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電子報

工程技術發展
農村發展及水土保持署
數位時代下的新型態地形圖-CS地圖(下)
期數 / 第2期
發布日期 / 2021.03.11
主筆 / 陳昭岑
責任編輯 / 陳振宇

如前期電子報所述,為了讓地圖使用者更容易判讀地形特徵,且力求使未經訓練的人,亦可以肉眼輕易辨識出不同的地貌特徵及其立體感,CS地圖使用由青色漸層至橘色的顏色配置,來呈現不同的地貌。

CS地圖製作原理
CS地圖製作原理
隱藏在地圖中的密碼

在地圖的判讀過程中,首先要掌握整體的地形地貌,了解區域特徵及其形成條件與原因。然而,形塑台灣地形的外營力(包括水、冰和風的作用)裡,水是最重要的因子,其呈現於地表的特徵就是水系。水系可以表現出岩土的性質與形成其特徵的地質構造,在判讀崩塌等地質災害潛勢時,侵蝕溝及河道等的水路發育判釋成為解讀時的重要關鍵之一。例如,礫岩與泥岩在坡度圖上表現之紋理明顯不同,其原因為不同岩性造成的水流分布及坡度陡峭程度差異。礫岩地質較泥岩堅固,故形成之地形坡度較陡峭,在坡度圖上呈現的顏色比泥岩地形深;而發育於礫岩地形中的水系通常呈現樹枝狀(水沿著礫石岩層弱面行走),主流與支流河道寬度區分明顯,且蜿蜒程度低於泥岩地形的水系。

坡度圖中的礫岩(左圖)與泥岩(右圖)表現之紋理不同
坡度圖中的礫岩(左圖)與泥岩(右圖)表現之紋理不同
解讀CS地圖的密碼

應用CS地圖判讀坡面湧水點或凹面型地形時,可由圖資的色調來判別出有無明顯的湧水,或為人為改變的地貌特徵。若有明顯的湧水,會呈現一個深青色的圓點,代表坡面湧水位置,而其下方會有青色的線狀特徵,代表侵蝕溝或河道等凹漥地形;若圖資上雖沒有明顯深青色的圓點,卻仍有青色的線狀特徵,代表坡面有表面侵蝕的現象,多為地表沖蝕或逕流的水路;若有深青色圓點,但其下方為凸面型地形(山脊或台地等),代表此地形可能為人為改變的地貌,如人為的炭窯。因此在判讀CS地圖時,務必結合周圍的地形特徵,小心的判讀,才不會有誤判的窘境產生。

湧水類型一(修改自Kosuke ASAHI,2017)
湧水類型一(修改自Kosuke ASAHI,2017)
湧水類型二(修改自Kosuke ASAHI,2017)
湧水類型二(修改自Kosuke ASAHI,2017)
湧水類型三(修改自Kosuke ASAHI,2017)
湧水類型三(修改自Kosuke ASAHI,2017)
自己動手製作CS地圖

目前,水土保持局已完成全台20m及6m解析度之CS地圖,並將圖資展示於BigGIS巨量空間資訊系統(https://gis.ardswc.gov.tw),提供使用者自由切換雙視窗或二維與三維地圖同步展示進行比對,而日本長野縣立林業研究中心也開發出可應用於QGIS軟體與ArcGIS軟體中的外掛程式—CSMapMaker plugin(https://github.com/waigania13/CSMapMaker),讓使用者可以直接在軟體中尋找與安裝外掛程式,就能利用CSMapMaker製作出一張自己想要的地區範圍、精美的CS地圖。

在QGIS中,只需匯入所要製作區域的DEM圖層,並設定好高斯濾波器的參數值—標準偏差與半徑,最後設定想要的曲率計算方法,就可以產製出精美的CS地圖囉!

CSMapMaker於QGIS製作介面
CSMapMaker於QGIS製作介面

在ArcGIS中,只需要匯入所要製作區域的DEM圖層,並先設定好匯出文件夾位置,中心點權重值及圖層路徑(此二者可用預設值),繪製完成後,圖層功能中請依照順序(1)dem.lyr、(2)curvature2.lyr、(3)slope2.lyr、(4)curvature1.lyr與(5)slope1.lyr置入圖層,即可製成精美的CS地圖!

CSMapMaker於ArcGIS製作介面
CSMapMaker於ArcGIS製作介面
數位時代下的共享開源精神

日本長野縣立林業研究中心,秉持著資源共享的精神,自CS地圖成功開發後,便無償地將圖資展示於G空間情報中心網站(https://www.geospatial.jp/gp_front/csmap),提供使用者自由下載、檢視與應用,並發展GIS套件讓每個人都能夠自行製作,同時分享CS地圖判讀案例。2020年水保局技研小組也已針對國內判釋案例,彙編有「立體地形圖HOST MAP及CS MAP判釋參考指引」,可供使用者參考。
還等什麼呢? 快來自己製作一張精美的CS地圖,解開CS地圖裡的密碼吧!

G空間情報中心展示(摘自 https://www.geospatial.jp/ckan/dataset?groups=&ext_bbox=&q=CS立体図)
G空間情報中心展示(摘自 https://www.geospatial.jp/ckan/dataset?groups=&ext_bbox=&q=CS立体図)
相關連結:

1. BigGIS巨量空間資訊系統:
https://gis.ardswc.gov.tw
2. CSMapMaker plugin下載點:
QGIS-https://www.geospatial.jp/ckan/dataset/cs-tool
ArcGIS- https://www.geospatial.jp/ckan/dataset/csmapmaker
3. FOSS4G 2017 Tokyoハンズオン・CS立体図を用いた地形判読:
https://www.slideshare.net/osgeojapan/csfoss4g-2017-tokyo
4. G空間情報センター(G空間情報中心):
https://www.geospatial.jp/gp_front/csmap

參考文獻:

水土保持局,2020,立體地形圖HOST MAP及CS MAP判釋參考指引,共105頁。
潘國樑,沈哲偉,鄭錦桐,冀樹勇,2011,遙測影像判釋手冊:中興工程顧問社,台北市,共236頁。
長野県 林務部 長野県森林整備加速化林業再生協議会略綱部会,2014,「長野県型立体地形図=CS立体図」を用いた林内路網の路網配置検討手順,長野縣,共121頁。

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