成功大學全球觀測與資料分析中心

發展與應用多尺度遙測平台,在關鍵時空中進行觀測,並深入分析資料,將全球變遷引發的環境危機,轉為人類永續發展的契機。
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Web-GIS

網際網路空間資訊平台建置與應用 (Web-GIS)  

 

  隨著遙測技術及地理資訊分析系統的演進,各種初級(如遙測影像)、次級(演繹資料)及專業空間資料被大量生產出來,建置網際網路空間資訊平台(Web-GIS)之目的即為散佈及分享這些資訊,並發揮圖資最大的應用價值。既以發揮圖資最大應用價值為出發點,一個成功的Web-GIS應具備下列特點。此外,若Web-GIS可滿足這些特點,且具有較低的建置、維護與更新成本,或具有三維及動態空間資訊展示能力,則能有更為廣泛之應用。

1. 需盡可能降低使用者瀏覽Web-GIS之技術門檻及設定時間,例如採用一般瀏覽器設定即可存取資料,以促進更多用戶參與。
2. 需能整合、發佈各種格式的影像與向量資料。
3. 盡可能在不破壞圖資品質及特性的前提下,進行網際網路之快速分享、展示、查詢及分析。
4. 盡可能在不需增加軟硬體成本的前提下,任何時刻都提供穩定的連線品質及最大連線數。
5. 具開放原碼架構,開發者擁有規劃平台內容的最大彈性。
6. 具三方圖資共享特點,除平台開發者提供之空間資訊外,Web-GIS內建有豐富圖資及地理編碼功能,且可讓使用者能上傳分享其圖資。
7. 具行動化及便攜能力。

  過去15年來台灣致力於國家地理資訊系統(NGIS)之推動,建置收集了各種空間資訊,加上GIS在近年來逐漸融入政府決策與民眾生活,Web-GIS已成為不可或缺之資訊來源,惟目前仍未有單一商業或開放平台能完全滿足前述特點,再加上各單位建置Web-GIS的經費不一,因此形成了國內各種不同架構Web-GIS百家爭鳴,甚至單一機關特定功能卻有多個系統同時運作的情形。如此一來雖達到了空間資訊推廣之功用,但也造成維護上的負擔,且因缺乏了主題式的整合,可能讓使用者無所適從。
  本中心網際網路空間資訊平台建置與應用服務,乃根據客戶需求,如災害預警、行動化平台、影像比對、圖資查詢、主題資料整合及資料倉儲等,運用本中心技術優勢(如下所述),挑選最適合之軟硬體或雲端架構進行客製化平台建置,相關案例請參考實績

 


1.提昇Web-GIS多尺度、多期圖資整合及二、三維展示能力之關鍵技術:Superoverlay and Super KML Regions

  為使遙測影像及向量資料,在不破壞圖資品質及特性的前提下,進行網際網路快速分享及展示,本中心針對巨量遙測影像(高解析度遙測影像或raster資料)發展影像超級套疊(super overlay)技術,以2011年2m解析度福衛二號全島正射影像為例,原始影像需分成20片以上DVD方能儲存,經超級套疊處理後僅需2 KB大小之KMZ檔案即能透過雲端服務快速存取原解析度資料(請點選下列連結即可瀏覽:2010_Taiwan.kmz),若在Google Earth平台上展示,還能結合地形做三維展示及飛行瀏覽,如下圖。


Superoverlay: 玉山,福衛二號2m正射影像,2011

  另外,對於巨量向量圖資 (含數千個以上多邊形之向量資料,如地籍圖及土地利用圖,每個多邊形又具有其屬性資料),本中心也發展專供向量資料快速發佈之超級區域技術(Super KML Regions, SKR)。向量資料無解析度等級(Level of Detail)之分,因此Web-GIS載入向量資料時無法以類似影像之分級解析度方式呈現,而一次載入所有向量圖資時又會超過系統負荷,造成連線速度慢或系統當機。透過SKR技術可預先將巨量向量圖資處理後置於雲端,使用者只需以一數KB大小之KMZ檔案即能存取及展示,不但可降低系統負荷且能維持各多邊形屬性資料特性,如下圖。


Super KML Regions: 地質災害潛勢區

 

2. 簡化Web-GIS雲端發佈程序、降低雲端維護成本之關鍵技術:成功大學雲端服務

  為因應Web-GIS透過網路快速提供巨量資料之需求,現有Web-GIS逐漸與雲端技術進行整合。簡單來說,雲端服務提供廠商的資料中心是一望無際的大機房,有數以萬計的伺服器,廠商運用這些硬體資源,再以虛擬伺服器的型式,把運算、儲存及頻寬等資訊資源,透過網際網路提供給客戶。雲端服務是將軟體及數據存在雲端主機群內,其特點為可按實際需要而動態擴充運算資源及套件,當運算規模增加,雲端運算資源可彈性擴充,使用者則按實際資源使用量付費。本中心Superoverlay或SKR處理程序都在本機端完成,完成後的圖資上傳到成功大學雲端伺服器後僅使用到儲存資源,使用者存取時無須耗用運算資源及時間,如此可有效簡化Web-GIS雲端發佈程序並降低維護成本。
  此外,好的雲端服務可使伺服器之間的負載盡量維持平衡(load balancing),充分利用可掌握的計算資源,即便連線數突然暴增(如災害緊急應變時),也可維持穩定的服務品質,例如2011年3月11日東北大地震發生後,本中心於3月12日發佈震災前後期福衛影像比對成果,發佈前每日連線數僅4人,發佈後系統單一小時最多連線人數達2504人,最大流量約686 MB/hr,不僅能正常運作,也無須額外增加軟體費用。

 

3. 提昇圖資動態展示能力之關鍵技術

  本中心目前建置之資訊平台都具有開放源碼架構,開發者除了擁有規劃平台內容的最大彈性外,也不會受到既有功能不足或開發軟體需再付費升級後才能擴充功能的限制。目前Web-GIS以呈現靜態圖資為主,若欲呈現能即時自動滾動更新之動態資訊(如雲圖、雨量、車流量及動態模式計算資料)往往需借重其他開發工具。本中心在公路防救災GIS決策支援系統中,因應防災預警及部署之需求,藉由其他開發工具之輔助,成功加入大量能自動滾動更新之動態圖資,例如氣象資料、燈號警示及邊坡安全係數等,其中還包括在Web-GIS平台上首次以向量格式成功發佈總數達24萬個格點之近即時雷達降水資料(QPESUMS),如下圖,充分展現Web-GIS的動態展示能力。


QPESUMS雷達雨量資料發佈(粗格網)

QPESUMS雷達雨量資料發佈(細格網)

 

4. GEODAC網際網路空間資訊平台建置與應用實績

  運用前述關鍵技術及同仁快速開發的能力,本中心目前已開發並進行多個Web-GIS 的維運(實績)。此外,因應行動設備(智慧手機、平板電腦)之普及,本中心也將陸續開發可在行動設備上使用之Web-GIS,並結合中心顧問團隊之專業背景,推出功能及內容更為完善之主題式整合資訊平台。