102.10.24 Week7 上課心得與網站學習

一、課堂筆記

本週課程以作業四與作業六為主要練習內容，而本次操作可分為Mapinfo及QGIS兩款GIS操作系統練習，下列將透過此兩款GIS操作軟體練習作業四與作業六。

以下為Mapinfo練習

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作業四 : 屬性資料查詢

(A)查詢人口密度在每平方英哩大於500人之國家

開啟SQL Select來進行屬性資料查詢，在select columns 選擇輸入Country , Pop_1994 , Pop_1994 / area ( obj , "sq mi" )，以算出人口密度，而在下方的where condiction設定選出條件為 人口密度大於500即被選出，按下ok後就會如圖1選出人口密度大於500的國家，而圖2表示SQL語法可於項目後增加"新欄位名稱"，來直接命名該新增欄位的名稱。
(請參見下圖1、圖2)

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(B)查詢世界人口及全球面積之總和，並依此查詢全球人口密度總和

為查詢世界人口及全球面積之總和，開啟SQL Select，在select columns 選擇輸入Sum語法來加總人口總和以及面積總和，並將屬性表導出儲存為pop_area_sum(請參見下圖1)。
利用上述導出的pop_area_sum屬性表，查詢全球人口密度總和，來源選擇"pop_area_sum"，在select columns即可選擇剛才建立好的人口總和及面積總和，即可計算出世界人口密度。(請參見下圖1、圖2)

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(C)查詢全球各洲及國家之總人口與總面積資料

利用SQL Select)查詢全球各洲及國家之總人口與總面積，在select columns 分別輸入所需欄位資料，Continent , count ( * ) , sum ( Pop_1994 ) "總人口數" , sum ( area ( obj , "sq mi" ) ) "總面積"，下方的Group by Columns 代表群集欄位，order是排序依據欄位，都輸入Continent以洲別來群集和排序，即可得出各洲中的國家數及人口總和、面積總和。
 (請參見下圖)

作業六 : 圖形分析功能

1.建立道路中心樁座標點之圖層
首先選擇加入檔案"ROUTH.xls"，得到點位屬性表(請參見下圖1)，再利用上風功能列的table>create points工具，將點位資料轉為點圖層，其中projection座標系統要選擇老師給的twd67座標系統(請參見圖2)，在上方功能列windows>new map windows 開啟點圖層，即完成此步驟(請參見下圖3)。

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2.將底圖層設定為可編修狀態並將各道路中心樁連成一線
開啟圖層管理，將cosmetic圖層的編輯權限開啟，按下ok(請參見下圖1)，再按鍵盤"S"啟動自動鎖點功能，點選右邊畫圖工具中的連續線段，將點圖層中的各個點連成一線(請參見下圖2)。

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3.將底圖層另存Route_l.tab建立道路中心線圖層
點選上方功能列map>save cosmetic objects 將中心線圖層存檔。

4.將Route_L.tab設定為可編修，並開啟Taipei.tab
開啟圖層管理，將道路中心線圖層設為可編輯(請參見下圖1)，再將點圖層移除(請參見下圖2)，開啟作業二中的大台北圖層，在圖層管理中選擇台北圖層，再點選display，勾選style override即可正常顯示該圖層。

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5.分割道路中心樁
將中心線圖層選為目標圖層(請參見下圖1)，再將大台北圖層全選(請參見下圖2)，進行切割(objects>split)，點選OK，可發現中心線圖層已經被切割為多段(請參見下圖3~5)。

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6.重整 Route-L.tab 圖表檔
點選上方功能表table>maintenance>pack table 將圖層儲存後，重新加回圖層。(請參見下圖1~圖2)

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7.加入length欄位
上方功能列table>maintenance>table structure，新增length長度欄位，選擇float，再加回line圖層，開啟屬性表檢查有無錯誤(請參見下圖1~圖4)。

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8.計算高公路的分段長度
開啟上方功能列table>update column，將line圖層設為更新圖層，更新欄位設為length，而assist選用functions中的長度計算公式，

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9.把計算出來的各別長度標上其所隸屬的行政區域
開啟上方功能列table>update column，將line圖層設為更新圖層，並設定將台北圖層匯入(join)，選項選擇contains，並再匯入值欄位選擇TNAME，即可匯入各鄉鎮區的長度。(請參見下圖1~圖2)

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以下為QGIS練習

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作業四:屬性資料查詢

(A)查詢人口密度在每平方英哩大於500人之國家
加入world.tab圖層，點選其右鍵，另存為.shp檔案，再將轉出的world.shp檔加入。(請參見下圖1~圖2)

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SQL(Density >500)
使用SQL語法選出人口密度大於500的國家，首先新增面積欄位(請參見下圖1)，再點選欄位計算，更新面積欄位，並且將平方公尺轉換為平方公里(請參見下圖2)，再新增人口密度欄位"density"，利用前述算得的平方公里面積欄位，算得人口密度(請參見下圖3~圖4)，使用進階搜尋，點選密度欄位，使用SQL語法選出密度大於500的國家，並得出24個符合項目(請參見下圖5~圖6)。

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(B)歐洲密度大於150的地區
利用SQL語法，在圖層屬性表中，點選進階搜尋，並輸入密度大於150且位於歐洲的國家。(請參見下圖1~圖2)

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(C)世界面積主題圖
選擇圖層屬性，樣式中，選擇面積欄位為選項，使用漸層，選擇相同組距，按下ok即可呈現世界面積主題圖。(請參見下圖1~圖2)

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作業六 : 圖形分析功能

1.xls檔轉為csv檔
由於qgis無法直接讀取xls檔，故先使用excel將點位資料轉換為csv檔，並在第一列新增x,y作為欄位名稱。(請參見下圖)

2.建立道路中心樁座標點之圖層
在上方功能列中，選擇圖層>新增csv純文字圖層，選擇前動作轉換好的csv檔，並選擇xy欄位為剛才設定的xy欄位，按下ok即可把座標轉換為點圖層。(請參見下圖1~圖2)

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3.將底圖層設定為可編修狀態並將各道路中心樁連成一線
安裝附加元件"point2one"，並再次啟動該外掛工具，使用point2one將剛才輸入的點圖層，選擇轉換為lines線段，並且輸出儲存成*.shp檔案。(請參見下圖1~圖3)

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4.Open Taipei.tab
開啟大台北地區圖層，並且使用上方工具列vector中的地理空間運算工具>交集(intersect)，輸入向量圖層為道路中心線圖層，交集圖層為大台北圖層，輸出為*.shp檔案，再加回輸出後的道路中心線圖層，開啟其屬性表可以發現已經切割為數段。(請參見下圖1~圖3)

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5.加入length欄位，計算高公路的分段長度
將新轉出的道路中心線圖層開啟屬性表，啟動編輯，並且新增length欄位，使用欄位計算，更新長度欄位。(請參見下圖1~圖2)

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6.把計算出來的各別長度標上其所隸屬的行政區域
開啟道路圖層的圖層屬性，其中樣式的內容設定為分類設定，選擇項為TNAME(即鄉鎮區)，按下ok，即可將各區段分色呈現。(請參見下圖1~圖2)

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二、英文網站

1.The Only 22 Countries in the World Britain Has Not Invaded

Every schoolboy used to know that at the height of the empire, almost a quarter of the atlas was coloured pink, showing the extent of British rule.
But that oft recited fact dramatically understates the remarkable global reach achieved by this country.
A new study has found that at various times the British have invaded almost 90 per cent of the countries around the globe.
The analysis of the histories of the almost 200 countries in the world found only 22 which have never experienced an invasion by the British.
Among this select group of nations are far-off destinations such as Guatemala, Tajikistan and the Marshall Islands, as well some slightly closer to home, such as Luxembourg.

原文出處

大部分人讀過世界歷史的人都知道，英國是一個強大的海上殖民國家，經過歷史的研究後，將大英帝國曾殖民的國家繪於世界地圖上，竟可發現近90%的世界各國領土曾遭英國殖民，下圖中粉色為英國曾殖民的國家，不難發現圖中僅少部分偏遠或內陸國未遭英國入侵，其餘90%都曾遭殖民過，這讓我感覺到很有趣，以往歷史課本中各段的歷史往往只以文字說明英國又於哪個時期殖民了哪個國家，因為只以文字說明，當時只知英國很強盛，西班牙等各國也盛行殖民，但是不知道透過gis呈現殖民結果後，可如此宏偉的顯示英國殖民全球各國的程度，所以既然與空間有關，就應該不只以文字說明，應以地圖呈現，以表達英國強盛的國力對於全球的影響力。

未曾被英國入侵的國家The countries never invaded by the British:

Andorra 安道爾
Belarus 白俄羅斯
Bolivia  玻利維亞
Burundi  蒲隆地
Central African Republic  中非共和國
Chad 查德
Republic of Congo 剛果共和國
Guatemala 瓜地馬拉
Ivory Coast  象牙海岸
Kyrgyzstan  吉爾吉斯斯坦
Liechtenstein  列支敦士登
Luxembourg  盧森堡
Mali 馬里
Marshall Islands  馬紹爾群島
Monaco 摩納哥
Mongolia 蒙古
Paraguay  巴拉圭
Sao Tome and Principe  聖多美和普林西比
Sweden  瑞典
Tajikistan 塔吉克斯坦
Uzbekistan 烏茲別克斯坦
Vatican City 梵蒂岡城

2.Global Internet Usage Based on Time of Day

下圖為全球各國網路的使用量，一天的動態統計情形。現在世界各國的年輕人都會上網，因此被這個標題所吸引，此圖透過動態方式呈現各國在一天內的網路使用量，此圖約可約略看出有些國家是比較黯淡的，代表該國網路並不發達，如中國的內陸地區、北韓等等，可能也可以與國家的開發程度、經濟強度或部分與土地利用型態有關聯。

紅色代表使用量高，藍色代表使用量低

原文出處

102.10.17 Week6 上課心得與網站學習(作業一檢討與討論)

一、作業一檢討與討論

1. 問題討論
   1.1 how to install openlayers plugin qgis
   
        檢討作業一時，發現大多數同學於安裝openlayers plugin外掛工具 出現問題，有同學指出似乎是qgis1.7.1不再支援openlayers plugin，但是老師提示其實是可以的，其實進入qgis官方的外掛工具下載專區，並且搜尋 openlayers plugin 可以發現該頁面下方有一表格，其中顯示最新版的 openlayers plugin 1.1.1 僅支援qgis2.0以上版本，而我們預設使用的qgis1.7.1 僅能安裝使用 openlayers plugin 1.0.0版本，而於作業一中此外掛工具的版本並不致產生影響，因此下次下載外掛工具要查看清楚。(請參見下圖1.1)

圖1.1
                                                                                                                                   (圖片來源:擷取自官網)

        1.2 上傳的qgis專案檔，在老師電腦開啟過程中，產生圖層讀取錯誤

              由同學現場用教室電腦開啟自己的作業時，發現直接開啟專案檔會跳出圖層讀取錯誤的警告信息，老師將專案檔(*.qgis)用純文字檔(*.txt)開啟，指出是路徑出了問題(data source)，路徑是原製作電腦的路徑，故圖層無法開啟。     
        補充說明: 正常的shapefile檔案，應包含(*.dbf, *.prj, *.shp, *.shx, *.sbn, *.sbx)，而要能正常啟動shapefile檔案，至少必須包含 *.shp , *.shx , *.dbf

        1.3 可直接使用openlayers 當作底圖來數化

              其實為了數化這個目的，我們可以直接使用openlayers開啟google世界地圖來數化我們要的圖資，但是因為本作業要給我們練習使用以插入影像檔(截圖)再進行鍵入控制點校正的方式，而openlayers的影像圖已包含座標系統，因此我們才搭配使用。

        1.4 控制點如何取得?

              老師給了我們一個問題，若不透過網路，我們該如何取得控制點? 有同學說用遙測技術，雖然理論上可行，但是花費         卻很高，一張航照圖可能費用高達30萬元，而另位同學說可透過政府已測得之測量點位，來做控制點，理論上亦可，但是要剛好測量點在我們要數化的位址上，才能達到作用，否則重新測量也是相當費時，因此老師說在現代，最方便簡單的辦法就是透過gps定位，自己花一個下午來找到控制點座標，而智慧型手機現在都已內建gps定位功能，應可善加利用。(精度沒有高於圖對圖)

        1.5 主題圖上避免不相關的元素

              在主題圖上應放入符合該主題圖要呈現的主題內容物元素，也要避免放入與之不相關的元素，否則會模糊主題性。

        1.6 新增環形(ring)的新方法

              老師提供一個最新的繪製環形(ring)的方法，只要透過新增多邊形的方式，再依序畫出即可實現。(請參見下圖1.2)

圖1.2
                                                                                                              (圖片來源:手繪)

   2.    心得

本作業中老師要求要數化棒球場內部，卻又給定要周邊5km的條件，大家都發現若要做出5km技術上可行，但是如此數化的棒球場只有一個點的大小，實在不合理，因此大家幾乎都自己改變主題，設為適合自己棒球場周邊的大小，但老師實際的意思是希望們可以做出棒球場周邊範圍5km的相關主題圖，例如棒球場周邊的公共設施、道路交通、棒球場基本資訊等等，並且因為5km真的太大，使得棒球場變得太小無法呈現內部的數化圖資，數化變得沒有意義，因此應該改用母子圖形式(請參見下圖2.1)

圖2.1
                                                                                                                                  (圖片來源:手繪)

老師強調，如果本作業是一個業主的要求，我們不能擅自改變業主的要求條件，就如本作業中的5km範圍不可以隨意更改，但是我們可以5km與自行調整後較適當的範圍兩者都製作，再提供給業主參考，此為較可行的辦法，千萬不可以任意變更業主的要求。

在作業過程中，一邊也要記錄下過程發生的問題以及如何克服與解決問題，做了甚麼嘗試，共花費了多少時間，並且能製作整個作業的流程圖更佳。
要注意主題圖的單位，比例尺也要加入公尺為單位。
就算是小組討論，其心得筆記也不可以相同。

二、課堂筆記: 資料庫設計 基本概念

老師要我們製作一張有關教室使用率的表格，同學各自上傳由不同服務觀點及需求的教室使用率表格，而我們再進行討論。
發現每個同學有各自不同的想法，而這些也應對到不同的使用需求，老師提到這就是資料庫的設計，而資料庫的設計有一定的服務範圍與服務能力，設計的結果將決定將來此資料庫的用途。資料庫的設計與未來的服務能力，將直接影響費用的高低，但若是價格是不變的，業主當然希望採用功能最多的資料庫設計方式，而越複雜的設計可算出較簡單的需求，但相反的，若為較簡單的資料庫設計，卻無法得出較複雜的院算結果，請參見以下範例:

精度:  一節課 > 一天 > 一週

假設資料庫的設計，精度達到一節課的使用量統計，則若需推算出一週的使用量，則非難事，但相反的，若資料庫的設計僅統計一週的使用量，卻想推算出一節課的使用量，卻是無法達到的。

另一個重要的資料庫設計觀念，可經由計算而得的數據，是不用特列一欄來放置該數據，僅須透過計算即可得。並且不會出現如一般WORD表格在設計時出現的合併儲存格功能，在資料庫設計的環境中，一定是相同的資料實體。(請參見下圖2.2)

圖2.2
                                                                                                                                    (圖片來源:手繪)

當一個表格的服務能力達到極限時，就會需要用到第二個以上或上千個表格來相輔，以達到使用需求，但如此之下，資料庫中的資料實體要相同類型，才可以互通使用，例如資料實體中每一列都是教室。

三、英文文獻

GIS Aids Disaster Relief 地理資訊系統對於防災的輔助

GIS is used in many phases of disaster management, starting with planning before an event happens. Disaster relief involves the response phase of disaster management. GIS and GIS professionals can assist immediately by helping decision makers understand the scope of the damage and identify locations where people may be trapped or injured or require medical support and rescue. Analyzing critical infrastructure (facilities essential for the operation and sustainability of health services, food services, and government operations) that is or could be damaged or destroyed is essential to restoring vital services and government operations.

Decision makers can assign response resources to the highest life safety and facility repair priorities. Another critical mission that geospatial technology supports is emergency supply chain management.

原文出處

地理資訊系統近年被廣泛運用於防災管理，於災害發生前就透過地理資訊系統進行相關整備，而在災害發生時，也可利用於災時的應變機制。操作人員可利用地理資訊系統，迅速呈現災害的範圍與程度，此將可協助決策者了解災損程度與範圍，並且可以將位於潛勢區內的相對脆弱人口，提供救援或避難疏散與緊急醫療協助；地理資訊系統亦可將位於潛勢區呈現於圖面，而可避免將公共設施以及關鍵基礎維生設施，設置於該處，降低受災的可能性，因為這是關鍵基礎設施將會影響社會機能的服務，是非常重要的。
決策者可以透過地理資訊系統，將資源有效地分配運用，確保醫護資源的有效運用以及相關設施的安全，而地理資訊系統的另一個應用，是可以提供緊急供應鏈管理功能。

下圖3.1顯示颱風的預測可能路徑，以及周邊可能遭受颱風侵害的鄰近國家，可提供決策者盡早進行災前整備。

圖3.1
                                                                                                                                                 (圖片來源)

下圖3.2顯示發生地震後震央周圍海域或國家的地震規模，以及各城市的地震強度，決策者可透過此圖將資源優先發配到災情嚴重的地區，以利災時人命救助與投入相關復建資源。

圖3.2
                                                                                                                                                 (圖片來源)