臺灣博碩士論文加值系統

傳統的二維網格或向量式地圖已無法滿足人類使用之需求，隨著資料攫取與電腦科技的進步，地理資訊逐漸朝向三維空間資訊發展，以更真實的描述人類生活的世界。目前，數位城市之建構在全球掀起一股熱潮，其中三維建物模型之建立更是近幾年國內外研究的熱門話題。多數的研究以三維建物之視覺化為主，但三維建物不應只有建物外觀的展現，而是應該能夠整合其他相關資訊加值應用。
三維建物的建置內容複雜所須耗費的資源龐大，不同領域所建置之三維建物空間資訊如何共通共享再利用，也是眾所關注的焦點之一。國際上ISO與OGC兩大標準組織積極投入地理資訊等相關標準之制定，OGC已於2008年8月正式公布CityGML為三維城市模型資料流通標準規範。國內政府機構與學術單位也跟隨潮流積極推動地理資料流通標準之研究與制定，惟目前多著重於二維資料流通標準的制定，尚缺乏三維資料流通標準的探討。
基於上述觀點，本研究採用資料細緻層次(Level of Detial，LOD)概念建置多尺度三維建物模型。以都市發展單位之地形圖資模塑LOD1-LOD2建物模型，以地政單位之建物測量成果圖等相關資料產製LOD3-4建物模型，完成多尺度三維地籍建物圖資建置。在資料流通方面，本研究遵循國際OGC CityGML標準，並依多尺度三維地籍建物資料之內容與特性，設計一套三維地籍建物資料流通架構，並以開放式展示軟體驗證三維地籍建物資料流通的可行性。

The traditional 2D grid or vector maps have been unable to meet the demand for human use, with the progress of data mining and computer technology, geographic information gradually towards the development of 3D information in a more realistic description of where human beings have lived in. Currently, the construction of Cyber City in the world becomes a hot topic, and the establishment of 3D building model is especially the focus no matter in domestically or abroad. Most of the researches put the emphasis on 3D visualization of the building, however, the 3D building model should not only show the appearance of buildings, but also integrate value-added application of other relevant information.
In addition, due to the complexity of 3D building models, therefore it requires huge amount of resources, how to share the 3D building models built in different areas has also catch people’s attention. The two major international standards organizations ISO and OGC were actively involved in development of related standards of geographic information. OGC has officially announced CityGML as an encoding standard for the representation, storage and exchange of virtual 3D city models in August 2008. Our government agencies and academic institutions also follow the trend of the flow which aggressively promoted the exchange of geographic information research and standards development. Unfortunately, currently, we put more focus on 2D geodata standards, but lacking exchange standard for 3D geographic information.
To conclude, the study adopts the concept of level-of-detail (LOD) to build continuous four level-of-details modeling of 3D building models. Complete the multi-level 3D cadastre building model by using the topographic maps of Urban Development Organization to model LOD1-LOD2 building models and of Land Portal to structure LOD3-LOD4 building models. Regarding the data flow, the study designs a set of data exchange framework of 3D cadastral building model which followed international standards OGC CityGML and the contents and characteristics of multi-level 3D cadastral building models, at the same time to use open 3D display software to verify information on 3D cadastral building model data circulation feasibility.

摘要 i
Abstract iii
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
第一節 研究動機與目的 1
第二節 研究範圍與限制 3
第三節 研究方法 4
第四節 研究流程與架構 5
第二章 文獻回顧 7
第一節 三維空間資訊發展與應用 7
第二節 XML技術 13
第三節 地理標記語言GML 17
第四節 城市地理標記語言CityGML 21
第五節 我國地理資料標準制度之發展現況 28
第三章 三維建物模型建置 35
第一節 LOD1三維建物模型 36
第二節 LOD2三維建物模型 42
第三節 LOD3三維建物模型 47
第四節 LOD4三維建物模型 57
第五節 建物模型實作與成果 65
第四章 多尺度三維地籍建物資料流通架構設計 71
第一節 三維地籍建物資料供應圖徵 72
第二節 多尺度三維地籍建物資料流通應用綱要與編碼 75
第三節 實作成果展示 88
第五章 結論與建議 105
第一節 結論 105
第二節 後續研究建議 107
參考文獻 109
附錄一 多尺度三維地籍建物資料流通架構XML Schema 115

內政部（2008）。國土資訊系統資料標準訂定參考手冊。
王聖鐸、曾義星（2000）。三維城市空間資訊系統之資料架構，第十九屆測量學術及應用研討會論文集，頁353-362。
王聖鐸、曾義星、林耀宗（2008a）。浮測模型法－堆積木式的三維城市模塑技術，中華技術，第七十九期，七月號，頁161-169。
王聖鐸、曾義星、傅秉綱（2008b）。以真實影像自動化敷貼三維建物模型表面之研究，航測及遙測學刊，第八卷、第三期，頁59-72。
史文中、吴立新、李清泉、王彥兵、杨必胜（2007）。三维空间信息系统模型与算法，電子工業出版社，中國：北京。
朱子豪與樊先達（2006）。GIS空間資料在動態3D GIS上的資料型態與展現探析，國土資訊系統通訊，第六十期，頁2-21。
江渾欽（1999）。「國土資訊系統土地基本資料庫──建物測量系統」規劃、分析、設計報告書，高雄市政府地政處。
江渾欽（2007）。國土資訊系統計畫基礎境建置第一期作業「多目標地籍圖立體圖資建置及查詢系統」期末報告書，高雄市政府地政處委託。
江渾欽（2008a）。國土資訊系統計畫基礎境建置第二期作業「多目標地籍圖立體圖資建置及查詢系統」期末報告書，高雄市政府地政處委託。
江渾欽（2008b）。三維建物測量系統的建置與應用發展，2008三維數位城市模型先期建制工作成果發表及應用研討會。
江渾欽（2008c）。地籍建物測量成果資料立體化發展之規劃與應用，國土資訊系統通訊，第六十六期，頁37-53。
江渾欽（2009）。樓層平面圖立體化與加值應用，台灣土地研究，第十二卷，第一期，頁31-53。
余顯強（2004）。XML標準與技術簡介，數位典藏國家型科技計畫，臺北市。
吳翌禎（2003）。XML技術應用於建築管理資訊交換與共享之研究，國立臺灣大學土木工程學研究所碩士論文。
李定剛（2005）。應用於互操作性環境之地理資料描述基本架構，國立成功大學測量與空間資訊學系碩士論文。
周宏達、曾義星、王聖鐸（2005）。航測影像模型式建物重建，中華技術，第六十六期，四月號。
林龍震老師工作室（2006）。AutoCAD & SketchUp建築自動化應用實務，金禾資訊，臺北市。
邱式鴻（2008）。以資料蒐評法和影像分塊技術自動萃取空載光達資料中的建物共面屋頂點，台灣土地研究，第十一卷，第一期，頁105-131。
洪振偉、邱永聰著（2007）。3DS MAX模力聖堂，旗標出版股份有限公司，臺北市。
洪榮宏（2008）。內政部營建署市鄉規劃局委託辦理「國土資訊系統土地使用分區資料標準制度規劃建置作業」案期中報告書，內政部營建署市鄉規劃局。
洪榮宏、楊錦松、郭巧玲（2008）。開放觀點之土地利用資料流通與互操作應用，地籍測量，第二十七卷，第四期，頁30-50。
洪榮宏與楊錦松（2008）。土地基本資料流通共享相關標準制度規劃建置，國土資訊系統通訊，第六十六期，頁25-36。
張忠吉、黃旭初、林孟玲（2002）。ISO國際標準應用於國土資訊系統資料流通之研究，內政部九十一年度研究發展報告。
張智安與陳良健（2006）。利用光達資料模塑建物之研究，航測及遙測學刊，第十一卷，第二期，頁175-189。
陳建勳譯（2001）。XML學習手冊，Erik T. Ray原著，美商歐萊禮，臺北市。
黃旭初（2004）。國土資訊系統資料流通基礎建設—以ISO國際標準建構國土資訊系統資料標準，國土資訊系統通訊，第五十一期，頁63-66。
鄧東波（2004）。使用GML之實務經驗 GML in Practice，開放式地理資訊系統研討會。
饒見有、王冠華、陳良健（2005a）。基於SMS演算法進行半自動化房屋模型之重建，航測與遙測學刊，第十卷，第四期，頁337-350。
饒見有、張智安、陳良健、蔡富安、蕭國鑫、徐偉城（2005b）。建構像真城市模型之研究，2005年台灣地理資訊學會年會暨學術研討會論文集。
Ackermann, F. (1999). Airborne Laser Scanning-present status and future expectations, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 54: 64-67.
Altmaier, A., & Kolbe, T. H. (2003). Applications and Solutions for Interoperable 3d Geo-Visualization In: Fritsch, Dieter (Hg.): Proceedings of the Photogrammetric Week 2003 in Stuttgart. Wisualization.
Ameri (2000). Automatic Recognition and 3D Reconstruction of Building through Computer Vision and Digital Photogrammetry. Deutsche Geodätische Kommission, Reihe C, Nr. 526, München.
Benner, J., Geiger, A., & Leinemann, K. (2005). Flexible generation of semantic 3D building models. Proceedings of the 1st International Workshop on Next Generation 3D city model,Bonn.
Billen, R. & Zlatanova, S. (2003). 3D spatial relationships model: a useful concept for 3D cadastre? Computers, Environment and Urban Systems, 27: 411-425.
Bishr, Y. (1998). Overcoming the semantic and other barriers to GIS interoperability. Int. J. Geographical Information Science,12(4):299-314.
Cover, R. (2003). OGC Announces OpenGIS Geography Markup Language Implementation Specification (GML 3). http://xml.coverpages.org/ni2003-02-06-c.html 瀏覽日期：20081111
Cox, S., Daisey, P., Lake, R., Portele, C., & Whiteside, A. (2004). OpenGIS® Geography Markup Language (GML) Implementation Specification, OpenGIS® Recommendation Paper, Version: 3.1.1, OGC Doc. No. 03-105r1, Open Geospatial Consortium .
Döllner, J. & Buchholz, H. (2005). Continuous level-of-detail modelling of buildings in 3D city models. Proc. of the 13th ACM International Symposium of Geographical Information Systems, ACM GIS 2005, 173-181.
Emgård, L., & Zlatanova, S. (2007). Design of an integrated 3D information model,in: Coors, Rumor, Fendel&Zlatanova UDMS Annual 2007, Taylor & Francis,26th proceedings of UDMS, 10-12 October 2007, Stuttgart.
Ewald, K. & Coors, V. (2005).Appraisal of standards for 3D city models. Information Visualisation, 2005. Proceedings. Ninth International Conference on , pp. 157-162, 6-8 July.
Foley, J., van Dam, A., Feiner, S., & Hughes, J. (1995). Computer Graphics: Principles and Practice. AddisonWesley, 2nd Ed.
Gröger, G., Kolbe, T. H., Czerwinski, A. & Nagel, C. (2008). City Geography Markup Language (CityGML). OGC Encoding Standard, Version 1.0.0, OGC Doc. No. 08-007r1, Open Geospatial Consortium .
Kolbe, T. H. (2009). Repreaenting and Exchanging 3D City Models with CityGML. In: Jiyeong Lee & Sisi Zlatanova (Eds.), Lecture Notes in Geoinformation and Catography, 3D Geo-Information Sciences. Springer Berlin Heidelberg.
Köninger, A., & Bartel, S. (1998). 3D-GIS for Urban Purposes. GeoInformatica 2:1, 79-103 (1998)Lattuada, R. 2006. Three-dimensional representations and data structures in GIS and AEC. Zlatanova, S.& Prosperi, D. (eds.), Large-scale 3D data integration–Challenges and Opportunities. pp. 57-86. London: Taylor&Francis.
Laurini, R. (1998). Spatial multi-database topological continuity and indexing: a step towards seamless GIS data interoperability. Int. J. Geographical Information Science, 12(4): 373-402.
Li, D., Zhu, Q., Liu, Q., & Xu, P. (2005). From 2D to 3D GIS for CYBERCITY. 2005年國際空間資訊理論與應用研討會論文集。
Lu, C.-T., Dos Santos Jr, R. F., Sripada, L. N. & Kou, Y. (2007). Advances in GML for Geospatial Applications. Geoinformatica, 11: 131-157.
Song, Y., & Shan J. (2004). Photorealistic Building Modeling and Visualization in 3-d Geospatial Information System, Geo-Imagery Bridging Continents XXth ISPRS Congress, 12-23: 16, Istanbul, Turkey, July 2004.
Stadler, A., & Kolbe, T. H. (2007). Spatio-semantic Coherence in the Integration of 3D City Models. In: Proceedings of the 5th International Symposium on Spatial Data Quality , Enschede 2007.
Tsai, F. & Lin, H. C. (2007). Polygon-based Texture Mapping for Cyber City 3D Building Models. International Journal of Geographic Information Science, 21(9): 965-981.
Zhu, Q., Li, F., & Zhang, Y. (2005). Unified Representation of Three Dimensional City Models. ISPRS Workshop on Service and Application of Spatial Data Infrastructure, XXXVI(4/W6), Oct.14-16, Hangzhou, China.
【網路資訊】
3D Total – The cg artist’s home page http://www.3dtotal.com/ 瀏覽日期：2009.04.06
3D-Stadtmodell Berlin www.virtual-berlin.de 瀏覽日期：2009.04.16
Aristoteles project homepage http://www.ikg.uni-bonn.de/aristoteles/index.php/Aristoteles
瀏覽日期：2009.05.09
Live Search Maps http://maps.live.com/ 瀏覽日期：2009.2.5
R3 STUDIO http://r3studio.blogspot.com/ 瀏覽日期：2009.04.06
SketchUp中文網站　http://www.sketchup.com.tw/　瀏覽日期：2009.03.30
台北市3D建物管理系統http://210.241.73.241/ 瀏覽日期：2008.12.16
台北市政府地理資訊網　Google Earth實驗計畫-臺北市3D立體建築物http://www.gis.taipei.gov.tw/cgi-bin/SM_theme?page=46822e7e　瀏覽日期：2009.04.06
台灣城市建築3D數位博物館 http://www.arch.nctu.edu.tw/projects/3dmuseum/index.html 瀏覽日期：2008.12.16
建築博覽Ａrch Info http://www.archinfo.com.tw 瀏覽日期：2009.03.26
國土測繪中心－黎明辦公區3D像真城市網際網路導覽系統 http://210.69.91.75/vr3d/index.htm 瀏覽日期：2008.12.16
國土資訊系統標準制度入口網站 http://standards.moi.gov.tw/index.htm 瀏覽日期：2009.05.11