應用 GE 整合 3S 資訊之視覺化研究-以海岸林營造為例
.
.
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