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海平面上升之威脅
圖一 全球海平面變遷趨勢。圖片來源:EPA’s Climate Change Indicators (2012)
當海平面上升之後,可能會導致破壞性侵蝕、洪水、家庭用水以及農業用水的污染等後果,同時也對居住於海邊或低漥地區的居民造成嚴重威脅,包括更頻繁的洪水、甚至是住家遭到淹沒等等。根據科學家們的預測,海平面最高可能上升7公尺,也就是當綠島上的冰層全數溶解的狀況。而其後果可能導致世界上多數的大城市都遭到淹沒,包括倫敦以及洛杉磯等。
台灣是位於東亞的一個島國,因此高度受到海平面上升的影響與衝擊,在本章節中,將會介紹如何透過SuperGIS產品來分析海平面上升對於台灣的衝擊,以及如何將分析成果分享給全世界知道。
資料準備與分析
首先,必須先準備數位高程模型資料(Digital Elevation Model, DEM)才能夠進行海平面上升的模擬分析,我們能夠透過數位高程模型資料來計算海平面上升5公尺或10公尺的覆蓋範圍與面積。另外,還必須準備一張影像底圖,例如衛星空拍圖,作為底圖參考使用,如圖二所示。
圖二 將DEM與影像底圖加入至SuperGIS Desktop當中
加入圖層之後,便可以利用toolkit工具來客製化一個地理分析流程。首先,利用Con工具並且使用SQL語句來選取DEM資料當中高度低於5公尺的地區,SQL語句如: “[Value] <= 5 AND [Value] >= 0”。接著再利用Raster To Polygon來將輸出的網格資料轉換為向量面資料,之後才能夠使用Select工具來透過屬性查詢的方式輸出高度低於5公尺的地區,如下圖三所示。
圖三 海平面上升模擬的分析流程
透過修改圖三分析流程當中的參數,您就可以得到不同海平面上升高度的影響範圍,例如5公尺與10公尺。可以看到,大部分的影響地區都是屬於沿海城市,包括台灣的首都-台北,如下圖四所示。為了要能夠更生動的呈現GIS資料,並且更詳細的說明地形與海平面上升之間的關係,可以透過3D展示的方式,將分析成果透過SuperGIS 3D Earth Server發佈並且分享給所有網路使用者。
圖四 海平面上升不同高度時的影響範圍
將分析結果透過SuperGIS 3D Earth Server發佈
要將分析結果發佈之前,您必須要先擁有一個充分授權的帳號。如果您是SuperGIS 3D Earth Server的管理者,那麼就具備有發佈服務的能力,如果不是,則您必須與SuperGIS 3D Earth Server的管理者連繫以取得可以進行服務發佈的帳號。當建立帳號時,有多種選項與設定提供選擇,以下列出常用的帳號角色以及其設定:
表一 常用帳號角色列表與設定
Role |
Settings |
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Administrator |
Publish |
Access to data |
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Publisher |
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v |
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Editor |
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v |
Author |
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v |
v |
Administrator |
v |
v |
v |
服務發佈者(Publisher)具有服務發佈的能力,但無法存取資料庫與伺服器當中的資料,因此無法進行資料的編輯。編輯者(Editor)無法發布服務,但卻能夠編輯所發布過的資料。地圖作者(Author)同時具備服務發佈以及資料編輯的能力,但是無法登入SuperGIS 3D Earth Server Manager進行帳號管理。而管理者則具備所有的能力,包括發佈服務、資料編輯、以及登入SuperGIS 3D Earth Server Manager。
當您擁有充分授權的帳號之後,就可以直接透過SuperGIS Desktop中的add-on: 3D Earth Administrator進行地圖設計與資料發佈,如下圖五所示。打開3D Earth Administrator之後,在Server Location欄位當中輸入伺服器位址,並且輸入具有充分授權的帳號與密碼。
圖五 透過3D Earth Administrator發佈服務
接著,依循發佈流程當中的步驟設定您的服務,包括設定為僅上傳快取影像、以及上傳所使用的DEM資料等,如圖六所示。如果您想要在您的網頁應用程式當中使用查詢功能,那麼在上傳時就必須選擇上傳實體資料,如此才能夠透過資料庫當中的屬性表進行查詢。在本範例當中,由於不會使用到查詢功能,因此可以僅上傳快取影像即可,以免佔去資料庫的儲存空間。最後,切記要同時上傳DEM模型資料才能夠將您的分析結果在三維空間當中展示。
圖六 發佈服務的設定
將資料分享給全世界
要分享資料,您僅需要透過簡單的幾個步驟就可以透過SuperGIS 3D Earth Server Manager來將服務製作為網頁應用程式。您可以在建置網站的過程當中選擇多個服務呈現在應用程式當中,因此,你可以將常用的底圖發佈為一個服務,如此一來,往後您只需要將其他服務套疊在該底圖服務之上,就可以輕鬆完成一張主題地圖的設計。最後,您可以使用SuperGIS 3D Earth Server所提供的工具列來替您的網頁應用程式增添許多有趣的功能。包括索引圖、圖形標記工具、新增KML/KMZ、查詢功能、量測工具、以及畫面分享工具。
在本範例當中,使用到了索引圖、圖形標記工具、新增KML/KMZ、以及量測工具等,讓使用者可以與所發佈的服務、GIS資料進行互動,例如他們可以量測淹水地區的面積有多大等,如下圖所示。
圖七 利用量測工具在網頁應用程式當中進行測量
將分析結果分享給全世界之後,全世界的人們就可以透過網站看見海平面上升的影響範圍,並且更加了解環境、地形等與海平面上升之間的互動關係,對於影響程度有更深刻的映像。
結論
全球暖化長久以來都是眾索矚目的議題,而海平面上升則是全球暖化的主要影響之一。然而,由於海平面上升的速率相對來說較為緩慢,使得人們不易察覺。透過SuperGIS Desktop,您可以分析不同海平面上升高度的影響範圍,並且利用SuperGIS 3D Earth Server將分析結果以三度空間的方式分享給全世界的人知道。本文介紹如何使用一系列不同的SuperGIS產品來將您的GIS資料以更淺顯易懂的方式分享給全世界知道。
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