2013年12月22日 星期日

102.12.19 Week15 上課心得與國外文獻

一、課堂筆記

本週課程包括主要為檢討第三次大作業,並且由個研究室派代表報告,因此不僅完成本作業三練習,還能學習不同研究室專業同學的不同作法。
首先是東庭同學的報告,帶給我的學習:
本次的作業三,因為包含了一些流域的定義,因此在難度上較高,故各研究室安排時間,開會討論可行方案與資源選擇,東庭同學提供了很多很好的圖資來源,例如 水利署 地理資訊倉儲中心,提供多種圖資,如河川水位測站、雨量測站、河川等圖資,格式為kml,經轉檔方能使用。
另外 以下整理一些提供國內各項圖資下載的來源:
1.交通部運研所 (台灣各縣市、河流shp)
2.中央地質調查所(崩塌地等坡災潛勢kml)

在操作gis之前,要先確認圖資來源是否較具公信力及內容是否為所需的資料。
最高流域的操作方式,多組同學使用與我類似的等高線線相交法,老師說明,既然都已經取得高程數據,何必再多一步,先產生等高線,再線相交取得高程呢? 直接找出流域中接觸的網格中,最大的數值,即可找到最高流域,目前在Arcgis中得知可以查看屬性表功能內,有MAX值的功能,可以直接找出最大值,而在qgis之中,目前暫時想到可能以高程分層設色圖,來做為最高高程判識方法。老師提到一個重要的觀念,因為每個人找到的流域最高高度,接與立霧溪維基百科專頁中,寫到的3443公尺不同,而我們一直認為我們一定有哪裡做錯,但是老師說明,其實所謂的流域最高高程,那個最高流域是人去界定的,因為假設若未來DEM解析度已能達到10*10公分時,我們便可以重建較現在更細的支流,而其最高流域追根溯源後,會發現到處都是最高流域(無限多個),因為解析度已達10*10公分,連高山中,滿地微小的細流也是最高流域(也可能是一個濕地)且上游某段溪流可能也會突然換名字,又突然換回來,此時就會發現,最高流域的判別本來就有不同的差異,因此我個人於本作業中,找到的最高流域高程為3150公尺,與水利署官方的3443公尺之間的差距,是可以被接受的。(最高流域取決與DEM的解析度)
而且早期資源較不發達,水文學中許多測定方法皆是依據等高線法去計量,較現在高解析度的數值高程模型DEM已經非常容易取得,而我們是採用DEM和GIS之方法,進行重新測量,因此結果本來就可能不同,甚至以此作法的精度及可信度,可能較傳統做法來的好,而水利署的河川數據大部分皆是以前舊有的等高線計算法取得的,因此與我們以DEM、GIS計算的數據會有所不同。
另外,在徐昇式雨量站的題目中,我們發現水利署所提供的雨量測站點位與氣象局所提供的測站點位不同,老師解釋到,當然會不同,因為不同單位之間,不一定會整合,而一般來說,氣象局的雨量站常常在增設及移動位置,且數量較多,應以氣象局的資料為主,水利署為輔,但是兩者都融合使用,才是最佳依據。
而在平均坡度這題,各組人員更是費力解釋如何算得,其中東庭同學使用的是勞倫生法,但是老師認為勞倫生法的計算要求及定義複雜,而我以arcgis產生坡度後,再利用統計工具,統計出平均值,為66%為集水區平均坡度,而流域平均坡度為33%,另還有主流平均坡度,三者是不同的意義,本來以為我的平均坡度66%式很怪異的數字,但是老師說,若以集水區來講,這是有可能的數值,因為立霧溪確實很陡,而水利署的主流平均坡度1:35(約3%),是指主流河川地平均坡度,3%也是合理的。
老師說raster網格式資料非常好用,網格中儲存的代表數據不同,即可內插法後產生多種的用途,如空氣汙染、水汙染、噪音值圖等等,而可透過raster的計算工具,再與土壤種類、坡度、計算出沖蝕量,所以應用非常多種且強大。
面積/主流長度=主流平均寬度
水系: 線(包含主流、支流、相連的湖泊、沼澤)
流域: 面
最後在徐昇式多邊形題中,產生的徐昇式多邊形要大於(包含)欲算權重範圍,算出的面積占比權重才有意義,否則剩餘未佔權重的面積,變得沒有意義,而若參考雨量站不夠充足,可以在範圍外很遠處加點虛設雨量站,用意是為了使不足的雨量站產生的多邊形面積可以涵蓋整個欲算範圍,而虛設的雨量站要在範圍外遠處。
建儒同學找到網路教學類似於我們使用qgis操作流域的過程,可供參考

二、網路文獻

1.Aster
The first version of the ASTER GDEM, released in June 2009, was generated using stereo-pair images collected by the ASTER instrument onboard Terra. ASTER GDEM coverage spans from 83 degrees north latitude to 83 degrees south, encompassing 99 percent of Earth's landmass.

The improved GDEM V2 adds 260,000 additional stereo-pairs, improving coverage and reducing the occurrence of artifacts. The refined production algorithm provides improved spatial resolution, increased horizontal and vertical accuracy, and superior water body coverage and detection. The ASTER GDEM V2 maintains the GeoTIFF format and the same gridding and tile structure as V1, with 30-meter postings and 1 x 1 degree tiles.

Version 2 shows significant improvements over the previous release. However, users are advised that the data contains anomalies and artifacts that will impede effectiveness for use in certain applications. The data are provided "as is," and neither NASA nor METI/Japan Space Systems (J-spacesystems) will be responsible for any damages resulting from use of the data.

As a contribution from METI and NASA to the Global Earth Observation System of Systems (GEOSS), ASTER GDEM V2 data are available free of charge to users worldwide from the Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC) and J-spacesystems.The GDEM is available for download from NASA ReverbLP DAAC Global Data Explorer, and J-spacesystems ASTER GDEM Page.
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這幾週的GIS課程,讓我知道原來全球數值高程模型(DEM)已經非常容易取得,而其來源為ASTER組織,在2009年他們公布了第一版的GDEM,涵蓋範圍從北緯83度到南緯83度,涵蓋將近99%的陸地面積,而在第二版的GDEM中,他們透過技術的提升,成功降低雜訊干擾,因此解析度得以提升,水平和垂直精度也提高,達到30*30公尺,他們指出,本DEM是由日本經濟產業部及美國NASA合作的全球綜合觀測系統(GEOSS)合作,並且開放全球用戶下載。有了ASTER提供的圖資,可以下載各國的DEM,對於未來可以提供分析國外地形的極方便取得圖資之方法,我嘗試連線到ASTER GDEM下載專頁,註冊會員後,可以依據手動圈選網格、上傳polygon、上傳shapefile、以經緯度選擇等方式,選取要下載的DEM圖資,而我嘗試下載日本及韓國區域,發現真的可以下載,但是範圍大,檔案切割數量多,容量偏大,但至少得知了一個很好的DEM取得來源。

2.盤古大陸國界地圖
盤古大陸(德語,英語: Pangaea或德語,英語: Pangea),又稱「超大陸」、「泛大陸」,有「全陸地」(德語: Ganzerde, 英語: all earth)的意思。盤古大陸是指在古生代至中生代期間形成的那一大片陸地。而這個名字是由提出大陸漂移學說的德國地質學家阿爾弗雷德·魏格納所提出的。然而若是將現今發展在各大洲的各國,重新還原到古盤古大陸,約六億五千萬年前的模樣,其還原結果可參考下圖,相當有趣的作法,然而台灣當時是不存在的。
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