壹、引言

 

地圖是記錄地理資訊的一種圖形語言形式，也是存儲和傳輸地理資訊的載體。它按照一定的數學法則，經過地圖概括化（Map Generalization）後，運用符號系統將地面上的自然和人文現象縮小呈顯於平面圖形上，主要可展現具空間分佈特性的自然型態及社會人文經濟等豐富訊息。[1]換句話說，這個工具具備描述地表空間物件的能力，進而產生下列的應用面[2]：

 

1. 利用地圖研究各種現象的分布規律，包括一種要素或現象的分布特點與區域差異，或同一要素中各種類型的交替與變化。

 

2. 利用地圖的可比性，分析相關地圖，可以發現各要素和現象之間的內部聯繫。

 

3. 利用地圖研究各種現象的動態變化。

 

4. 利用地圖進行綜合評價。如土地質量評價、環境質量評價、農業自然條件綜合評價等。

 

5. 利用地圖進行地理預測預報。如中長期天氣預報、氣候預測、水文預報、環境污染預報，以及大規模改造自然工程對環境影響的預測等。

 

6. 利用地圖進行區劃和規劃。

 

7. 利用地圖編製地圖。

 

綜言之，地圖不僅是區域性學科調查研究成果的一種表達形式，而且是許多部門和學科賴以分析研究、量算數據、綜合評價、分析預報、規劃設計和指揮調度等的重要資料。因此，在國民經濟、軍事和科學研究中得到廣泛的應用。傳統地圖由數學要素、地理要素及整飾要素（輔助要素）所組成，稱為「地圖三要素」，地理要素是地圖的主要構成部分﹐是地圖內容定向定位的基礎。[3]而地圖的種類可大致分為以下三大類[4]：

 

1. 普通地圖：綜合﹑全面地反映一定製圖區域內的自然要素和社會經濟現象一般特徵的地圖。

 

2. 專題地圖：著重表示一種或數種自然要素或社會經濟現象的地圖。

 

3. 其他主題圖：例等高線圖、高度分層設色圖、暈渲圖及3D地形圖等。[5]

 

隨著科學技術的進步，人們對於自然事物的認識程度不斷加深，地圖的定義也不斷的發展變化。近年來電子資訊科技的快術發展，在數位技術與傳統地圖學結合後，地圖衍生出更多元的應用方式，對地圖的定義也出現許多不同的見解。例如地圖數位化後，我們得以透過數位形式儲存和傳送，並可對地圖內容進行任意檢索和疊合不同資訊圖層，使地圖的應用層面更加廣泛而豐富。數位技術將地圖資料推入電子化的時代，相較於電子地圖，紙質地圖在應用上出現了侷限性，主要表現在[6]：

 

1. 繪製地圖時，調查蒐集的原始數據必須簡化、分類後才便於表達、理解，但很多有用的信息在分類中遺失。

 

2. 為了減少信息(資訊)遺失，地圖必須繪製得非常細致、精確，這一方面導致工作量增加，另一方面，製作複雜且過分精細的地圖，反而不便觀察。

 

3. 分類完畢後，若要換一種方式重新分類，又得從頭做起。

 

4. 在地圖上查找、檢索很不方便，誤差大：另外要加入新的訊息或建立不同專題地圖之間的聯繫亦非常困難。

 

5. 地圖的更新方法複雜，更新周期太長，常常要幾十年或更長的時間。

 

6. 對於變化很快的事物，如城市建設等，很難及時跟蹤。

 

為了有效地研究、規劃、管理人類賴以生存的空間環境，需要能方便、迅速、精確地對空間資訊進行儲存、查詢和分析的工具，以彌補手工繪製專題地圖和普通地圖的不足。而這也是地理資訊系統興起的原因。

 

地理信息(資訊)系統（GIS，Geographic Information Systems）興起於是20世紀70年代，是在電腦資料庫技術、遙測技術、電腦輔助繪圖技術的基礎上，逐漸發展起來的新興領域。舉凡與空間有關聯的資訊，皆為GIS處理、分析的範圍。從歷史發展的角度來看，GIS脫胎於地圖，地圖學理論與方法對GIS的發展有著重要的影響。GIS也可說是地圖資訊的新載體形式，它具有存儲、分析、顯示和傳輸空間資訊的功能，同時，地圖仍是目前GIS的重要資料來源之一。通過GIS工具，可以把紙質地圖經過處理而轉換成在螢幕上顯示的電子化地圖，以滿足人們使用地圖的新的要求。[7]因此，地圖數位化的工作顯得相當重要，尤其是對具有歷史價值的老地圖而言，一方面有藉著數位化保存地圖影像資訊的意義，一方面透過GIS軟體，地圖數位影像亦可成為繪製新圖的資料來源。

 

而如何將地圖數位化，並且在品質上有適當的管理，即是本參考標準制訂之重點。此外，本參考標準尚有兩項特點，一是重視理論與實務並重，其次為賦予各執行單位彈性選擇空間。

 

就重視理論與實務並重而言，本參考標準建立在數位典藏國家型科技計畫的實務操作經驗上，評估各計畫流程的妥適性和適用範圍，研擬出標準工作流程規範，並結合各數位化知識原理、數位影像概念、設備選用資訊，考量力求完善，使參與人員或有興趣者了解其知識背景。就賦予彈性選擇空間而言，本參考標準分別依據不同媒材、應用方式、預算考量等，建議不同的選擇方式，給欲參與者更多的彈性空間，以選擇適合自身的數位化方案。以下約略敘述本參考標準之適用範圍，包含本參考標準之適用對象、數位化物件、數位化方式及數位化工作流程。

 

一、適用對象

 

本參考標準之適用對象，主要為已進行數位化工作者，想進一步了解工作程序之原理規範，調整工作內容；或欲從事數位化工作者，協助其規劃合適之數位化方案；以及對數位化工作內容有興趣者。

 

二、數位化物件

 

地圖圖資原應涵蓋兩大部份：一為地圖，另一為遙測影像。遙測是一種不通過直接接觸目標物，而獲得其資訊的一種新型的探測技術。它通常是指獲取和處理地球表面的資訊，尤其是自然資源與人文環境方面的資訊，並最後反映在相片或數位圖像上的技術。圖像通常需要進行處理方可使用，圖像處理包括圖像壓縮，圖像存儲，圖像增強、處理以及量化圖像等。目前，遙測已經成為環境研究中極有價值的工具，不同學科的專業人員不斷地發現，航空遙測的資料在各領域內的潛在應用。其最大特點在於能及時地提供準確、綜合和大範圍內進行動態檢測的各種資源與環境資料，因此遙測資訊就成為GIS十分重要的資訊源。[8]遙測影像主要為航空影像及衛星影像，國內主要的航空影像來源，為軍方所擁有之中國大陸及台灣地區，自民國三十年代迄今之航空照片、底片。

 

地圖是人為編繪的一種空間資訊，精確紀錄著特定區域中地形、地物的空間位置、方向與距離等資料。與遙測技術相比，具有以下特點：

 

（一）由特殊的數學法則產生的可量測性

 

地圖是按嚴格的數學法則編制的，它具有地圖投影、比例尺和定向等數學基礎，從而可以在地圖上量測位置、長度、面積、體積等數據，使地圖具有可量測性。

 

（二）由使用地圖符號表達事物產生的直觀性

 

地圖符號系統稱為地圖的語言，它們是按照世界通用的法則設計並與地面物體對應，藉由符號和文字標記來表現，與影像比較起來，其優勢如下[9]：

 

1. 地圖由于使用了特殊的地圖語言來表達事物，使之具有直觀性的優點。

 

2. 地面物體往往具有複雜的外貌輪廓，地圖符號由於進行了抽象概括，按性質歸類、使圖形大大簡化，即使比例尺縮小，也可以有清晰的圖形。

 

3. 事物的數量和質量特徵不能在照片上確切顯示，如水質、溫度、溼度、土壤性質、路面材料、居民地的人口數、工農業產值等，在地圖上可以通過專門的符號和註記表達出來。用地圖語言再現的客觀實體，具有很強的直觀易讀性。

 

地圖雖然具有以上特點，但由於地圖製作以紙類為主要材質，較容易因天然災害、使用狀況或溫濕度影響而受損及脆化，因此地圖之數位化工作相當重要且不容怠慢。

 

 

三、數位化方式

 

目前地圖數位化作業大多採取「掃描」為主要方式，然地圖偶有特殊尺寸或狀況不佳之大圖，非掃描器所能處理，須以真空吸氣台搭配數位機背翻拍加以數位化，因為此部分屬特殊情況，本參考標準不再贅述，僅以掃描程序加以說明。

 

 

四、數位化工作內容

 

地圖圖資數位化工作流程規劃主要分為三個階段：「前置作業」、「物件數位化程序」及「後設資料與資料庫建置」。「前置作業」旨在說明數位化工作進行前的準備工作，包含一、數位化物件資料狀況了解；二、評估設備及成本效益；三、訂定數位化規格標準；四、制定數位化工作流程規範。「物件數位化程序」旨在詳細說明數位化工作的各項執行步驟和注意事項、圖像編修及備份管理等。內容包含：一、建立色彩管理模式；二、掃描流程；三、數位圖像編修；四、備份管理。「後設資料與資料庫建置」旨在說明地圖後設資料標準及其著錄規範，包含一、後設資料之建置方式；二、後設資料著錄；三、資料庫建置。此外，本參考標準另以專章介紹適用地圖圖資數位化工作之軟硬體設備與成本概估，說明各項掃描設備、軟體用途、功能及價格，以作為數位化工作者選擇數位化方案之參考依據。

 

最後需說明的是，本參考標準之編定，有賴於各計畫執行單位之規範及工作經驗，以及相關之參考文獻，略述如下：

 

一、專書著作部份

 

（一）《 數位化工作流程圖文說明－十二主題小組》套書，以文字及圖像詳實紀錄各單位數位化工作流程，包含各式規範、工作流程調查表等。為目前紀錄數位化工作最為詳盡的一套叢書， 且為了解各機構單位實務經驗最好之依據。

 

（二）《數位典藏技術彙編2002、2004》為數位典藏相關技術規範參考。收集技術類規範共187篇， 對於數位化規格、規範、工具、設備等皆有說明，大部分內容在於後設資料的建置。

 

（三）《文獻典藏數位化的實務與技術》由台大圖書館特藏組編審洪淑芬所編著，分析數位化流程各步驟與應用技術。豐富之實務經驗，內容含括層面廣泛並考量周到，由前置作業到數位化方式的執行細微之處，都能一一說明。

 

（四）其它關於數位圖像編修技術、色彩管理、數位攝影、圖像輸出列印、藏品保存手冊等市面上專書，對於圖像格式、色彩管理等知識皆有詳細說明，有助強化理論部份。

 

二、期刊、規範類

 

期刊主要參考數位典藏相關研討會收錄之文章或計畫工作人員發表之期刊論文。如：中央研究院計算中心范成棟、廖泫銘發表之〈地圖與遙測影像主題典藏數位化〉，內容介紹地圖與遙測影像數位化規範，以符合向量化應用之需求，並對其發展之技術作一分析介紹；黃如足、梅士傑發表之〈標準作業程序（SOP）於數位典藏建置之初探〉，介紹SOP基本概念及制定方法，以國立歷史博物館之應用為例，介紹標準作業程序之定義，為本篇研究目的之立基，以此延伸作更深入之應用與研究。規範類如：國土資訊系統標準規範說明、後設資料需求規格書、數位檔案命名規則等，對於規範之制定，有良好的來源。

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[1] 李若愚，《地理資訊系統概論》，全華科技圖書股份有限公司，2006年2月，頁1-6。

[2] 詞條：地圖地理要素，《中國大百科》，檢索2009年1月，http://etd.sinica.edu.tw/cpedia/Content.asp?ID=74645&Query=9

[3] 詞條：地圖方法，《中國大百科》，檢索2009年1月，http://etd.sinica.edu.tw/cpedia/Content.asp?ID=74642&Query=1，

[4] 詞條：地圖，《中國大百科》，檢索2009年1月，http://etd.sinica.edu.tw/cpedia/Content.asp?ID=31795&Query=1

[5] 同註1，頁1-10。

[6] 鄔倫、張晶等編著，《地理信息系統》，北京電子工業出版社，2002年7月，頁11-12。

[7] 鄔倫等編著，《地理資訊系統原理、方法和應用》，北京科學出版社，2001年，頁17-18。

[8] 同上註，頁19。

[9] 祝國瑞，《地圖設計與編繪》，武漢大學出版社，2001年，頁1-3。

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