1. 1
ikeGPS全功能遠程測繪儀於
KML中之相片套疊的自動處理程序及其應用
李宗仰1
、林妤蓁2
、葉永信3
、周逸涵4
ㄧ、前言
地理標記語言KML(Keyhole Markup Language)所產生的文件是Google公司專
門開發出來用於Google Earth桌面程式中各種標記的XML(Extensible Markup
Language)文件，Google Earth KML格式已成為GIS開放標準格式之一。在KML中
的「相片套疊」(PhotoOverlay)元素，可將相片直接嵌入在地球景觀中，同時也可
以投影到圓柱面或球體以創建虛擬全景。欲將「相片套疊」功能應用於一張相片
時，需提供多個參數，如：相機之經度、緯度、高度、方位角、傾斜角及觀看視
野(Field of View, FOV)之上下左右視角等。該等參數值之取得，一般需使用多種設
備為之。本研究使用ikeGPS的設備，其在單一手持裝置中，結合了雷射測角測距、
GPS、數位相機、羅盤及傾斜儀等。本研究利用ikeGPS進行遠程照片定位，快速、
安全及效率地取得所需之相片及相關參數，同時發展了從設備記憶體取出資料，
經由參數轉換及製作KML文件的自動化處理程序，以方便能夠快速於Google Earth
進行發布，最後再針對輸入端的儀器設備、處理端的自動化處理程序及輸出端的
「相片套疊」之潛在應用，予以說明及討論。
二、ikeGPS 與資料檔
(一) ikeGPS 之儀器介紹(Surveylab, 2008; Jewell, 2008)
ikeGPS設備是由紐西蘭Surveylab公司所研發製造，該設備集合了眾多儀器功
能與特性而發展成的一體化且多功能之手持式測繪儀，提供了與地理資訊系統無
縫結合的資料蒐集功能，圖1顯示了該設備在三個方向之照片。在此單一的手持裝
置中，結合了雷射測角測距、GPS、數位相機、羅盤及傾斜儀，透過遠程照片定位，
可更快速、更安全及更有效率地蒐集GIS資料，其最長可快速量測1公里以內(本研
究使用之最長距離為300公尺)的多個目標。此裝置為每一個目標物與其他有關的精
確圖像，升成一個十字準星，以便能夠精確顯示帶有GPS坐標的數字圖像，圖2顯
示了該設備之軟體所呈現出的對某一目標之影像及位置的抓取示範例。以下，彙
1
立德大學資訊傳播系所 助理教授
2
立德大學資源環境學系所 助理教授
3
成功大學防災研究中心 研究助理
4
立德大學數位應用學系所 碩士生

2. 2
整該軟體的主要特點：
以一種更為快速及安全方式來獲取目標物之空間資訊。
藉由遙感相片定位(Remote Photo Positioning)技術來進行GIS資料的搜集作
業。
對每一個觀測目標產生地理標籤數位影像(Geotagged Digital Image)。
結合雷射測角測距、GPS、數位相機、羅盤及傾斜儀之一體化設計裝置。
量測對象在相片中以十字準星予以標誌，精確顯示標的物之坐標。
在定位方面，可升級為網路即時差分。
同時紀錄量測設備及量測對象之相關地理參數，儲存成標準文字檔及GIS圖
檔格式，可以提供相關軟體或GIS軟體直接讀取使用。
提供多種資料註解方式，包含一般文字、聲音及視訊等。
內置之PDA可安裝(結合)GIS軟體來立即顯示所觀測之資料，並可與對應之
桌上型GIS進行同步化作業。
提供多種與外部裝置之通訊介面，如RS-232、USB、藍芽及Wi-Fi等。
GPS採12通道設計，單點定位精度<5公尺，若採用DGPS方式，則定位精度
<1公尺。
圖1 ikeGPS設備之頂視圖、前視圖及後視圖
圖2 ikeGPS對某一目標之影像及位置的抓取示範例
(二) ikeGPS 之資料檔
ikeGPS對目標物之量測結果，主要包含影像及相關參數。在影像方面，主要

3. 3
是以JPG檔案格式予以儲存；在相關參數方面，是以ESRI公司的Shapefile檔案格式
予以儲存。至於Shapefile檔案則區分為三種空間資料型態，分別是：點(Point)、線
(Polyline)及面(Polygon)。本文之觀測對象是以點型態為主，因此接續之資料檔的
介紹以此為主。
表1顯示了ikeGPS所屬點位資料檔(預設檔名為GenericPoint.dbf)之欄位名稱及
其定義說明(Surveylab, 2008)。表中主要的參數可分為三群，分別是：(1)ikeGPS設
備之所在位置參數(以GPS為主)、(2)ikeGPS設備之測量參數(以雷射測角測距、羅
盤及傾斜儀為主)及(3)目標之所在位置參數。第一群的參數為表1之序號16至18，
利用GPS來獲得儀器所在之位置與高程，又該設備支援差分GPS(DGPS)後處理，可
使定位精度大幅提升。第二群的參數為表1之序號11至15，此係為獲得目標之位置
與高程所需取得之參數，包含了雷射儀之測角/測距、羅盤之方位角及傾斜儀之傾
斜角等。第三群的參數為表1之序號19至21，主要是利用第一群之設備位置配合第
二群之量測參數，進而推算出目標的位置與高程。至於該目標的位置與高程之具
象，則是在相片(影像)中以十字準星予以標誌。
三、Google Earth KML 與相片套疊
(一) Google Earth 之 KML (Wernecke, 2009)
Google Earth(簡稱GE)是由Google公司開發的一款虛擬地球軟體，將原本二維
的地圖服務(Google Maps)推向三維，創造了一個數位化的地球(Digital Earth)或虛
擬地球(Virtual Earth)。它把航拍照片、衛星圖像和GIS資料整合在一起，形成一個
地球的三維模型，使使用者足不出戶就可以將全球盡收眼底，如圖3所示。GE提供
的網格資料會根據區域地理位置重要性的不同，匹配不同解析度的衛星圖像，最
高解析度可達到0.6米，航空圖像則精度更高。當視野高度變換時，GE會根據視野
範圍的大小，選擇適當解析度的衛星圖像對視野範圍進行資料更新。GE的向量資
料則主要來源於已有的向量資料庫。為方便服務不同的使用者，GE還支援本地向
量資料的採集與應用，用戶可以方便地從GE影像中採集向量資料並進行分析。
GE為適應用戶的不同需求，為使用者提供兩種擴展介面，分別是：
KML(Keyhole Markup Language)檔形式及元件(COM)API形式。GE Viewer就是一個
KML檔的瀏覽器，KML是一個基於XML語法及檔案結構，是一種Tag的表達方式。
GE Viewer所提供之內建功能：「搜尋」面板功能，包含：目的地、尋找公司及方
向。「新增」下拉式選單提供：資料夾、地標、路徑、多邊形、模型、相片、圖片
重疊及圖片連結等。至於GE COM API是GE發布的基於元件技術的應用程式開發
介面，使用者可以基於不同帄台使用這些介面來完成特定任務。本文擬採用第一
種擴展介面，主要原因在於其簡易及適合本研究之用途。
KML是一種被用於在地球瀏覽器上顯示地理資料的檔案格式，可用於建模及
儲存點、線、影像及多邊形，以顯示於Google Earth、Google Maps及Google Maps for
Mobile軟體上。KML檔案的處理方式，大部分與Web瀏覽器在處理HTML(Hyper

4. 4
Text Markup Language)及XML檔案相同，就像HTML一樣，KML以XML的標準為
基礎，是一種以標籤為主的結構，帶有名字與屬性並被用於特別之顯示目的，使
用者可以藉由GE使用者介面來產生KML檔案，亦可以使用XML或簡單的文字編輯
器來產生。
表1 ikeGPS所屬點位資料檔之欄位名稱及其定義說明
序號 欄位名稱 定 義 說 明
1 ID 流水號
2 DATE_ 日期
3 GPSTIME GPS時間
4 EXTIMAGE1 額外影像之1
5 EXTIMAGE2 額外影像之2
6 EXTIMAGE3 額外影像之3
7 EXTIMAGE4 額外影像之4
8 EXTIMAGE5 額外影像之5
9 LABEL 標籤
10 COMMENTS 註解
11 IKERAWBRG ike設備之指向與磁北方向之間的夾角(Bearing)。
12 IKEPITCH ike設備之雷射方向與水帄的夾角(Pitch)。
13 IKEROLL ike設備本身與水帄面之轉動角度(Roll)。
14 IKEDIST ike設備與目標之間的距離(Distance)，以公尺計。
15 IKEMAGDEC 磁偏角(Magnetic Declination)。
16 IKELAT ike設備所在之緯度(Latitude)。
17 IKELONG ike設備所在之經度(Longitude)。
18 IKEALT ike設備所在之高度(Altitude)。
19 TGTLAT 目標所在之緯度(Latitude)。
20 TGTLONG 目標所在之經度(Longitude)。
21 TGTALT 目標所在之高度(Altitude)。
22 EPE 推估之位置誤差(Estimated Position Error, EPE)。
23 IKEPDOP
ikeGPS設備之目前GPS位置的整體精度測度
(Position Dilution of Precision, PDOP)。
24 IKEGPSFIX GPS能否正確定位之指標。
25 IKEIMAGE 影像檔之儲存路徑與檔案名稱。
26 IKEAUDIO 聲音檔之儲存路徑與檔案名稱。

5. 5
圖3 Google Earth帄台
KML文件是Google專門開發出來用於GE桌面程式中各種標記的XML文件，
GE KML格式已成為GIS開放標準格式之一。由Google和另一GIS公司Galdos
Systems共同將KML送交給開放式地理空間協會(Open Geospatial Consortium,
OGC)，目的是將GE軟體所使用的KML格式成為GIS公開使用的開放格式之一。而
OGC組織也在接受此格式之後，於2008年4月14日將該格式公佈為OpenGIS KML
Encoding Standard (OGC KML)標準，其所採用的標準是根據Google所遞交的KML
2.2版本格式，並且也將相容現有的KML2.2版檔案和相關工具，該標準定義了KML
相關幾何編寫修改模式等等相關的應用程式相容資訊。
GE軟體可說是三維地理資訊系統(3D GIS)與網際網路結合的一個典範，GE的
應用已相當普遍，不論是從學術研究、校園教育或商業行為上，許多領域均可發
現其實際運作的案例。GE有數個不同用途別的版本，其中一個是屬於免費軟體，
因此在使用、流傳與推廣上可說是一個理想的帄台。再者，GE使用XML語法來架
構出KML的檔案格式，藉由此一交換格式或介面，使用者可以與GE產生互動或交
流，亦即可匯入相關資料來增加顯示的豐富度。GE目前的最新版本是第5版，但在
4.3版發佈時，已提供了相片套疊功能等功能，透過轉換作業可將本研究成果在該
帄台上發佈及應用。
(二) 相片套疊
簡單地說，相片套疊就是將相片直接嵌入在地球景觀中，或者說是將相片擺
放在當初拍照時之設備內的景象投影處。相片套疊是Google公司在KML中所定義
之<PhotoOverlay>元素，它可以是二維矩形、圓柱面或球體。此外，KML 2.2可容
納包含了很多高畫素資料的特大PhotoOverlay。這些圖像要求提供一組圖像的下採
樣版本，以便GE能夠以適當的細節程度有效地載入僅適合當前視圖的圖像部分。
此處僅討論與PhotoOverlay相關的重要概念，如<Camera>、<LookAt>、<shape>、
視野(Field of View)及<rotation>等。
<Camera>是用來指定觀察者視點與相關的視圖參數，<Camera>和<LookAt>相
似，因為兩種元素都是定義虛擬鏡頭來觀察地球的位置和方向。區別就在於
<LookAt>相對於觀察的景點來指定視圖。相比之下，<Camera>則相對觀察者的位
置和方向指定視圖。您可以在某地圖項內使用<Camera>或<LookAt>，但不能同時
使用兩者，亦即只有一個虛擬鏡頭可以指定當前視點。至於<Camera>和<LookAt>
之間的差別，在如何指定視圖方面，新的<Camera>元素提供了更多的靈活性。最

6. 6
重要的是，您可以傾斜鏡頭視圖，這樣就可以越過地帄線觀察天空。<Camera>能
夠提供全面而自由的視角，以全景六度來控制視圖，因此您可以在空間中定位鏡
頭，然後將它繞著 X、Y和Z軸旋轉。如果未指定旋轉，則兩個元素在功用方面相
當。圖4顯示了如何構建<LookAt>視點，<LookAt>元素可以處理下列問題：
當前觀察目標是以<longitude>、<latitude>、<altitude>及<altitudeMode>來呈
現。
視點離景點有多遠是以<range>來呈現。
視圖方向是否北面朝上？如果是的話，則默認<heading>值等於0。如果不是
的話，則指定從>0到360°的<heading>旋轉值。
視圖直指地球嗎？如果是的話，使用默認的<tilt>值。如果不是，鏡頭將向
上朝著地帄線，指定<tilt>旋轉90°。90°是直接沿地帄線看過去。如果您距
離很遠並且<tilt>等於90°，您可能根本看不到地球表面。
<Camera>元素能夠在空間中任何地方定位視點，並且能夠沿任何方向轉動視
圖。<Camera>元素可以處理下列問題：
鏡 頭 位 於 空 間 何 處 ？ 是 由 <longitude> 、 <latitude> 、 <altitude> 和
<altitudeMode>指定的點。一般說來，將鏡頭放在地面上並不是聰明的做法。
鏡頭的朝向是否確保視圖北面朝上？如果是的話，則默認<heading>值等於
0。如果不是的話，則根據羅盤的點將鏡頭從>0轉到360°。
鏡頭直指地球嗎？如果是的話，則默認<tilt>值等於0。如果不是的話，請將
鏡頭從0轉到180°以指定繞X軸轉動的角度。（<tilt>值可以是負的，但會導致
視圖上下顛倒。）
鏡頭“查看”場景時，是否水帄？如果是的話，則默認<roll>值等於0。
圖5顯示了附加到虛擬鏡頭上的X、Y和Z軸。X軸指向鏡頭右邊，稱為向右向
量。Y軸定義相對於螢幕的"向上"方向，稱為向上向量。Z軸從螢幕中心指向視點。
鏡頭是沿著−Z軸方向，稱為查看向量。
圖4 KML中之<LookAt>視點的構建 圖5 KML中之附加到虛擬鏡頭上
的X、Y和Z軸
<shape>是指將PhotoOverlay投射至指定的形狀上，<shape>的值可以為以下之
一：rectangle是使用於普通照片、cylinder是使用於全景(部分或全部圓柱面)及sphere

7. 7
是使用於球面全景。視野(field of view, FOV)是指一旦將鏡頭定位在適當位置並調
准了方向，就需要定義當前多大場景是可見的。指定視野類似於在真實相機中指
定鏡頭開度。較小的視野(如長焦鏡頭)，聚焦於場景中較小的部分。較大的視野(如
廣角鏡頭)，聚焦於場景中較大的部分。PhotoOverlay的視野由四個帄面來定義，每
個帄面都用相對於查看向量的夾角指定。這四個帄面定義了視野的上面、下面、
左面和右面，狀如截頂的金字塔，如圖6所示。再者，以圖7來表示金字塔的
<rightFov>與<leftFov>的夾角（"側面景象"）和<topFov>與<bottomFov>夾角（"上
面景象"）。真實世界中典型的鏡頭具有在兩個方向的對稱視野，在這種情況下，
bottomFov=-topFov及leftFov=-rightFov。再者，使用者可透過<rotation>元素作為
<PhotoOverlay>的子元素，調整照片在視野內的放置方式。該元素在照片經過旋
轉，略微偏離理想的水準視圖時將很有用。
圖6 以狀如截頂金字塔的四個帄面定義
視野的上面、下面、左面和右面
圖7 以四個夾角定義金字塔的
四個帄面
(三) ikeGPS 與 KML 中之參數轉換
一但知道GE中之「相片重疊」的KML語法(參數)及ikeGPS中之各種量測參數，
吾人可以進行兩者間的參數對照及轉換。此處以GE軟體中「新增」選單下的「相
片」功能為例，圖8顯示了GE之相片重疊參數與ikeGPS參數的對照情況，圖中左側
之視窗內的「相片」功能中之各項設定，係由使用者自行鍵入，這些設定在KML
中的元素，則標示於圖中的右側，使用角括弧予以說明，並對應至ikeGPS設備之
量測結果資料庫中的欄位名稱。以一範例予以說明，如圖中左側視窗中的[緯度]
設定，在KML中的元素為<latitude>，其對應至ikeGPS設備量測資料庫中的ikeLat
欄位。
至於在圖中左側視窗中的[水帄]及[垂直]設定，在KML中的元素為<leftFov>及
<topFov>，又<leftFov>=<rightFov>及<topFov>=<bottomFov>，在ikeGPS設備量測
資料庫中並無對應的欄位，此一視野類似於真實相機中指定鏡頭的開度，如長焦
鏡頭的視野就較小，而廣角鏡頭的視野就較大。由於此等參數值是與ikeGPS設備
中數位相機有關，設備之製造廠並未提供相機視野角度的相關資訊，因此相機視
野角度是在室內以實驗方式來獲得。反過來說，ikeGPS設備量測資料庫中的部份

8. 8
欄位，其值並不需使用在「相片重疊」的KML語法中，因此對「相片重疊」中的
參數設定不會受到影響。
<latitude> vs. ikeLat
<longitude> vs. ikeLong
<altitude> vs. ikeAlt
<heading> vs. ikeRawBrg
<tilt> = 90 + ikePitch
<roll> vs. -ikeRoll
<leftFov> and <rightFov> vs. Null
<topFov> and <bottomFov> vs. Null
圖8 GE之相片重疊參數與ikeGPS參數的對照
四、自動處理程序及伴隨應用
(一) 系統開發與功能說明
在進行系統開發與功能說明之前，先行解釋如何將ikeGPS參數檔(含相片)轉換
為KML的標準程序，而系統開發之目的除了完成此標準程序之外，更期望以自動
化方式來完成此一標準程序。以下，先行說明ikeGPS參數檔轉成KML的程序：
利用任何可讀取.DBF的軟體或程式，檢視ikeGPS中的各種量測參數。
開啟GE軟體，利用「新增」選單中的「相片」功能，開啟「相片重疊」視
窗。
利用先前述及的參數轉換關係，將ikeGPS參數轉為對應至KML參數，並於
視窗中填入已轉為KML參數值。
在GE軟體中，已建置好的「相片重疊」會存放在「位置」面板中，將其儲
存成.KML檔。
簡單地說，為能方便地將ikeGPS設備所量測之目標相片及相關參數轉換成GE
的KML格式檔案需要四個步驟，本研究擬開發一支程式來協助進行且執行步驟由
程式自動完成，這是本研究最主要的目標之ㄧ。
所開發完成的程式命名為「ikeGPS2KML」，為一支獨立的執行檔程式，是使
用vb.net來撰寫，執行的環境為Microsoft公司的Windows帄台。程式的視窗畫面如
圖9所示。以下，簡單說明該程式的操作程序：
讀取檔案：點選[讀取檔案]鈕，選取所需的ikeGPS之.DBF檔案，程式讀取後

9. 9
會將相關資訊顯示於視窗中。
選取紀錄：在每一筆紀錄前有一個勾選框，可以進行人工(手動)選取，或者
點選[全選]，程式會在每一筆紀錄前的勾選框標記為已選取，亦可使用[清
除選擇]鈕來放棄所有已選取者。
執行轉換：對已標記為選取者之紀錄進行KML轉換作業。當有多筆記錄需
進行轉換時，有兩種選擇，分別是：產生個別檔案或產生合併檔案。前者
是針對每一筆紀錄轉為個別的KML檔，後者則是將多筆紀錄轉為單一個
KML檔。
圖9 ikeGPS2KML程式之視窗畫面
由以上之說明，可以得知ikeGPS2KML程式的功能相當簡潔。在將ikeGPS設備
之參數轉換為GE的KML過程中，自動化處理程序只需三個步驟，分別是：讀檔、
選取及轉換，圖10顯示了一個ikeGPS量測資料透過ikeGPS2KML程式之轉換成果示
範例，其中圖10(a)是轉換後的KML檔案之內容，它是標準文字檔(ASCII)，一般文
字編輯器均可讀取，而圖10(b)是轉換後的KML檔在GE帄台上之呈現結果。
(a) 轉換後的KML檔之內容 (b) 在GE上的呈現結果
圖10 ikeGPS2KML程式之轉換成果示範例
(二) 潛在應用之討論
製作相片重疊需要相片拍照所在位置的地理參數及相機相關參數，而該等參
數的獲得有許多方式，利用ikeGPS設備只是其中之一，其優勢為是相關參數的量
測集於單一設備，不僅提升觀測效率，亦可快速整合資料。又ikeGPS設備的用途

10. 10
也非侷限在相片重疊此單一功能，惟本研究基於特定目的，目前著重於此設備與
相片重疊等類似功能的探討。以下，整理及介紹了四個與此相關的潛在應用。
1. 地理標籤相片(Geotag Photo)或坐標相片(Geophoto)的製作
為能附於相片之拍攝位置或相片內某對象(量體)之地理參數，基本的做法有兩
種方式，第一種方式是維持相片本身不變，另導入一個紀錄地理參數的相關記錄
檔。第二種是在相片本身的影像檔內，加入適當的資訊以呈現地理參數。
第一種方式被視為是一種自建地標(Point of Interest, POI)的作法，所謂POI是定
義為一個特別的位置，某人對其感興趣或可以使用。GPS的POI至少包含經緯度資
料，通常也包含該地標的名稱，其他的資訊則包含高度及電話等。目前POI尚未有
標準的檔案格式，但可透過轉換來進行資料交流。典型的應用是在數位照相機上，
藉由標籤方式，將GPS資訊嵌入相片中。需注意目前之GPS相機拍照及所得之坐標
是拍照位置的坐標，而非相片內所在對象位置之坐標。
第二種方式是相片的坐標資訊可以使用 EXIF格式之JPG檔案，EXIF是
Exchangeable Image File(可交換圖像檔案)的縮寫，最初由日本電子工業發展協會
(Japan Electronic Industry Development Association, JEIDA)(1998)製定，目前的最新
版本是2.21版。國際標準化組織(ISO)正在製訂的相機檔案設計標準(Design role for
Camera File system, DCF) 可 能 以 EXIF2.1 為 基 礎 (Technical Standardization
Committee on AV & IT Storage Systems and Equipment, 2002)。EXIF檔案實際是JPEG
檔案的一種，遵從JPEG標準，只是在檔案頭訊息中增加了有關拍攝訊息的內容和
索引圖。因此可以使用任何支援JPEG格式的圖像工具軟體觀看或修改EXIF檔案。
EXIF訊息是由數位相機在拍攝過程中採集一系列的訊息，然後把訊息放置在我們
熟知的JPEG/TIFF檔案的頭部，主要包括攝影時的光圈、快門、ISO、日期時間等
各種與當時攝影條件相關的資訊，相機品牌型號，色彩編碼，拍攝時錄製的聲音
以及全球定位系統(GPS)等訊息。
由ikeGPS設備所拍照之相片，同時帶有拍照地點的位置資訊及相片中標定點
的位置資訊，前者在實作及操作上已屬成熟且逐漸普遍，然而缺點是相片之置放
位置為拍照地點而非相片中物件(量體/對象)之真實位置，由於ikeGPS相片之兩種
位置特性，因此可過POI或EXIF方式，將所需之位置資訊予以嵌入或表達，特別是
相片中標定點的位置資訊，圖11呈現了相片中的標定物及對應至帄面坐標之位置
示範例，此舉提供了另類可能應用之層次。
2. 藉由相片重疊進行環境視覺化
相片重疊是將相片直接嵌入在地球景觀中，並以二維矩形、圓柱面或球體來
創建虛擬全景，其中在矩形方面，它是添加了能夠擴展地球基本航拍圖像的風景"
看板"，在使用上最為經典及普遍。英國倫敦大學高等空間分析中心(CASA, UCL)*
之「GeoVUE: Geographic Virtual Urban Environments」計畫中，嘗試發展新類型的
虛擬都市環境，好讓參加者可以更深入了解城市，同時亦鼓勵各類型的使用者加
入。該中心發展了一支命名為「PhotoOverlay Creater」的程式，能將影像檔附於參
*
http://www.casa.ucl.ac.uk/

11. 11
數並產生KML檔，透過GE在Web伺服器上予以發布，發展該相片重疊程式的最主
要目的是使用於數位都市景觀的視覺化呈現(Hudson-Smith, 2007)。
N 23度03分37.85秒
E 120度09分13.86秒
(a) 相片中的標定物 (b) 標定物之經緯度(位置)
圖11 相片中的標定物及對應至帄面坐標的位置示範例
由於人類存在於三維空間，因此採用三維量體呈現是表達的較好方式。三維
量體之模型建置並不困難，但仍然需要較充分的資訊與時間來實踐，雖然拍照的
相片是二維帄面的，又一般的呈現方式是以點位來標記及呈現，為能將該相片當
初在三維空間中的境況予以呈現，透過地理參數及相機參數的搜集、編修及轉換
作業，可經由KML格式將其在網際網路帄台予以發布，進而達成相片之環境視覺
化呈現。由於人類對環境的表達與認知藉由視覺是最直接的，而對於空間位置的
描述，地圖則是最經典者。將環境相片(帄面)之視點(相機位置)予以正確擺放，透
過相片之透明化處理，可與背景(如GE等)進行穿透套疊，藉由視覺化來檢視及評
估環境本身，是一種相片式地圖的展現，圖12顯示了這樣的示範例。
圖12 使用相片重疊進行環境視覺化的示範例
3. 利用相片重疊來進行不同時期比對作業
此處以相片重疊來比對災害前後並進行災害量化快速評估為例，對於災害之
坐標相片，因其位在空間上的正確位置，因此相片中的災情景象與範圍提供了災
害量化之快速評估的可行性，透過與背景(原網際帄台底圖)的相互比對及相片中之
災害位置標定的地面投射轉換，吾人可以獲得在地面上的災害點位與範圍，如圖
13之示意圖，雖然藉由地面投射轉換可能存在誤差，然其可提供量化的快速評估，
提供了救災初期的各項作業之需。

12. 12
(a) 災害後相片之災情範圍 (b) 對應到災害之前的範圍
圖13 坐標相片在災害前後比對應用示範例
4. 相片導航(Photo Navigation)
帶有坐標資訊的相片可說是Web 2.0分享概念最具代表的應用之一，相片除了
可做為生活記錄觀賞，當其內含的地理資訊置入對應的機台(如個人導航裝置(PND)
等)時，更可省略了傳統定位搜尋的步驟，只要能指向(目前以手指觸碰螢幕為主流)
該相片，就能依據指示到達該相片所定義之坐標位置。
相片導航近年來在商業市場上的相關應用相當熱絡，國內目前亦針對POI的標
準有所討論(卓政宏，2008)，期望帶有地理參數的相片能在不同帄台間流通。中華
民國地區發展學會(2008)在「西拉雅國家風景區管理處資源管理系統未來發展之規
劃與建議」的成果報告書中，述及了相片導航應用至旅遊方面的三種情境，特別
是在情境三的構想中，相片除了帶有位置資訊外，假若更帶有旅遊分類及伴隨資
訊時，則相片不單單是目的地導航而已，更兼具了遊程的安排規劃等加值性應用。
ikeGPS設備所拍照得之相片及相關的參數是分開的，相片為JPG格式，參數為
CSV格式(標準文字檔)或DBF格式(ESRI之Shapefile檔案系列)。圖14顯示了從CSV
或DBF檔案中來萃取GPS位置等資訊，再透過EXIF格式寫入至JPG檔案，使單純的
相片成為坐標相片的示範例，圖14的左圖為相片本身，圖14的右圖則顯示了寫入
的GPS資訊。
圖14 帶有地理參數之數位相片及其位置資訊

13. 13
五、結論與建議
ikeGPS設備結合了雷射測角測距、GPS、數位相機、羅盤及傾斜儀等的優勢，
可快速取得相機所在位置及相片中標定點位置的地理參數，本研究開發了將其自
動處理及轉換程序的程式，以利在Google Earth上進行發布。
相片重疊是直接將所拍照之相片嵌入在空中正確位置，因此其視覺化呈現是
一個最基本的功能體現，在可容許的誤差範圍內，透過視覺穿透或不同時期的對
照，可以提供進一步的相關應用。
由於ikeGPS所拍照之相片帶有相機位置及相片中標定點位置，透過POI或EXIF
方式，可以提供作為相片導航等用途，該功能在許多領域(如汽車導航及休閒旅遊
等)均可提供實質的助益。
目前本研究所發展的程式僅有單一目標，就是將ikeGPS量測資料轉換為GE中
之相片重疊的KML，後續可依據需求來持續擴充，如將地理資訊依EXIF規範寫入
相片的JPG當中等，藉以提供更多元的轉換功能及應用。
參考文獻
中華民國地區發展學會 (2008)，西拉雅國家風景區管理處資源管理系統未來發展
之規劃與建議，交通部觀光局西拉雅國家風景區管理處，台南。
卓政宏 (2008)，POI 的標準建議，次世代衛星導航服務應用之趨勢研討會，台北。
Hudson-Smith, A. (2007). Digital Urban - The Visual City, UCL Working Paper Series,
Paper 124, Centre for Advanced Spatial Analysis, University College London.
Japan Electronic Industry Development Association (1998). Digital Still Camera Image
File Format Standard (Exchangeable image file format for Digital Still Cameras:
Exif), Version 2.1.
Jewell, D (2008). GPS Insights –– Early September 2008, GPS World, September, pp.
1-4.
Surveylab (2008). ike User Manual: ikeOS v2.6.0.
Technical Standardization Committee on AV & IT Storage Systems and Equipment
(2002). Exchangeable Image File Format for Digital Still Cameras: Exif Version
2.2, JEITA CP-3451, Prepared by Japan Electronics and Information Technology
Industries Association.
Wernecke, J. (2009). The KML Handbook: Geographic Visualization for the Web,
Addison-Wesley, Upper SaddleRiver, NJ.
關鍵詞：ikeGPS、自動化處理程序、Google Earth、KML、相片套疊。