地形视觉化之比较研究解读课件.ppt

1、指導教授：賴進貴研 究 生：陳伯銜研究動機大考中心的研究發現，學生有學習等高線的困難地形展示是地圖學的重大課題，傳統地圖中是如何表現地形資料呢？科技電腦又是如何表現地形資料呢？利用新的地形資料視覺化方式來進行輔助教學研究目的整理從古到今、從傳統地圖學到新近電腦地圖學及地理資訊系統中所較常使用的地形表現方法。以問卷方式進行，收集受測者判讀地圖的認知，以對各種地形表現方式進行比較。以問卷分析的結果做為佐證，提供教師參考，是否利用多種不同的地形表示方式，可以輔助學生學習較為困難的地形表現方式。人類認知視覺化地圖傳播理論（Robinson,1995）地形資料真實世界地圖認知的世界製圖者編碼Encodi

2、ng讀圖者解碼Decoding地形資料地形資料高度、坡度、坡向、地形特徵、起伏視覺化視覺化具象圖示、暈渲圖、暈滃圖、等高線圖、虛擬實境、動畫認知能力認知能力學習、經驗、能力、記憶、思考、語言地理資料中的地形資料地形是一種三維資料地形是一種等距資料地形是連續性的地形是平滑的數值地形模型TIN（不規則三角網，Triangulated Irregular Network）DEM（數值高度模型，Digital Elevation Model）Digital Contour（數值等高線）台灣地區40公尺解析度DEM視覺化定義使用具體的視覺展示方式，不論是在紙張上或是經由電腦螢幕甚至於使用其他的媒體，如此

3、使得空間上的脈絡和問題可以被看見，以便吸引人類最有力的和視覺相關的資訊處理能力（Slocum,1999）11種地形資料視覺化方式：具象圖、鳥瞰圖、暈滃圖、暈渲圖、分層設色圖、等高線圖、彩色暈渲圖、漁網圖、立體地形圖、虛擬實境、動畫人的認知分為六部份（Gleitman,1995）：1.學習（learning）2.感覺處理過程3.知覺（perception）4.記憶（memory）5.思考（thinking）6.語言（language）人類的認知必須先經過學習皮亞傑認知理論四個主要時期：1.感覺動作期（sensorimotor period）2.前運動期（preoperational period

4、）3.具體運思期（period of concrete operation）4.形式運思期（period of formal operation）形式運思期中才能對抽象事物進行思考研究動機研究目的文獻回顧問卷分析結論建議地形資料資料視覺化人類認知問卷設計地形資料視覺化方式地形資料視覺化方式具象圖鳥瞰圖暈滃圖暈渲圖分層設色圖等高線圖彩色暈渲圖漁網圖立體地形圖虛擬實境動畫問卷設計範例取自Imhof,1982,p.2&243範例取自莊永明編,1996 範例取自Imhof,1982,p.233 LetLets Flys Fly研究地區選定陽明山國家公園地區的DEM視覺化方式選定等高線圖黑白暈渲圖分層設

5、色圖彩色暈渲圖漁網圖立體地形圖動畫虛擬實境受測對象選定板橋高中學生問卷、問卷網頁三、分層設色圖(圖三)判釋l1.請問你覺得使用或判釋分層設色圖的難易度為何？l2.請從圖上判釋，A點高度為：m,B點高度為：m。對你來說，得知其高度的難易度為何？和等高線圖(圖一)比較起來，得知答案的難易度為何？l3.請從圖上判釋甲乙丙三區，何處坡度較為陡峭？對你來說，得知其地形的難易度為何？和等高線圖(圖一)比較起來，得知答案的難易度為何？l4.請從圖上判釋，a、b、c、d四點，何者可能位於河谷？對你來說，得知答案的難易度為何？和等高線圖(圖一)比較起來，得知答案的難易度為何？l5.判釋分層設色圖，你能大約得知該

6、地地形起伏為何？和等高線圖(圖一)比較起來，得知地形起伏的難易度為何？問卷結果統計板橋高中高一學生901人（男生452人、女生449人）。發出300份問卷，男女各150份，回收216份（男生74份、女生142份）。地形資料視覺化個別比較地形資料視覺化綜合比較1.列印於紙張上和展示於電腦螢幕畫面中的地形資料表現方式比較 紙張螢幕方便使用127(58.8%)89(41.2%)喜歡使用99(45.8%)117(54.2%)2.針對虛擬實境，安裝額外外掛程式是否影響使用意願3.和只判釋等高線圖比較起來，看過多種地形資料視覺化方式後，是否提供較多對於該地形的認識會還好不會45(20.8)121(56.0

7、%)50(23.2%)是還好不是136(63.0%)67(31.0%)13(6.0%)4.八種地形資料視覺化方式評比 一 二 三 四 五 六 七 八 最方便、快速地得知該地形起伏 8 3 22 30 8 19 6 4 準確地提供該地的地形資料 52 3 23 8 0 2 4 6 讓人印象最深刻 0 2 1 2 3 2 50 40 最喜歡的地形資料視覺化方式 9 5 10 11 3 6 40 16 不可能很困難稍困難普通稍容易很容易簡單等高線圖黑白暈渲圖 分層設色圖 彩色暈渲圖判釋難易度：-高度判釋難易度：坡度判釋難易度：得知地形起伏判釋難易度：和等高線圖比較判釋難易度：-漁網圖立體地形圖動畫虛擬實境判釋難易度：高度判釋難易度：坡度判釋難易度：得知地形起伏判釋難易度：和等高線圖比較判釋難易度：問卷結果分析等高線提供最多資訊其他表現方式大多較等高線圖易判讀新近地形表現方式吸引學生目光看過多種地形資料視覺化方式後，提供較多對於該地形的認識結論學生於等高線圖的判釋能力仍有待加強學生接受電腦的程度非常高，有助於GIS的推廣每種地形資料視覺化表現方式都各有其優缺點。判釋難易度、資料豐富度不同。利用多種不同地形資料視覺化方式表現地形圖，教師一方面可以提升學生的學習興趣，一方面可以讓學生對該地區地形有更進一步的瞭解。教師可以製作教案，在學生學習等高線圖判釋的過程中，相信會有事半功倍的學習效果。