開放資料、地圖服務、地理資訊系統（GIS）、適地性服務（LBS）與行動通訊，以及政府、藥局、平台開發者和民眾等參與者如何協作，將口罩庫存資訊轉化為可即時查詢的地圖服務。

口罩地圖不是單一政府網站，而是由資料提供、資料交換、空間分析、地圖呈現及使用者回饋串成的服務流程。理解各環節的資料如何流動，便能完整說明其運作模式。

解題方法

依「資料來源 → 資料標準化與開放 → GIS 空間整合 → LBS 查詢 → 行動通訊呈現與回饋」的順序作答，再逐一說明參與者的角色。這種寫法能同時交代技術如何運作，以及各方如何分工。

運作模式

1. 藥局回報口罩庫存 配合當時的口罩實名制與配售制度，藥局透過健保相關資訊系統回報口罩庫存或銷售資訊。資料內容包括藥局名稱、地址、座標或可定位的地址，以及各類口罩的剩餘數量與更新時間。庫存資料會隨販售持續變動，因此更新頻率及資料時間戳記是判讀資訊的重要依據。

2. 政府彙整並開放資料 政府相關機關透過資料服務介面提供藥局據點與庫存資訊，供外部系統讀取。開放資料降低各平台取得資料的門檻，使不同開發者能使用共同資料來源，製作各自的地圖或查詢服務。資料能否正確使用，取決於欄位定義、更新時間及格式是否清楚一致。

3. GIS 整合與空間查詢 GIS 將藥局位置及庫存屬性整合在地理資料中，並將地址轉換或對應為地圖座標，再與道路、行政區等底圖資料套疊。系統可依使用者所在位置，搜尋附近藥局、計算距離或篩選仍有庫存的據點。地圖上的點位呈現空間位置，符號、顏色或文字則呈現口罩種類與庫存狀態。

4. LBS 與行動通訊服務 使用者透過手機、平板或電腦連線至口罩地圖服務。裝置可在使用者同意的情況下，利用 GPS、基地台或 Wi-Fi 定位取得目前位置；系統依位置與查詢條件回傳鄰近藥局及庫存資訊。行動網路負責傳送查詢與地圖資料，使用者也可改以輸入地址或選擇地區查詢。

5. 地圖呈現與資訊回饋 前端平台將資料呈現在互動式地圖上，使用者可查看藥局位置、庫存數量、更新時間及相關說明。

核心觀念

Level of Detail（LoD，細緻度層級）是以不同抽象程度描述同一地理物件的多尺度方式。CityGML 2.0 將 LoD 設計為一組由粗至細的層級，讓三維城市模型能依資料用途與需求，選用適當的幾何、語意及空間關係表達。

LoD 不只是模型表面畫得多精細，也不等同於地圖比例尺。它同時涉及：

• 幾何細緻度：物件的形狀、尺寸、表面與構件描繪程度。
• 語意細緻度：物件及其組成部分能否分類與辨識，例如建築物外殼是否區分屋頂、牆面及門窗。
• 拓樸與空間結構：物件或其部分之間的連接、包含及鄰接關係。
• 位置與形狀精度：模型與實際地物相符的程度。

解題方法

作答時先交代 LoD 並非單一的幾何精細程度，而是幾何、語意與空間結構的綜合描述；接著分成「設計考量」與「主要策略」兩部分。最後以 CityGML 2.0 的 LoD 0 至 LoD 4 說明由粗至細的層級安排，並補充多層級表示與物件概化關係。

LoD 設計時可考量的因素

1. 應用目的與使用需求 不同任務需要不同程度的資料，例如城市概覽、規劃分析、建築外觀展示或室內空間分析。細節應足以支援所需用途，避免不必要的資料量與建模成本。

2. 幾何表達程度 可考量是否以地面投影、簡化體塊或較完整的三維表面描述物件，以及屋頂形狀、構件與開口等細節是否需要呈現。

3. 語意分類程度 可考量物件是否僅視為一個整體，或進一步區分其組成部分與主題類別。幾何外觀相近的模型，也可能因語意分類不同而具有不同資訊價值。

4. 拓樸與內外部結構 可考量資料是否需要表達物件間的連接、包含等關係，以及是否須描述建築物內部的樓層、房間或家具等資訊。

5. 資料取得能力與精度 層級設計須配合資料來源、測繪方法及可達成的位置與形狀精度。若資料無法可靠支援細部構件，就不宜僅為追求外觀精細而提高層級。