應用 GE 整合 3S 資訊之視覺化研究－以海岸林營造為例

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經濟部水利署水利規劃試驗所WATER RESOURCES PLANNING INSTITUTE

國立中興大學水土保持學系

碩士在職專班一年級學號： 59742106

授課老師：林昭遠教授

報告人 :黃文政

大綱

一、前言二、材料與方法三、結果與討論 四、結論與未來研究方向

• 海岸林營造的重要性：

• 1. 行政院 96 年頒佈『永續海岸整體發展方案』

• 2. 防風、定砂、保護作物及減少港埠設施之 危害

• 3. 造林樹種面臨老化及衰退等問題 • 4. 海岸線的退化與天然災害產生

一、前言

一、前言3D 海岸景觀模擬的重要性：

1. 透過模擬的平台更能掌握海岸環境 2. 應用 3S 忠實的呈現海岸生態環境 3. 規劃者暸解其假設情境之三度空間模擬

一、前言為何選用 Google Earth ( 以下簡稱 GE) ？

1. 具高度通用性及共享性之地理資訊系統 2. 高解析度衛星影像（ Quick Bird-0.61M ） 3. 利用 IE 即時將擬真景象傳至客戶端 4. 採用文件格式為一國際標準（ KML ） 5. 提供免費 SketchUp(3D 建模工具 )

一、前言二、材料與方法三、結果與討論 四、結論

二、材料與方法模擬樣區 :

– 西部海岸桃園觀音海岸段

– 海岸林模擬樹種為木麻黃（ Casuarina glauca Sieb ） 黃槿（ Hibiscus tiliaceus ）

– 模擬範圍： （ 257630,2770884 ）左下 （ 257964,2771097 ）右上

– 對照區：比較小區域實景與模擬結果

圖 1 、複層林規劃之樣區（像片基本圖）

二、材料與方法研究設備• 硬體

– 桌上型電腦、掃瞄器、雷射印表機 – Garmin GPSMAP 60CSX 衛星定位儀– RICOH R6 數位相機

• 軟體 – Google Earth ( 版本 4.3.7204.0836) 與 SketchUp 6.0– ArcGIS 9.2– Photo shop cs2

– 中研院轉換程式（含座標轉換）

二、材料與方法使用之 3S 資料

1. 衛星定位資料 2. 96233083 像片基本圖 3. 向量式地理資訊 4. DEM

二、材料與方法空間資料與 GE 的整合方法

1. 地理座標系統轉換

二、材料與方法空間資料與 GE 的整合方法

2. GE 整合 3S 資料 (GIS 、 RS 與GPS)

GIS 資料

航遙測影像 KML 或 KMZ

GPS 資料

Google Earth(GE 為 WGS8

4)

二、材料與方法海岸林樣區 3D 視覺化模擬

1. 植物模型的建立（實景拍攝） 2. 植物調查資料整合至 GE

二、材料與方法植物模型的建立（實景拍攝）

圖 2 、利用 SketechUP 建立木麻黃及黃槿植物單木雙面交叉模型。

去背

植物影像 (2D) 雙面交叉模型 (3D) 植物雙面交叉模型 (3D)

二、材料與方法植物調查資料編譯成 KML

EXCEL -> VBA -> KML

植物調查資料

Google Earth

Remote Sensing Image

GIS Vector data

Forest 3D model

圖 3 、植物調查資料整合至 GE 建立海岸林地景 3D 視覺化模擬之概念圖。

一、前言二、材料與方法三、結果與討論 四、結論

3D 視覺化過程

三、結果與討論

圖 4 、 3S 與植物調查資料整合至 GE 視覺化概念流程圖。

多元資料 3D 建模 與 整合於 GE 3D 視覺化應用

GIS 向量資料（座標轉換 WGS8

4 ）航遙測影像

（座標轉換 WGS84 ）

GPS 定位資料（座標轉換 WGS8

4 ）

中研院 SHP2KML

中研院IMG 2KML

Garmin GPSMapSouce

KML或 KMZ

海岸林地景3D 視覺化

（ Google Earth ）

海岸環境營造

植物調查資料

林木實景拍攝 SketchUP 3D 建模

圖 5 、植物實景與 GE 模擬之效果。

表 1 、 Arc GIS 、 I Net Unverse 4D 、 Skyline Globe 與 Google Earth 系統間之異同

Arc GIS I Net Universe 4D SkylineGlobe Google Earth

系統環境 MS Windows MS Windows MS WindowsMS WindowsWith Internet

向量檔案格式ERSI(SHP), Autodesk (DXF), ArcS

DE server

GIS 向量格式： ERSI(SHP), Autodesk (DXF), Mapinfo(MI

F)

GIS 向量格式： ERSI(SHP), Autodesk (DXF),

ArcSDE server

KML or KMZ（ XML ）

影像檔案格式 JPG,SID,TIF,IMAGE SERVER

JPG,SID,TIF JPG,SID,TIF,IIF JPG,TIF

航遙測影像輸入 使用者輸入 使用者輸入 使用者輸入 原有衛星影像或使

用者輸入數值地形模型

輸入 使用者輸入 使用者輸入 使用者輸入 原有 DTM 或使用者輸入

向量資訊輸入 使用者輸入 使用者輸入 使用者輸入 使用者輸入林木模型建置 無 無 另購置軟體 虛擬多面體幾何體網際網路即時資料串流發佈 需另購模組 可 可 可

TB 級海量影像即時傳輸 需另購模組 可 可 可

3D 實境飛行模擬 可（套裝軟體） 可（套裝軟體） 可（套裝軟體） 可（ Internet ）

漫步功能 受限檔案容量 可（專案開發） 可（專案開發） 可（用滑鼠控制）

優

優

優

圖 6 、實地景觀與 GE 模擬木麻黃林老化枯死現象之比較

圖 7 、 GE 所模擬的木麻黃純林林下景觀與複層林規劃之成果

（ a）（ a）

（ b）

圖 8 、以 GE 模擬海岸林規劃之應用

竹籬芭與馬鞍藤定砂工程

海岸線 林投植栽第一線

木麻黃防風林

一、前言二、材料與方法三、結果與討論 四、結論與未來研究方向

四、結論與未來研究方向 1/2

結論－應用 GE 的森林 3D 視覺化模擬 :

1. 高經濟性及通用性的開放介面平台 2. KML 及 KMZ 為 OGC 認可之標準格式 3. 具高度的擴充性與整合能力（ 3S 導入） 4. 可疊合高解析度衛照或航照於三維地形上 5. 可產生多元的加值資訊

四、結論與未來研究方向 2/2

未來研究方向 1. 依『海岸法』為指導原則 2. 既有海岸相關之資料庫之擬真應用 3. 相關主管單位協商與資源整合 4. 高解析之衛照及航照應用 5. 高精度之 DEM 導入

誌謝

感謝

1. 農委會林業試驗所研究團隊全力協助

2. 水利署第二河川局提供相關圖資

全文收錄於第 27 屆測量及空間資訊研討會論文集

報告完畢敬請指教