Q请任找一张台中市内的任何地理图资.docVIP

Q：請任找一張台中市內的任何地理圖資，並說明其UTM坐標系統及TWD67、TWD97三種坐標系統的的坐標值。 A：坐標的意義在於表現某地所在之空間之位置，而隨著各地的地理特性不同(如山川起伏、國土範圍等)會影響坐標系統的採用；而台灣本身從農田水利坐標系統到TWD97坐標系統均曾採用或現行使用。 本次作業學生首先針對這三種坐標系統做一個說明 UTM坐標系統：Universal Transverse Mercator 國際橫麥卡托投影坐標系統，簡稱為UTM，國際間最普遍及通用之坐標系統；做為許多地圖校正依據，有下列特點：圓柱橫套於地球，再將地表投影至圓柱上，並將圓柱體展開成平面。圓柱與地球沿經線方向相切於子午線上 ，切線稱為「中央經線」。在中央經線上，投影面與地球完全密合，圖形無變形；由中央經線往東西兩側延伸時地表圖形會逐漸放大，變形加劇。為了保持投影精度在可接受範圍內，每次只能取中央經線兩側附近地區來用，因此必須切割為許多投影帶。 圓柱繞極點，每6°一帶，從180°W起算向東依序劃分60區，只用於84°N至80°S，極區畸變過大。各帶以中央經線(Central meridian)與赤道交叉點為原點，中央經線E=500,000m，N坐標依南北半球而定，中央經線尺度比=0.9996，兩旁180km約=1，外圍約=1.0003。 民國57年以虎子山為大地基準，參考橢球1909地球原子化算為UTM坐標系統，澎湖及台灣中央經線分別為117°及123°，尺度比為0.9996，尺度誤差最大為1/2500~1/1000，橫坐標西移500,000m，以軍圖及小比例尺為主。 橫麥卡托投影示意圖(本次作業繪製) UTM區帶劃分圖(取自張康聰，Introduction to Geographic Information System) TWD67坐標系統：民國65~68年將全省三角點全面檢測，持續採用TM投影，分為二度；原點定在通過121°與赤道之交點，121度為中央經線，誤差約1/10000~1/20000，尺度比為0.9999；但因部分地區在第三象限因而西移250,000m，以虎子山為大地基準點，為TWD67系統；是現今台灣各類如(像片基本圖、經建版地形圖等)及工程建設參考系統，含蓋台灣地區 TWD97坐標系統：67系統經過20多年後，許多的控制點都已經損壞或失喪，為了建立長久的控制測量與高精度測繪依據，內政部於民國82年起運用衛星定位測量技術，開始設置衛星追蹤站，做為衛星控制測量的控制點，並持續採用橫麥卡托二度分帶投影，參考橢球GRS80，中央經線維持在121°E，澎湖為在119°E，橫坐標西移250,000m，尺度比為0.9999 (以上文字及圖均整理並重繪至周天穎，地理資訊系統理論與實務，2003) 實作部分：將掃瞄過之像片基本圖(圖號為9521-3-030)，以ArcGIS之Georeferencing功能定位，由於圖本身已經過正射化處理，因而只需在GIS軟體中還原其坐標；而RMSE值為0.815，本圖之坐標系統為TWD67二度分帶。 圖：本次作業之基本圖9521-3-030經ArcGIS之Georeferencing功能定位成果 而ArcGIS套裝軟體之ArcCatelog功能可針對圖資坐標系統進行設定及修改，因此以ArcCatelog來轉換其坐標系統，並將點位(224500，2674500)數化，透過中央研究院開發之坐標轉換程式ShpTrans加以解算 圖：ArcCatalog坐標轉換操作過程 圖：新增坐標點位 分析：由於台灣地區UTM坐標之中央經線為123，採用TransverseMecator六度分帶，橫坐標西移值達500,000M，因此所呈現的坐標為與TWD67及TWD97有極大的差異；而TWD67及97則是基準的不同，67採用的是GRS67橢球體並以南投埔里虎子山為大地基準點，TWD97則是使用GRS80橢球體，以墾丁、陽明山等衛星追蹤站進行解算，是全球一置性的大地基準；而67和97系統之間的坐標轉換之誤差可大可小，目前沒有統一的轉換法，只能以地區特性加以解算；而學生也透過中央研究院開發之坐標系統轉換程式來加以解算，但無67-UTM直接轉換，因此透過67-經緯度-UTM來轉換 圖：ShpTrans坐標轉換 現將解算成果列舉如下： TWD67(224500,2677000)，TWD97(225328,2674295)，UTM (271321,2675445) 結論：實際上坐標轉換之成果並無一定的標準可檢驗，由於基準與投影參數皆不盡相同，以實際而言這樣的轉換是相當勉強的，還是要按照區域特性加以解算；或是透過不同坐標系統的同區域圖來計算坐標的變化。 參考資料 周天穎，地理資訊系統理論與實務，儒林出版社，2003，