地资融合提供土地决策支援之应用

2005年台灣地理資訊學會年會暨學術研討會論文集地理資料融合提供土地決策支援之應用GeographyDataFusionforDecisionSupportinginLandAdministration蔡建彰1曾清凉2林宗賢3Chien-ChangTsai1Ching-LiangTseng2Chung-HsienLin3摘要因為地域不同，法規亦相異，以臺灣而言，現存有許多與地政相關的管理資訊系統(MIS)，都與地政法規關連甚深。而利用套裝GIS軟體在地政各領域實作相關GIS軟體也以行之多年。本文希望利用GIS技術提出一基於地政用途，架構於Web上之客製化地理資訊系統，能符合法規、具有彈性、統合地政主管業務，以地籍圖為基礎，導入GIS技術，將各單位業務需求相近、運用相同的部分萃取製成基礎模組，建立一共通作業平台，提供地籍圖、地形圖、航照影像等資源；與現行MIS資料庫串連，提供交互查詢、套疊分析、環域分析等決策支援所需。業務流程相異的部分，如地價、土地徵收、測量等，於基礎模組上擴充模組或功能，以減少軟體重複製作，節省開發成本並確保資料使用時的一致性。對於需要地籍圖為主的相關查詢分析功能之相關單位，如環保、衛生、都市計劃、工務等單位規劃提供權責範圍內的服務及圖資交換機制，如支援OGCWFS/WMS等，以逹到資源共享目的。關鍵字：資料融合、共通作業平台、環域分析AbstractIntoday’Taiwan,therearemanydifferentmanagementinformationsystems(MIS)forlandadministration.Thissituationcomesfromthedifferencebetweenareasandlaws.It’salsousuallytouseexistGISpackagesforimplementingrelatedGISsoftwareinthisdomain.Wewanttoconductaflexibleandcustomizedweb-basedGISforlandadministration,whichwillanswerthelawandlandadministrationactivities.BaseontheGIStechniqueandcadastralmaps,wegeneralizeanddesignaserialofbasicmodulestobuildacommonserviceplatformforthesameactivities.Thisplatformcanprovideseveralresourceslikecadastralmaps,topographicchartsandaerialimages.ItwillalsointegratedwithexistMISdatabasesandsupportthefunctionsforcrossanalysis,overlayanalysisandbufferanalysis.Asforthedifferentactivities,likelandandlandsurveying,1台南縣政府地政局技士/國立成功大學地球科學系研究生2國立成功大學地球科學系教授3藏識科技有限公司工程師12005年台灣地理資訊學會年會暨學術研討會論文集weexpandthebasicmodulesandcustomizethemfordifferentworkflows.ItcanensurethedataconsistenceandreducethecostofsoftwaredevelopmentOurGIScanalsocontributeothergovernmentdepartmentslikeenvironmentprotection,healthandurbanplanning.Withtheauthorization,theycouldsearchandanalyzethecadastralmaps,orusethedataexchangemechanismforOGCWFS/WMS.Thesefeaturesmakesuretheresourcesharingcometrue.Keyword:DataFusion,CommonServicePlatform,BufferAnalysis一、前言在「有土斯有財」的傳統觀念下，民眾對土地資訊的需求與日俱增，而土地資訊因涉及民眾的利益需妥善處理，在配合法規運作的原則下，國內先後發展，有以商用GIS軟體為基礎開發、GIS技術及元件發展客製化系統、中央依整體行政面代各地方政府統合發展系統、地方政府依業務需求自行發展系統等與土地相關業務的管理資訊系統及地理資訊系統。內政部自民國六十七年成立地政資料電子處理小組起，便積極推動地政作業的電子化，先後歷經改版目前的「土地登記複丈地價地用電腦作業系統」已經為土地資料的資訊化定下了良好的基礎(周文樹，2001)。開發中的WEB版採用J2EE多層式架構，分散用戶端應用程式，並減輕資料庫伺服端負載，以提高系統管理維護及安全性機能(張鵬修，2005)，利用已成熟的WEB及網路技術，建立3-tier的網路系統架構，第一層為WEB化之前端作業程式，第二層為系統伺服器及網頁伺服器，第三層為資料源，將資料集中控管於後端，在此模式下，整合異質資料庫並保留系統後續之擴充性及發展性是目前發展的趨勢。在資料整合的關念下，OGCWFS/WMS被提出，且各大GIS廠商亦開始逐步支援其協定，在這些日新月異的技術衝擊下，如何構思更有效率、更多面性的系統服務，將地籍圖、正射影像、地形圖等圖幅融合成無縫的空間資料，以符合政府及民眾對土地資訊的需求，強化決策支援之應用即將是一個值得深思及探討的問題。二、圖、資現況2.1數值地籍圖及圖解地籍圖地籍圖為整個土地決策支援應用的基本圖形，數值地籍圖經由重測而得，精度較高。圖解地籍圖則是由數化而得，因有坐標系統、紙張摺痕、污損、圖紙伸縮、變形等因素，故精度較低。數值地籍圖以土地界址及界址坐標配合記錄地籍圖圖形，早期坐標皆為TWD67二度分帶坐標，近年配合GPS技術施測，坐標為TWD97二度分帶坐標。22005年台灣地理資訊學會年會暨學術研討會論文集圖解地籍圖以界址坐標配合經界線資料以位相關係方式記錄地籍圖，坐標系統因沿革之故較為複雜，有日據時期的舊地籍坐標、二度分帶、三度分帶、六度分帶。圖解地籍圖數值化之成果應轉換為二度分帶坐標，且地籍坐標與二度分帶坐標之轉換結果已可滿足GIS精度需求(曾德福等，1999)。日據時期1951~19611971~1989(圖解法)數值法地籍圖精度圖地不符、摺皺破損20~50cm10~50cm2~6cm坐標系統地籍坐標(台中原點)地籍坐標(台中原點)TM67(虎子山原點)TM67/TW/97(虎子山原點)圖幅尺寸75x90cm約75x90cm30x40cm30x40cm儲存方式簿棉紙200/150/500磅圖紙夾鋁片圖紙磁性媒體地籍圖演分進類表1台灣地籍圖存在狀況修改自(江渾欽，1999)2.2管理資訊系統(MIS)管理資訊系統多以關連式資料庫為之，依業務流程需求設計各別資料表，建立資料表之關連，佐以正規化設計。前端程式依作業項目設計SQL查詢語言，存取資料表內資料，依此關係所構成的系統，諸如內政部所開發的土地登記複丈地價地用電腦作業系統之登記、地價、地用等子系統、區段地價估價作業、土地徵收作業系統等皆屬之，在於地理資訊的整合上，有些資料表之記錄可以主索引對應地理資訊系統圖層內的圖素，如土地登記複丈地價地用電腦作業系統登記之子系統的土地標示資料表之記錄為一筆宗地，以段號地號為主索引可對應於地理資訊系統地籍圖之某一宗地圖素(圖素型別可能為多邊形)，而有些資料表非為記錄空間資訊，不直接對應於地理資訊系統之圖素，僅為引申查詢資料使用，如土地標示資料表之段號地號可引申查詢該宗地之所有權人資料，而所有權人記錄於土地所有權資料表，與土地標示資料的關係為一對多。諸如此類資訊，在地理資訊系統與管理資訊系統的結合上，必需予以處理，方能正確使用資料。2.3地理資訊系統(GIS)地理資訊系統一般為規劃使用者所需使用之圖資型類，及該類型圖資所需之屬性，以此資料為底，設計顯圖、定位、幾何計算、資料分析、統計之功能以符合業務所需。其實作方式或以商用地理資訊系統套裝軟體佐以該系統提供之script語言設計而得，或以地理資訊技術或元件，為特定目標需求發展客製化系統。如台灣e網通地政電傳系統、多目標地籍圖系統等皆屬之。三、資料之融合32005年台灣地理資訊學會年會暨學術研討會論文集就空間資料及屬性資料電子化之保存與管理現況，擬定一土地決策支援系統所應規劃之能力與方向，分就下列幾點說明：3.1WEB作業環境WEB環境的特性(圖一)，透過WEB介面，使用者可使用瀏覽器直接和網頁伺服器溝通，而網頁上所需呈現的圖形介面或互動式介面，以目前的WebGIS技術而言，可使用ActiveX或JavaApplet方式呈現。使用WEB環境最大的好處，在於使用者僅需有電腦上有瀏覽器即可執行系統，進行作業，程式異動或版本更新時，也會於使用者上線時自動變更，資訊管理人員無需至每一欲作業的電腦上安裝軟體，僅需維護伺服器端即可，這對政府機關而言，可減輕相當多的維護成本及提高資料之安全性。圖一WEB環境資料融合網路架構圖3.2讀取地籍圖的考量目前數值地籍圖及圖解數化地籍圖均為關連式的資料庫，不具空間索引功能，若欲將其用於顯圖或做其他GIS分析時，需轉化為交換檔提供使用，由於地籍圖資更新頻頻，故此作業有下列兩種作法，一是於每次索求圖資時即時處理，以確保取得的圖資為最新最正確之圖資，一是採定時將資料轉出存為圖檔的方式。由於轉換關連式資料表成為具空間資訊可處理的圖形需多道程序，圖解地籍圖部分更含有位相關係之處理，若遇宗地較多之地段，頗為費時，故多採用後者，唯定時轉換之間隔時間宜以每天較佳，以防圖資過舊。3.3背景式處理的坐標系統轉換因為不同圖集建置時之坐標系統不同，為使後續分析作業能順利進行，將圖集載入至前端作業程式時，必需將坐標系統先調整為一致，以符合真實之地理關係，且一般使用者並不具有測繪知識及技能，只考慮操作之方便性，故較佳之做法應將坐標系統轉換之問題以背景的方式由系統處理。呈現於使用者前之圖資，均可視為同一系統，以達到圖資應用的需求。而如何建立坐標轉換參數以利套圖處理系統進行，目前圖解數化系統已將舊地籍坐標轉成TWD67二度分帶坐標，其他的地理圖資均提供有TWD67或TWD97之坐標系統，而TWD67與TWD97間的轉換，可透過作業區域之三等點以六參數42005年台灣地理資訊學會年會暨學術研討會論文集轉換為同一坐標系統(圖二、圖三)。圖二TWD67(藍色)坐標系統顯示圖圖三TWD97(黃色)坐標系統顯示圖3.4客製化系統結合地理資訊系統的分析能力以商用地理資訊系統而言，系統對資料是無法識別的，系統所知的，僅是圖素及屬性，因此在實際運用面上，使用者必需透過GIS提供的script語言與系統溝通，方能賦予資料意義。例如一個由聚合線圖元構成之圖層，具有路名及路寬屬性，我們可以稱之為道路圖，一個道路圖可能具有路口定位之能力，而此能力則必需由script來撰寫。若不經過script，也許可以藉由數道程序來達成目的，如上述的例子，可以先以兩條道路的路名屬性搜尋圖元，再由人工找到搜尋所得圖元之聚合線交點即可。但是這樣的用法顯然缺乏效率，而事實上，路口定位的script內容，也就是協助使用者執行上述程序。而客製化系統則是不直接以GIS軟體為之，而改以GIS技術或元件為核心，配合企業邏輯撰寫外圍程式完成之系統，因此，客製化系統是直接認識資料本身的意涵，仍以路口定位的例子做說明，在客製化系統的企業邏輯中，必然會有道路圖的屬性(聚合線、路名、路寬)及行為(定位)，而這些功能完成於系統內部，而非程式外的script。如內政部所開發的土地登記複丈地價地用電