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地理學性質與地圖概說 地理資訊的獲取與處理 地理資訊系統的建立 地形（一） 地形（二）

地理學性質與地圖概說

1. 地理學的來源與內涵：地理學主要探討地表的各種現象。

2. 地理學的傳統觀念與分析方法：

• 空間觀念：著重地表各種現象的空間分布及其關聯性
• 生態觀念：研究人類活動和地理環境之間相互關係的科學，即人地關係
• 區域觀念：掌握各區域的特徵
• 地球科學觀念：強調以「科學」的方法，了解各種作用對環境所造成的改變

3. 地理學的使命、任務與生活應用：共三重使命，可加以運用於生活中。

4. 地圖重要性與地理網線：

• 地理網線由經線與緯線組成，目的為便於標示地表上任一地點的定位
• 經線：皆為南北向的平行線，亦稱子午線
• 緯線：皆為東西向的平行線
• 圖網：亦稱為網格
  a. 圖網的用途：從圖網判定位置，也可估算兩地距離和實際面積
  b. 常用的定位方式：經緯線、圖網
  c. 圖網的使用方法：
       aa. 找出地點所在的位置，判讀出在該網格的坐標值
       bb. 先讀橫坐標、再讀縱坐標（先橫後縱），兩者所合成的 4 位數字，即為該網格的坐標值
       cc. 若將網格邊長細分成 10 等分，藉此判讀出 6 位數字的坐標值，可提高準確度
       dd. 位數字坐標代表 1 網格；6 位數字坐標代表 1 個點
• 時區的應用：
  a. 國際間以每 15 經度畫為一個時區，全球共分成 24 個時區，以通過英國格林威治天文臺的本初經線作為國際標準時
  b. 180°經線作為國際換日線，換日線的東、西兩側時間雖相同，但日期相差 1 天
• 各國為求境內的時間統一，會以特定地方的標準時作為該國地方標準時

5. 地圖的要素：

• 圖例：又稱為地圖符號，即地圖的語言。讀圖的第一步驟就是要辨識地圖符號。
• 比例尺：將地表的經緯線、地物、地貌等等，依照一定的比例縮繪於圖紙上，這種縮小的比例尺度，稱為「比例尺」或「縮尺」。
  a. 比例尺表示法：可分為數字法、文字法和圖示法
  b. 比例尺大小：分母愈小，比例尺愈大
  c. 比例尺換算方式：比例尺 1: 500,000表示在圖上 1 公分代表實際 500,000公分（ 5 公里）
  d. 決定比例尺大小的依據：製圖目的、現有資料之詳略、涵蓋區域之大小
• 等高線：將地面上高度相同的各點連結成的封閉曲線
  a. 藉由地形圖上的等高線可判讀地勢高低、地表起伏、地形種類
  b. 一般精確度要求較高的地圖，多會標示等高線
  c. 同一等高線上之各點，高度相等，且必在圖內或圖外閉合
  d. 等高線向高處凹入，成一個「V」字形，表示該處地形為「河谷」，其「V」字形尖端必會指向河流上游
  e. 山脊的等高線亦成「V」字形，但尖端指向地勢較低處
  f. 山峰的等高線成一小圈：等高線分布愈疏，表示坡度愈緩；分布愈密則坡度愈陡
  g. 地面坡度的計算公式：（兩地的高度差÷兩地的水平距離）× 100%
• 方位：用來表示兩地的相對位置
  a. 地圖上以經緯度作為定向標準；若無經緯度但繪有圖框的地圖，通常以上方為北方；若地圖無經緯度亦無圖框，則會繪製方向標來指示方位
  b. 方位表示法：羅盤方位法、方位角法、象限角法

6. 地圖的種類：可依製圖目的、製圖時代和繪製方式分類。

7. 地圖的判讀：

• 地圖位置：
  a. 絕對位置：以經度和緯度準確標示出一地的位置
  b. 相對位置：以國和國、區域和區域間的相互關係來表示位置
• 面積：判斷面積大小的先決條件為正確的比例尺
• 距離：兩國的距離往往與往來關係成反比
• 形狀：國土形狀會影響國家的統一性
• 方向：一般多以經緯線標示，以麥卡托投影法最常使用

8. 地圖投影：將地球表面上的經緯度，利用有系統的坐標，轉換成平面圖形，即稱為地圖投影。

• 基本的地圖投影原理：心射投影法、正射投影法
• 常用的投影類型：
  a. 麥卡托圓柱投影：圓柱投影（心射）、正形投影
  b. 蘭伯特圓錐投影：圓錐投影（心射）、正形投影
  c. 莫爾威相應投影：數學投影、等積投影

地理資訊的獲取與處理

1. 文獻資料的蒐集：

• 第一手資料：直接資料，指未經處理過的原始資料
• 第二手資料：間接資料，指間接利用他人已有的成果，如論文、各種期刊、地圖等已經過處理的資料

2. 地圖的編繪：

• 依種類可分為：主題地圖（自然地圖、人文地圖）、普通地圖
• 今日常用地圖：交通路線圖（實際網路圖、交通網的線圖）、街道圖、地籍圖、等高線地形圖
• 古地圖：乾隆臺灣輿圖、臺灣堡圖

3. 地圖的判讀：

• 地形的判讀：依等高線的數值、疏密、型態，可判讀地面的高度、緩陡、類型
• 水體的判讀：
  a. 不同類型的水系可反映地勢的變化：向心狀、放射狀、格子狀
  b. 分水嶺位置：判斷水系範圍
  c. 河道附近等高線分布：判斷河谷寬窄、河道曲直
  d. 等高線形狀、高低分布：判斷河谷、流向
• 聚落判讀：地點（聚落發展）、地名（聚落特性）、類型（聚落分布、型態）、機能
• 土地利用判讀：依圖例判讀
• 交通的判讀：公路、鐵路、河運
• 人工地物判讀：如學校、醫院，一般只有大比例尺的地圖才有人工地物的標示

4. 相片的判讀：

• 空中相片拍攝的兩種方法：航空資料（即空中攝影）、衛星遙測（即遙感探測）
  a. 可感應不同波段的光，測知地表肉眼無法看到的影像
  b. 可掌握最新且立即的資料
  c. 具宏觀性、完整性、即時性、對照性等特點
• 拍攝高度：拍攝高度愈高，涵蓋的範圍愈廣，比例尺愈小
• 注意拍攝時間：可以解讀季節性或週期性的地理現象
• 解析度愈高，判讀效果愈佳
• 相片的判讀方式：肉眼判讀、利用光學儀器判讀
• 判讀的要素：顏色、形狀、排列方向、位置（空間關係）

5. 地形測量：高度測量、坡度測量（傾斜率、坡度百分率、坡度角）、距離測量（圖上兩地的實際距離、圖上兩地的斜坡距離測量）、面積測量、全球定位系統(GPS)。

6. 氣候資料分析：

• 氣溫資料的分析：均溫（日均溫、候均溫、月均溫、年均溫）、溫差（日溫差、年溫差）、積溫
• 降雨資料的分析：平均降雨量、降雨量的季節分布、雨量變率、降雨強度
• 氣壓資料的分析：標準氣壓值、高氣壓、低氣壓

地理資訊系統的建立

1. 地理資訊的儲存：

• 地理資訊系統：簡稱 GIS 系統，是一套具備儲存、處理、蒐集、分析、展示等功能的系統，透過數位整合，可多元呈現地理資訊，發展至今已融入生活當中
• 資料庫可區分為：
  a. 空間資料：傳統上多以圖形來表示，如坐標、方向、長度、面積等等
  b. 屬性資料：傳統上多以敘述性文字來記載，包括各種地理要素，如地形、氣候（氣溫、雨量）、水文、土壤、植被、經濟、交通、人口、聚落等等
• 不同的層級及圖層：
  a. 層級：層級愈高，涵蓋的範圍愈廣，比例尺愈小
  b. 圖層：不同的圖層可以輸入不同的屬性資料
• 空間資料的儲存可分為：
  a. 向量模式：點狀單元、線狀單元、面狀單元
  b. 網格模式：以「網格」為單位處理
• 屬性資料的儲存：階層式結構、網狀結構、關聯式結構

2. 地理資訊的運用：

• 主要領域：資源開發、區域規畫、公共設施維護、土地管理、測量調查、地圖編製等等
• 分析與應用：地勢分析、疊圖分析、環域分析

3. 報告撰寫方法：擬定報告大綱→繪製圖表→撰寫內容→參考文獻及附錄→校稿及編修。

地形（一）

1. 岩層種類：

• 地形：地表高低起伏的形態，如平原、高山、盆地等等
• 地形的構成要素：
  a. 構造：岩層種類、岩屬排列、岩層變位
  b. 營力：分為內營力與外營力兩類
  c. 時間：地形起伏的變化與時間有關
• 岩層可由構成物質來區別，亦可透過軟、硬程度來區分，如岩層受外營力作用時，因軟硬差異而產生差異侵蝕，可推斷岩層種類
• 全球的古老結晶岩層多為硬岩分布區，地勢較平且礦藏豐富

2. 岩層排列：

• 岩層的排列方式：
  a.水平排列：主要的岩層排列方式，如平原、台地、高原等地形
  b.傾斜排列：分為一面陡一面緩的單面山、數個單面山組成的單斜脊和山稜兩側皆陡的豬背嶺
• 岩層排列與坡度：岩層走向和坡度一致時，稱為順向坡；岩層走向和坡度相反時，則稱為逆向坡。若建築物建在順向坡下，當崩壞作用發生時，易造成巨大的傷害

3. 岩層變位：

• 斷層：岩層受到張、擠力影響而斷裂。上盤受張力影響向下陷落會形成正斷層；上盤受擠力向上逆衝則形成逆斷層
• 褶曲：岩層受內營力擠壓抬升，並未發生斷裂，而使岩層呈波浪狀起伏。岩層褶曲相向稱為向斜，相背則稱為背斜；受褶曲作用隆起的山脈稱褶曲山脈，依形成時間可細分為古褶曲山脈和新褶曲山脈

4. 風化與崩壞：

• 基本觀念：
  a. 構成地表起伏的 要素：岩層、營力、時間函數
  b. 外營力對地表作用：侵蝕與堆積，依不同地區分為六大地形類型
• 風化地形：依變化方式不同，可分為兩類。
  a. 物理風化：又稱機械風化，岩石受溫度、水和壓力等營力影響產生變化，一般在乾燥寒冷的氣候區內作用最顯著
  b. 化學風化：因岩石內的礦物或化學成分受空氣、水的作用而產生化學反應，使岩石成分改變，一般在高溫多雨氣候區內作用較顯著
• 崩壞地形：依其移動的速率可分為4 類。
  a. 潛移：速度最緩慢，需以地形證據辨之
  b. 土流：又稱土石緩滑，常見於高山高緯冰緣區，土石因凍融作用而滑落形成
  c. 土石流：又稱為泥石流， 由砂、礫石、泥漿和大量的水混合而成，易形成於逕流多、植被少之地區
  d. 山崩：崩壞速度最快的作用，土石由岩壁快速下滑或墜落，如山崩窪和落石堆等等

5. 河流地形：

• 基本觀念：
  a. 河流地形為六大外營力之一，且與人類生活最相關
  b. 決定聚落空間三大因素：用水、安全、運輸
  c. 河流作用力：不斷透過侵蝕、搬運和堆積雕塑地形
• 河流（水的流動）：
  a. 因有動能，故產生侵蝕和堆積作用，分別會形成河蝕地形和河積地形
  b. 水為液體，可塑性大，故會使河流沿岸因各種作用力而產生不同風貌
  c. 河流淘選度佳，使堆積粒子呈現連續性的空間分布
• 侵蝕輪迴：
  a. 發生條件：回春作用，即河川動能增強，使侵蝕力再度復活
  b. 侵蝕基準：指河流往下侵蝕的最低下限，最終侵蝕基準面為海平面
• 河階地形：河流向下切割，原有的氾濫平原轉為一個新的、高於水面的基地
  a. 成因與河流的回春作用有關，河階數＝回春次數
  b. 臺灣的河階分布：桃園大溪、臺東鹿野等地區
• 曲流地形：因受地球自轉偏向力影響，使河流發生側蝕現象，一般多出現在水流平緩的下游地區。曲流地形因兩岸不斷堆積和侵蝕，增加河川曲度，使水流不暢，易生氾濫
• 搶水地形：
  a. 河川襲奪：兩相鄰河流高低位不同，由於側蝕跟頭蝕的影響，低位河搶走高位河的水，產生搶水地形
  b. 斷頭河：流量減少，呈堆積現象
  c. 搶水河：流量增多，動能增強，呈回春現象
  d. 改向河：侵蝕基準下移，呈回春現象

地形（二）

1. 海岸地形：

• 海岸地形：依侵蝕和堆積的作用力可分為兩類
  a. 海蝕地形：岩岸，多分布於臺灣東、北、南部海岸，如海崖、海蝕凹壁、波蝕棚等等
  b. 海積地形：沙岸，多分布於臺灣西部海岸，如沙洲、潟湖、沙頸岬等等
• 海岸類型：依地質構成物質可分為沙岸和岩岸，還可依據海陸的升降分為離水海岸和沉水海岸
  a. 離水海岸：陸地上升或海水下降，如海階地形
  b. 沉水海岸：陸地下降或海水上升，如島嶼、谷灣、溺谷、三角江等等
• 華倫亭海岸：依陸地作用分為離水海岸與沉水海岸；依海水作用分為侵蝕海岸與堆積海岸；陸地作用和海水作用交互進行可得到三種現象：進夷、定止、退夷
• 珊瑚礁地形：珊瑚死亡後鈣化的遺骸堆積成的海岸，即為珊瑚礁海岸，屬於岩岸
  a. 裙礁：珊瑚在海岸底岩成長，構成海濱線的一部分
  b. 堡礁：位在海岸外，和海岸間隔著礁湖。澳洲的大堡礁為全世界最著名的堡礁地形
  c. 環礁：珊瑚礁包圍海水形成礁湖，中無島嶼
• 海岸類型：依海岸形成方式不同，可分為三角洲海岸、峽灣海岸、斷層海岸、谷灣海岸、珊瑚礁海岸、洲潟海岸等等