Transcript 時態地理資訊系統的建置與應用

應用空間資訊系
時態地理資訊系統的建置
與應用
簡報人：黎驥文
大
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綱
前言
時空模型
時態地理資訊系統的建置
時態地理資訊系統的應用案例
結語與建議
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前言
前言
時態地理資訊系統(Temporal GIS)的意義
•
Hagerstrand (I970) 提 出 時 間 地 理 學 (Time
Geography approach)。
Space time path (Peuquet 1994)
Multidimensional cube of space,
time and attribute (Harrower 1999)
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前言
時態地理資訊系統(Temporal GIS)的意義
• 處理、管理與分析時間-空間資料(Yuan,
1996)。
• 藉由時間分析與儲存空間物件及其在屬
性變化的資訊系統(Castagneri, 1998)
• 有時又稱時空地理資訊系統(Space Time
GIS) 或 與 時 間 結 合 的 地 理 資 訊 系 統
(Time-Integrative GIS)
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前言
時態地理資訊系統(Temporal GIS)的意義
•
時空資訊系統的要素(Peuquet 1988;Openshaw
1994)
– 時間
– 空間
– 屬性
時間、空間及屬性的三元模型(Peuquet 1988)
點的五個維度
(Davis & Williams 1989)
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前言
時態地理資訊系統(Temporal GIS)的意義
•
時態地理資訊系統的三個基本實體(entities):狀
態 (State) 、 事 件 (Events) 與 證 據
(Evidence)(Langran, 1992)。
–
狀態:描述地理現象的空間分布，可用快照模式或
時空複合模式來表現。
–
事件:特定現象在某一時刻產生的狀態變化，例如
火災。
–
證據:描述上述變化如何被發現或量測。
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前言
時空變化與影響 Vs.
展現一系列空間現象的快照
(Wachowicz & Healey 1994)
前言
Time Map Project，2004
前言
• STEMgis
Discovery Software，2004
前言
地理資訊系統的開發
Stages of data modelling (Molenaar 1997)
Steps in the development of a
GIS (Hendrik & Ottens 1997)
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前言
時空變遷
• 地理資訊隨時間在屬性與空間上的變遷為建置
時態地理資訊系統的主要原因。時空變遷的基
本型態包括(Snodgrass 1992):
–
屬性與空間不變
–
屬性與空間同時改變
–
屬性改變、空間不變
–
空間改變、屬性不變
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前言
時空模型
•
用於描述時空變遷展示方式的方法。
•
建立時空表達的基礎。
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時空模型
時空模型
時空立方模型(Space Time Cube Model)
Space-time cube (Langran 1993)
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時空模型
快照模型(Snapshot Model)
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時空模型
基態修正模式(Base State with Amendments Model)
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時空模型
時空混合模式(The Space-Time Composite Model)
(Langran, 1989)
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時空模型
空間時間物件模型(Spatio-temporal Objects Model)
Spatio-temporal objects (Worboys 1992 and
Yuan 1999)
時空模型
時空事件模型(Event-based Spatio-Temporal Data
Model, ESTDM)
(Peuquet, 1994; Peuquet and Wentz, 1994;
Peuquet and Duan, 1995; Peuquet and Qian,
1995)
時空模型
元組時間標記模型(Tuple Time Stamping )
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時空模型
時空模型
ESRI Tuple Time Stamping 模型
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時空模型
Time stamping at tuple level
Time stamping at attribute level
時態地理資訊
系統的建置
時空資訊系統的建置
時間地理資訊系統的開發模式
Data Model Components (Source: Steiner, 1998)
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時空資訊系統的建置
建置流程
需求調查
資料蒐集
概念模式分析
邏輯模式分析
•時間尺度
•空間尺度
•時空變遷描述方式
•時空模式的決定
資料與系統建置
應用與分析
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時空資訊系統的建置
時空資料的來源
文獻、紀錄與考古資料
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時空資訊系統的建置
時空資料的來源
歷史地圖
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時空資訊系統的建置
時空資料的來源
歷史影像或相片
1945年美軍航照影像
資料來源::台灣百年歷史地圖查詢系統
2009/11/19 大磺嘴
資料來源:台灣文人誌02
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時空資訊系統的建置
時間尺度
Time aggregation and decomposition
Linear time
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時空資訊系統的建置
空間尺度
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時空資訊系統的建置
時間與事件
時間點事件
進行中事件
時間區間事件
未知時間起點的終止事件
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時空資訊系統的建置
時空變遷的描述
圖徵變化型式
分割或合併
土地分割、合併
擴張或收縮
都市擴張、作戰地境線的變化
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時空資訊系統的建置
時空變遷的描述
T0
T0
T1
T1
圖徵滅失
圖徵遷移
移動的圖徵事件及路徑
http://map.rchss.sinica.edu.tw/720vr/Template/
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時空資訊系統的建置
時空資料的建立
影像套合或坐標轉換
資料數化與屬性建立
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時空資訊系統的建置
系統建立與分析
資料分析或系統開發
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時態地理資訊系
統的應用案例
時空資訊系統的應用案例
歷史圖資查詢系統
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時空資訊系統的應用案例
歷史圖資查詢系統
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時空地理資訊系統的應用案例
都市擴張分析
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時空地理資訊系統的應用案例
都市擴張分析
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時空地理資訊系統的應用案例
人口數
都市擴張分析
12
10
1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012
6
4
2
0
1979
1985
1992
年期
1999
2003
人口年增加率
年擴張率
8
100,000
90,000
80,000
70,000
60,000
50,000
40,000
30,000
20,000
10,000
0
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
年期
1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012
年期
時空地理資訊系統的應用案例
都市熱島分析
1990.7.22
2002.8.16
1999.8.8
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1990.7.22
1999.8.8
2002.8.16
結語與建議
結語與建議
• 時態地理資訊系統日益受到重視，也為
空間資訊技術發展的趨勢之一
• 時空尺度影響時空資訊系統的表達與建
置方式，時空尺度的差異使得資料存在
一定的誤差。
• 值得持續探討資料品質與時態變遷分析
結果的關係，以獲取合乎需求之結果。
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結語與建議
• 時態地理資訊系統重要的應用雖然在獲
得隨時間產生的空間資訊變化，但典藏
式的快照模式系統仍有必要持續發展。
• 時間與時空變遷描述方式影響時態地理
資訊系統的持續應用與擴充能力，在系
統規劃階段需要重視。
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參考資料
• Steiner, A. (1998). A generalization approach
to temporal data models and their
implementations, Swiss Federal Institute of
Technology, Zurich, Zurich.
• Worboys, M. F. (1992). "Object-oriented
models of spatiotemporal information", In
Proceedings of GIS/LIS '92ASPRS/ACSM,
Bethesda, Maryland, pp. 825-834.
參考資料
• Worboys, M. F. (1998). In Spatial and temporal
reasoning in geographic information systems(Eds,
Egenhofer, M. J. and Golledge, R. G.) Oxford
University Press, New York, pp. 25-39.
• Langran, G. (1992) Time in Geographic
Information Systems, Taylor & Francis, London.
• Langran, G. (1989). "A review of temporal
database research and its use in GIS
applications", International Journal of
Geographical Information Systems, 3, 215--232.
參考資料
• Langran, G. and Chrisman, N. (1988). "A
framework for temporal geographic
information", Cartographica, 25, 1-14.
健行科技大學
報告 完 畢
敬請指教