Skyline於集水区野外调查前置作业应用探讨

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1、2010年亞洲地理資訊系統國際研討會暨台灣地理資訊學會年會、兩岸四地GIS與應用遙感研討會【主題類別】：3D動態及視覺化處理技術Skyline於集水區野外調查前置作業應用探討蕭震洋中興工程顧問社研究員摘要近年來台灣天然災害頻傳，致使野外調查及治理工程業務暴增，如可在實際執行前，於室內進行預擬調查及比對工作將可減少工作時間並有效提高工作效率。本文旨在探討近年實際應用Skyline公司發展TerraExplorerPro之視域分析功能評估地面光達施測點位、模擬飛行功能比對治理工程前後以及建置土石流潛勢溪流之三維GIS環境等工作成果。應用三維GIS預擬野外現勘之各重點位置環境與地形貌，有效達

2、成事前討論及評估之目的，也確實大幅節省野外調查搜尋時間。關鍵詞：Skyline、三維GIS、視域分析、模擬飛行發表人：蕭震洋是否具學生身份：□是▓否聯絡人：蕭震洋電話：886–2–27580568EXT：244傳真：886–2–27290273E-mail：darryl@sinotech.org.tw地址：BasementNo.7Lane26,Yat-SenRoad,Taipei,11071Taiwan(R.O.C)一、前言建構三維GIS環境模擬，為工程及研究領域迫切的應用需求，不但可於室內預擬野外現勘及互動式展示，如模擬三維環境導覽、預擬野外調查及應用於室內教育訓練；也可加入工程構造

3、物模型，並應用於工程建置前後之環境比對等，而挖填方分析及沖淤模擬環境之預期應用，本團隊也開發出基本成果並持續改良。本文以Skyline建構三維基礎環境，其建置基礎資料有數值地形、高解析度航照、及其他相關GIS參考資料圖層。三維資料的基礎為數值地形(DEM,Digitalelevationmodel)，數值地形在各相關領域中的應用已經相當廣泛，尤其在地形因子上的萃取，對於快速且宏觀的決策來說極為重要，而高解析度航空照片，更於近來大量應用於工程規畫與地形環境變化研究上。近年來遙測技術的改良與進步，導致數值地形與航空照片的精度、解析度更佳、應用更廣，但相對以往，所使用的軟體與電腦硬體的效能要

4、求都更為苛刻，Skyline為國內外公認的三維GIS軟體中的權威產品，它的地形建構工具－TerraBuilder除提供大量的數據資料處理，且對電腦硬體資源要求低，更提供數據資料的高壓縮能力與網路串流傳輸功能，對於於網路平台上建立三維資料庫的基礎上變成可行；而它的數字世界建構工具－TerraExplorerPro更可輕易建構三維GIS環境模擬，且支援動態載入用戶的數值地形、遙測影像及其他相關GIS參考圖層，可即時更新三維環境，進而達成即時3D測量與地形分析等，而其在操作上更為平易近人，且相對其他同質軟體要求較低。本文所挑選區域之一為石門水庫集水區，其使用艾利後之彩色航空照片、5米解析度數

5、值地形及近期土地利用圖(水保局，2009)，總資料量為超過1TB的巨大資料庫，應用於建構三維GIS環境模擬是相當困難，但利用Skyline可達成快速建構，且其三維環境模擬成果可於個人電腦上執行，預擬野外現勘各重點位置之三維環境與形貌，並達成人機互動，進行互動式討論，還可進行量化之視域分析、前後期地形差異比較等功能，並將模擬飛行輸出為動畫影片，豐富成果展示。二、三維GIS熱門軟體簡介三維GIS區分為面模型(SurfaceModel)與體模型(VolumeModel)，面模型為以各層面堆疊結構表示，如地質岩性之各層面等，但空間分析上會因各層面不連續而不易執行；體模型為整個三維空間體的表示，

6、在空間分析與操作上相當容易，但因記錄資料大，故執行上的運算效率較差。且三維GIS支援絕大部分的遙測影像與二維GIS的向量檔案，所以在二維到三維GIS資料轉換上有直接的保障與便利性。發展初期，GIS為非常昂貴的設備，只有政府機關與研究單位才有能力購置。但經歷四十幾年的發展，GIS的功能日趨強大，價格也逐漸向下調整，甚至免費(如GoogleEarth)，以至目前深入到人類社會的各個層面，且讓普遍大眾享受到GIS帶來的便利。NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)為最早建構地球模型的政府單位之一，其三維GIS軟體－WorldWind即為以

7、體模型為基礎發展(圖1)，接著，許多對三維GIS有巨大遠景期待的商業公司，投入巨額資金與眾多人力研發，最早進入且具備成功案例的有KeyHole和Skyline兩家廠商(周天穎等人，2006)。後續Google於2004年底收購KeyHole，並將其產品升級改良後，於2005年盛大推出目前當紅熱門的GoogleEarth；Skyline是一家起源於以色列的美國高科技公司，其推出的3維GIS產品在歐美等地有相當廣泛的應用；也有因二維GIS進入領域較