首頁 / 普通考試 測量製圖考古題 / 民國115年 普通考試 測量製圖 空間資訊概要 民國115年 普通考試 測量製圖 空間資訊概要考古題
民國115年 普通考試 測量製圖 空間資訊概要收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
以全球定位及導航衛星系統進行定位導航相關應用時，請說明為什麼在
有許多高樓的都會區定位精度會比在郊區等空曠的地方差？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、問題界定：GNSS（Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統）定位係接收多顆衛星訊號，以偽距（pseudorange）與載波相位（carrier phase）解算測站三維坐標及接收器時鐘誤差。都會區高樓密集形成「都市峽谷（urban canyon）」，衛星可見性與訊號品質均下降，精度因而明顯劣於空曠郊區。 二、訊號遮蔽與可見衛星數不足：高樓阻擋低仰角衛星，可見衛星數減少，衛星幾何分布趨於集中，DOP（Dilution of Precision，精度稀釋因子）值升高；當可見衛星少於四顆時，即無法獨立解算三維位置，須依賴虛擬距離、外部輔助或先前位置推算，誤差隨之累積。 三、多路徑效應（multipath）：訊號經建築物外牆、玻璃帷幕或金屬招牌反射後才進入天線，傳播路徑較直達訊號為長，造成偽距偏差與載波相位跳動；郊區反射面稀少，多路徑干擾甚微，此為城鄉精度差異的主因之一。 四、非直視訊號（NLOS）與幾何強度：接收器可能誤將反射訊號判為直達訊號，產生數十公尺級的位置偏差；且衛星多集中於街道上方帶狀天空，幾何強度（GDOP）不佳，觀測誤差被放大。郊區天空視域開闊，衛星均勻分布，幾何條件較佳。 五、因應對策與限制：可採多星系（GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou）聯合解算、提高仰角遮罩、RTK（Real-Time Kinematic，即時動態定位）與網路 RTK、以 3D 城市模型輔助遮蔽判斷、多路徑抑制天線與抗差估計法等。惟改善幅度有限，都會區精度仍難完全等同空曠地區。
在地理資訊系統中常以「點」、「線」、「面」等描述空間資料，請針對這
三種形式，各舉出一個空間資料的例子。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、向量式空間資料模式：GIS（Geographic Information System，地理資訊系統）以向量（vector）模式將地表現象抽象為點（point）、線（line）、面（polygon），分別對應零維、一維、二維空間實體，並以坐標串接屬性資料表，形成「空間資料＋屬性資料」的整合結構。 二、點資料舉例—氣象測站：以單一坐標記錄測站位置，屬性可含站號、海拔、觀測溫度。點適用於位置明確、面積可忽略的對象，如門牌地址點、路燈、POI（Point of Interest，興趣點）、地震震央等，便於計數與最近距離分析。 三、線資料舉例—道路中心線：由有序節點（node）與線段（edge）串接而成，具長度、方向與拓樸關係，可描述單行道、河流流向。常見如管線、捷運路線、行政界線、等高線；線資料可支援路網分析與最短路徑計算。 四、面資料舉例—地籍坵塊：由封閉環（ring）圍成，具面積與周長，並可含洞（hole）。如行政區、土地利用分區、湖泊、集水區；面資料可進行疊圖、環域與面積統計，是空間規劃最常用的型態。 五、選用原則與限制：同一現象會因比例尺與分析目的而採不同維度，例如都市幹道在大比例尺表示為面、小比例尺簡化為線；面資料須注意環的閉合與環向，線資料須注意節點接合與懸浮節點，方能確保拓樸正確與後續分析可靠。
請說明地理資訊系統中環域（Buffer）分析是如何運作，並列舉兩個環域
分析的可能應用。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、環域分析定義：Buffer（環域分析）係以點、線、面地徵為中心，依指定距離向外或雙側擴張，產生新的面圖層，用以表達「距離可及範圍」或「影響範圍」，是 GIS 中最基本的鄰近性分析工具。 二、運作方式：對點，以指定半徑 d 繪圓；對線，沿線兩側各擴張 d，並於端點加圓弧帽；對面，向外偏移 d，必要時另作內環域。距離可採歐氏距離（Euclidean distance），或沿道路網計算的網路距離（network distance），亦可採成本距離（cost distance）。 三、參數設定與後續處理：需設定緩衝距離、端點型式（圓頭、平頭、方頭）、轉角接合方式（round、miter、bevel），以及是否溶解（dissolve）相鄰環域；再以疊圖（overlay）求交、差集或聯集，篩選範圍內的地物與屬性，進行統計。 四、應用一—公共設施服務範圍：以學校、醫院為中心作 500 公尺或步行網路 10 分鐘環域，統計範圍內人口與學齡兒童數，作為設校、救護站與圖書館區位評估之依據，並可檢討服務缺口。 五、應用二—環境影響與防災：以道路中心線作噪音影響帶、以化工廠作疏散警戒圈、以河川作洪水緩衝區，配合土地利用圖計算受影響面積與受災人口。限制在於平面距離忽略地形起伏與障礙物，宜改採成本距離或網路距離，並註明距離參數的訂定依據。
某地發生大規模森林火災後，現已收集該地災前和災後的航照和衛星影
像，以及數值高程模型（Digital Elevation Model, DEM），請描述該如何
估算被燒毀的森林的面積。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、資料前置處理：先對影像進行輻射定標（radiometric calibration）與大氣校正（atmospheric correction），將 DN 值轉為地表反射率；航照與衛星影像分別作正射糾正（orthorectification），以 DEM 消除地形與投影差，並以地面控制點完成幾何對位（co-registration），對位誤差宜控制於一個像元以內。 二、光譜指標計算：計算常規化燃燒比 NBR（Normalized Burn Ratio）＝（NIR－SWIR）／（NIR＋SWIR），再以 dNBR＝NBR（災前）－NBR（災後）表示燃燒嚴重度；另可輔以 NDVI（Normalized Difference Vegetation Index，常規化差異植生指數）差值與 NDWI 判釋水體與陰影，降低誤判。 三、判釋與分類：以 dNBR 閾值法或監督式分類（最大似然法、隨機森林）區分火燒區與未燒區；並以 DEM 衍生坡度、坡向與地形陰影圖層，協助排除雲影、地形陰影與水體；再以影像分割、形態學濾波去除零星雜訊，並人工編修邊界。 四、面積計算：將火燒區向量化為多邊形後，於等積投影（equal-area projection）坐標系下計算面積，A＝Σ（火燒像元數）×（單一像元地面面積）；若欲反映真實地表，另以 DEM 求坡度 θ，將平面面積除以 cos θ 得表面積。題目未提供像元大小、坐標系統與 DEM 解析度，僅能列出公式與步驟，無法得出唯一數值。 五、精度評估與限制：以人工判讀或現地樣區建立混淆矩陣（confusion matrix），計算整體精度、Kappa 係數與面積誤差；主要限制包括混合像元（mixed pixel）、雲與煙霧遮蔽、火後植被迅速復育造成低估、感測器解析度與災前災後時相差異。 六、建議：宜採多時期、多感測器影像交叉驗證，以 DEM 進行地形校正並統一坐標系統，成果以面積及誤差範圍併同呈現，避免單一影像與單一閾值造成偏誤。