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(上)
期數 / 第1期
發布日期 / 2021.03.04
主筆 / 陳昭岑
責任編輯 / 陳振宇
儘管目前Google Earth等3D地形展示工具已非常便利，但實務上，平面地形圖仍是工程規劃設計時不可或缺的基礎工具。然而，如等高線法、分層設色法、立體陰影法等的傳統平面地形圖，除了無法呈現微地形特徵外，對於一般民眾而言，亦不易直接透過圖資判讀地表變化，或於腦海中自動轉換成三維地形。
常用的地形圖型式
DEM資料衍生的新形態立體地形圖
近年來由於高精度數值高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的普及，各種新型態的地形圖亦陸續發展。例如結合地形開闊度及坡度的紅色地圖、融合高度與不同光源方向產製之立體彩繪明暗圖，以及整合坡度、曲率、高程的CS地圖等，均具有可呈現微地形特徵並具立體感的優勢。
相同地點不同圖資呈現之效果
CS地圖開發歷程及製作原理
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，亦可直覺的判讀出地形特徵與其立體感，日本長野縣立林業研究中心(長野県林業総合センターが)開發出新型態的地形圖－CS地圖。結合地形高程(Height)、地形曲率(Curvature)及地形坡度(Slope)之CS地圖，運用不同的色調及透明度來表現地形的坡度與曲率，並將不同的圖資套疊，讓人以肉眼觀看便能輕易的辨識出不同的地表特徵。
CS地圖製作原理(摘自Kosuke ASAHI，2017)
其中，曲率係表現地面起伏的複雜程度。CS地圖應用地形曲率概念，讓使用者在判讀時能更精準的了解整個坡面的水流方向。
地形曲率與水流方向示意圖(摘自ESRI，2012)
為能使在判讀圖資時，能快速區別地形特徵，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。當局部地貌呈現青色，表該地屬凹面型地貌，如野溪、河谷、湧水點等，顏色越濃則凹陷程度越劇烈；反之，當局部地貌呈現橘紅色，表該地屬凸面型地貌，如山脊線、斷崖等，顏色越濃則凸出程度越劇烈。
CS地圖色調層級(修改自Kosuke ASAHI，2017)
CS地圖的優勢
在地形判釋上，由於CS地圖著重於局部地貌的凹凸曲率判讀，而邊坡上之凹槽通常為水體匯流或侵蝕之處，故CS地圖於水路相關應用及局部微凹凸地形的判釋較其他地形圖(如H.O.S.T地圖或經建版地形圖)優越。坡面的湧水點或凹面型地貌，在CS地圖上會呈現青色，若有明顯河道則呈現深青色，若無明顯湧水則呈現淡青色。由H.O.S.T地圖上雖亦能明顯看出坡面地形，然坡面上的凹陷處邊界與水路的分佈，不如CS地圖明顯。
相同地點不同圖資呈現之地貌特徵
各地CS地圖成果展示
目前日本已有公開10m解析度之全國CS地圖，而靜岡縣已有公開1m解析度之CS地圖，長野縣與岐阜縣已有公開 0.5m解析度的CS地圖，並將圖資展示於G空間情報中心網站(https://www.geospatial.jp/gp_front/csmap)，使用者可自由下載檢視。
在國內部分，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)，使用者可自由切換雙視窗或二維與三維地圖同步展進行比對，快來感受一下CS地圖的魅力吧 !
全台CS地圖成果展示
想知道怎麼從CS地圖上看出水體匯集處的位置？想要學習如何解讀CS地圖代表的地形樣貌？學會判讀CS地圖後，如何自己製作出一張精美的CS地圖？下一期電子報將為大家介紹CS地圖的判讀方法，以及如何自製CS地圖！
相關連結:
1. BigGIS巨量空間資訊系統:
https://gis.ardswc.gov.tw
2. ESRI曲率功能說明:
https://desktop.arcgis.com/en/arcmap/10.3/manage-data/raster-and-images/curvature-function.htm
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:
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，「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，2014。
