空間資訊理論及實務　申論題歷屆試題與參考架構

115 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   去年馬太鞍溪流經之花蓮光復鄉因颱風造成重大災情，相關單位收集眾多衛星、航照、無人機，以及地面獲取影像及資料。這些資料若要在地理資訊系統上整合及分析，必須進行那些必要的處理與檢驗，以確保分析成果之正確性？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   多源資料（衛星、航照、無人機、地面調查）的解析度、坐標系統、時間與格式皆不同，直接疊合會產生錯位與誤判。作答主軸：先檢核資料品質與中繼資料，再統一空間基準，最後做精度驗證與不確定性評估。

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2. 2

   地理資訊系統中，如河流或道路中心線等線形特徵在向量資料格式時通常以複合線（Polyline）方式表示及儲存。請說明（可配合圖形）將向量資料轉換為網格資料時，該如何確保此類線形特徵不會流失，並保持連續。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   向量轉網格（Rasterization）時，細線若只取格網中心落在線上的格子，容易造成斷裂或漏失。作答重點是選擇適當的格網尺寸與轉換規則，並確保連通性。

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3. 3

   目前超高解析光學衛星影像的空間解析力幾乎可媲美航照，但以衛星影像立體對所產製的三維數值地表模型，其品質（尤其是高程精度）仍不如以相同空間解析力航照立體對所產製的模型，請申論其可能原因。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   衛星立體像對與航照立體對雖然地面解析度相近，但成像幾何、影像品質與後處理條件不同，導致立體匹配與高程精度落差。作答應從基高比、感測器幾何、輻射品質、匹配與控制點等層面分析。

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4. 4

   請說明什麼是合成孔徑雷達差分干涉（Differential Interferometric SAR, DInSAR）？並指出可以進行什麼應用？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   DInSAR 利用不同時間取得的兩幅（或以上）SAR 影像相位差，扣除地形與軌道等分量後，得到雷達視線向（LOS）微小地表位移，可達公分甚至毫米等級。作答先講原理，再列應用。

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114 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   為在地圖上表達地理資料在數量上之差異進行量化統計分級，試說明地圖定量符號（Quantitative Symbols）之種類。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   定量符號用來表達地理現象在數量上的差異，依現象分佈型態（點、線、面）與資料尺度選擇不同符號。作答宜先定義，再逐類說明符號的視覺變數與適用資料。

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2. 2

   試依下圖推導由立體像對之共軛像點 a( xa , ya ) 、 a( xa , ya ) 計算地物點 A的物空間三維坐標 ( X A , YA , Z A ) 之視差公式（Parallax Equations），並說明其需符合的前提要件。（25 分）B L1 L2 f xa xa () ay a ya a ay ya o ax ax o H Z Y Ay A ZA Ao Ao Ax YA P Datum X XA B-XA

   （25 分）

   本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。

3. 3

   若四波段遙測影像中一個像元之灰階值為(IR, R, G, B) = (150, 50, 100, 80)，試計算其正規化差異植生指數（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI ）、 正 規 化 差 異 水 體 指 數 （ Normalized Difference Water Index, NDWI），並說明依據該二指數之值如何判定此一像元之可能地物類別。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   以指數計算像元光譜特徵：NDVI 判斷植生，NDWI 判斷水體。依題目給定 (IR, R, G, B)=(150, 50, 100, 80)，先寫公式再代入，最後判釋。

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4. 4

   試分別說明在網格式（Raster-based）及向量式（Vector-based）地理資訊系統中表示高程資料的方法及其標示空間位置之方式。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   高程屬連續曲面資料，網格式以規則格網儲存各格高程值；向量式則以離散點、等高線或不規則三角網表示。位置標示方式亦不同：網格靠列行索引，向量靠坐標對。

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113 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   何謂空間資訊（料）的時間解析度（Temporal Resolution）？並請列舉說明三個影響衛星影像時間解析度的因子。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   時間解析度指感測器對同一地點重複觀測的時間間隔（重訪週期），代表捕捉地表動態變化的能力。作答先定義，再舉出三個影響因子並說明機制。

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2. 2

   說明地理資訊系統中 Topology（拓樸，或稱位相關係）的意義及功用，並以點、線、面三種資料形式說明至少三種位相關係。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   拓樸（Topology）描述地理要素之間不因形狀、大小改變而變化的空間關係，如相鄰、連接、包含。作答先定義，再說明功用，最後以點、線、面分別舉例。

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3. 3

   目前臺灣地區各縣市的千分之一地形圖皆為二維的平面圖資（層），請提出一套將千分之一地形圖擴充為三維圖資的策略。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   千分之一地形圖為二維向量圖層，含建物、道路、水系、等高線與高程點等要素。擴充為三維，核心是為要素補上高程或高度資訊，並建立三維模型與資料庫。作答應提出分層策略與資料來源。

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4. 4

   說明 TWD97[2010]及 TWD97[2020]與 TWD97 坐標系統的關聯和異同。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   TWD97 為臺灣採用的地心坐標系統，基於國際地球參考框架。由於臺灣位處板塊交界，地殼持續變動並受地震影響，坐標須定期更新，因此有 TWD97[2010]、TWD97[2020] 等後續版本。作答要抓住：同源相承、不同元期與框架成果。

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