高一第一冊L1補充資料：地理學發展史之三

地理學發展史，可以分為古代、近代和現代三大階段 　

現代地理學（20世紀60年代以來）

現代地理學則自美國發起，反過來影響英國和北歐，然後再滲入蘇聯、東歐、日本、西歐和中國。現代地理學的特點：①將人類居住的地球表面看作統一的複合系統，地理學本身的結構和體系已趨向於世界性的一元化。②對地理現象的解釋由單純的類型歸納，過渡到理論演繹、實驗反饋和模式化的方法。③採用定性和定量相結合的方法，對紛紜複雜的地表機理進行確定性研究。

現代地理學的發展過程包括：60年代的數量運動、70年代的行為研究、80年代的綜合趨勢等。總起來，可稱為地理學的理論化和數量化。

在西方出現了地理學的理論化和數量化的3個學派:①以W.L.加里森為組織者、有美國著名經濟地理學者E.L.厄爾曼協助，在美國華盛頓大學地理系舉辦的研究生班──華盛頓小組。這是美國許多數量地理中心的影響最大者，從推廣中心地方論、交通網路理論和其他統計方法開始，培養了W.W.邦奇、B.J.L.貝里等名家。②以R.J.喬利、P.哈格特和D.W.哈維為代表人物的形成於英國劍橋大學的劍橋派。此派繼華盛頓小組而興起，以理論造詣高深而著稱。③以T.哈格斯特朗為首的在瑞典隆德大學興起的隆德派。此派40年代已開始空間擴散的探討，60年代后又開展了時-空地理學工作,均卓有成效。故哈氏被公認為當今最著名的理論和數量地理學者、現代區位論大師。

80年代，由於世界範圍內人口、資源、環境和開發等問題日趨嚴重，在聯合國有關組織號召下，有關科學均介入了上述問題的研究。各國地理學者，廣泛地參與了三大規劃（城市規劃、區域規劃和環境規劃）的工作，在有些方面起了主導作用。這樣，就從實踐中產生了對城市、區域和環境的綜合研究，在理論、模式和決策方面大有進展，發揮了地理學固有的綜合特點，萌發出了一系列的新分支：①理論地理學，包括人與環境、區位論和區域研究3個組成部分，是地理學的基本理論,對其他分支有指導作用；②元地理學，是地理學的科學哲學與科學學，是哲學同地理學中間的承上啟下學科；③應用地理學，是地理學通向實踐的應用分支，早在近代地理學後期開始形成，在現代地理學階段具有了計劃規劃、勘測設計和文化教育 3個方向；④新方法、新技術學科，包括地理數量方法、地理資訊系統、電腦繪圖和地理定位研究。

地理資訊系統（Geographic Information System，簡稱GIS），是近年來快速發展的一個跨學門新科技，它所涵蓋的理論和技術來自於數個傳統的學科，包括：地理學、地圖學、測量學、數學、資訊科學等。就應用層面而言，它所涉及的領域更為廣泛，如：環境影響評估、資源管理、國土規畫、都市和區域計畫、交通管理、森林經營、運輸規畫、生態保育、考古調查等，舉凡需要涉及地理因子或空間資料的問題，都可以利用它來輔助作業，地理資訊系統是決策支援上的重要工具。

什麼是地理資訊系統？

(1)就它的組成和功能而言，GIS是設計用來有效地擷取、儲存、更新、處理、分析及展示各種型式地理資訊的系統，系統組成包括：電腦軟硬體、地理資料庫及操作維護人員。

(2)就它所處理的資料而言，GIS 是用來蒐集、儲存、分析具有地理區位特性事務與現象的資訊系統。

(3)就它的運作而言，GIS 大多是高投資的大規模電腦作業系統，通常是由中央及地方政府出資建造。主要目的是協助行政主管有效地管理自然及人文資源。

(4)就它的功能而言，GIS 是具有整合空間資訊及協助解決真實世界問題的決策支援系統。

(5)就它的分析方式而言，GIS 的主要目的是透過疊圖及空間分析功能，將原始地理資料轉變為能支援空間決策的資訊。

全球定位系統（Global Positioning System, GPS）是由美國國防部所發展的系統，原來的設計目的是為導航飛彈和飛機，近幾年來開始開放給民間使用。這套系統的運作包括三部分: 空中的衛星、地面控制站、使用者所持的接收器。空中衛星計有24顆，每一個衛星都在約 2 萬公里的高空繞行，每半天繞行地球一週。地面使用者必須持有定位衛星的接收器，接收由衛星所釋放的電子訊號，經由接收器內的處理運算，在幾秒鐘內即可以得知所在位置的坐標。利用這種技術，不管任何時間、任何地點，只要視野遼闊，或可接收到定位衛星訊號的地方，都可以迅速精確地定位。所謂定位，就是測定所在地點的位置。以往的測量工作，需花費大量時間和人力來進行定位，使用全球定位系統的工具，便可以輕易地測得每一個地點的坐標。　　

        全球定位系統的發明，徹底改變地理資料蒐集的方式。傳統的測量是以相對位置的測量為主，GPS 則是直接提供絕對位置，可以在極短的時間內測定地面上任意點的經緯度，這種功能對於隨時需要確定地理位置的應用和大量地理資料的調查工作，帶來很大的幫助。在十年前，這可能只是一個夢想：「每一部警車都裝有定位系統，指揮中心可以掌握每部警車的位置，遇有緊急事故發生時，可以隨時調派距離現場最近的警車前往救援。」在今天，這已不是一個夢想，而是國內警政單位已經採用的科技。對於野外資料蒐集和調查工作，以往利用地圖和指南針來標示位置的情形，如今利用GPS可得到更精確的位置。　　

        GPS 技術和地理資訊系統的最大關係是，它大為提升地表資料蒐集的速度和準確性。野外調查者在採集一筆資料之後，可以立即知道採集點的坐標，並直接記錄到電腦中，無須再經過繁複的量測與登錄作業。這種方式不僅省下大量的野外調查時間，也使一些本來因為太費時而無法蒐集的資料，在調查速度提升後變成可行。目前 GPS的應用只是個起步，隨著積體電路的發展，GPS 的體積與價錢正快速地縮減中，目前一臺簡單的 GPS 的價錢在臺幣數千元以內，其體積大小約如一臺隨身聽。 GPS 的普及化將是指日可待，未來勢必會影響人類的工作與生活方式。例如歐美、日本等國的部分汽車廠商，已經將全球定位系統納入汽車的標準配備中，結合光碟片中的電子地圖資料，提供汽車定位與導航的功能。這部分的應用結合GPS的資料庫和地圖展示功能，並且利用到GPS的定位功能，是科技整合的成功範例。

近年來，電腦工業及太空科學等科技的突飛猛進，帶動了航空測量及應用遙感探測技術與衛星影像配合電腦製圖技術之發展，使得地圖測繪之工作邁入了新里程，茲略述如下：

(1)電腦繪圖：所謂電腦繪圖，即完全採用數字化地形模型之處理方式，它包含了資料獲取、資料轉換、資料儲存及資料輸出等程序。

(2)資料獲取：可由航空測量的立體模型中直接讀取獲得，或由現有地圖或外業資料，運用坐標讀取機讀取，將其數據資料傳送到電腦，供資料轉換處理使用。

(3)資料轉換與儲存：數字化地形模型獲得後，則依照所需應用目的的不同，運用電腦做適當之處理，可由一種形式之資料迅速轉換成另一種形式之資料（例如比例尺、投影方式等）；同時亦可運用輕便之磁帶或磁碟，將數據資料全部記錄儲存起來，並可建立一完整之資料庫，以供運用。　

(4)資料輸出：依用圖者之目的，可以輸出多種不同型式的資料（如坐標系統、投影種類、地圖主題、地圖縮尺等），均可運用電腦快速成圖。此外，當地圖編修更新時，可直接將電腦資料庫之內容顯示於終端機之螢光幕上，操縱電筆，經必要之修正後，立即交由自動控制繪製地圖，不但快速、正確、經濟且深具時效性，為其最大特點。

(5)人造衛星全球測量與遙感探測：人類為了解地球形狀大小、質量、地球表面地形地物分布與地下層及海洋狀況，故有大地測量、海洋測量與製圖之科學技術，大量測量依地球重力場以決定其形狀，依測量數據以決定其大小，海洋測量用聲納測量以決定海底深度，更利用航空攝影測量以測量地球上一切地形地物，以求迅速確實等，不一而足，惟始終缺乏整體性、全面性、同期性之全球測量，以致紊亂重複，更因傳統性測量方法不一致，資料不統一，儀器精確度不畫一，數據標準欠規律，乃造成零亂錯綜，缺失甚多。　

　　自從人造衛星測量及遙測技術日益發展以後，因規模宏大，測區廣泛，精度提高，效能增加，故世界性廣大地區測量及各洲際間輿地位置之聯測、海洋島嶼間之聯測，均可迎刃而解。不僅如此，地球上任何地區一切地形地物，當地磁偏狀況及海底地下蘊藏均能用地圖表現，鉅細無遺，其價值之大，效用之廣，實難以估計。　　　

航照圖
 
衛星影像圖

        總之，利用衛星影片電腦製圖，已為當前測量製圖發展之趨勢。過去傳統性製圖，雖然已採用機械與光學儀器等作業，但人工作業仍占甚大之分量，如改用人造衛星測量及遙感探測儀器與技術，並配合電腦製圖連線作業，如此地圖之繪製便可達到更精確、更快速、更低成本的要求。

高一第一冊L1認識地圖補充資料：地理學發展史之三

高一第一冊L1補充資料：地理學發展史之三

地理學發展史，可以分為古代、近代和現代三大階段 　

現代地理學（20世紀60年代以來）

現代地理學則自美國發起，反過來影響英國和北歐，然後再滲入蘇聯、東歐、日本、西歐和中國。現代地理學的特點：①將人類居住的地球表面看作統一的複合系統，地理學本身的結構和體系已趨向於世界性的一元化。②對地理現象的解釋由單純的類型歸納，過渡到理論演繹、實驗反饋和模式化的方法。③採用定性和定量相結合的方法，對紛紜複雜的地表機理進行確定性研究。

現代地理學的發展過程包括：60年代的數量運動、70年代的行為研究、80年代的綜合趨勢等。總起來，可稱為地理學的理論化和數量化。

在西方出現了地理學的理論化和數量化的3個學派:①以W.L.加里森為組織者、有美國著名經濟地理學者E.L.厄爾曼協助，在美國華盛頓大學地理系舉辦的研究生班──華盛頓小組。這是美國許多數量地理中心的影響最大者，從推廣中心地方論、交通網路理論和其他統計方法開始，培養了W.W.邦奇、B.J.L.貝里等名家。②以R.J.喬利、P.哈格特和D.W.哈維為代表人物的形成於英國劍橋大學的劍橋派。此派繼華盛頓小組而興起，以理論造詣高深而著稱。③以T.哈格斯特朗為首的在瑞典隆德大學興起的隆德派。此派40年代已開始空間擴散的探討，60年代后又開展了時-空地理學工作,均卓有成效。故哈氏被公認為當今最著名的理論和數量地理學者、現代區位論大師。

80年代，由於世界範圍內人口、資源、環境和開發等問題日趨嚴重，在聯合國有關組織號召下，有關科學均介入了上述問題的研究。各國地理學者，廣泛地參與了三大規劃（城市規劃、區域規劃和環境規劃）的工作，在有些方面起了主導作用。這樣，就從實踐中產生了對城市、區域和環境的綜合研究，在理論、模式和決策方面大有進展，發揮了地理學固有的綜合特點，萌發出了一系列的新分支：①理論地理學，包括人與環境、區位論和區域研究3個組成部分，是地理學的基本理論,對其他分支有指導作用；②元地理學，是地理學的科學哲學與科學學，是哲學同地理學中間的承上啟下學科；③應用地理學，是地理學通向實踐的應用分支，早在近代地理學後期開始形成，在現代地理學階段具有了計劃規劃、勘測設計和文化教育 3個方向；④新方法、新技術學科，包括地理數量方法、地理資訊系統、電腦繪圖和地理定位研究。

地理資訊系統（Geographic Information System，簡稱GIS），是近年來快速發展的一個跨學門新科技，它所涵蓋的理論和技術來自於數個傳統的學科，包括：地理學、地圖學、測量學、數學、資訊科學等。就應用層面而言，它所涉及的領域更為廣泛，如：環境影響評估、資源管理、國土規畫、都市和區域計畫、交通管理、森林經營、運輸規畫、生態保育、考古調查等，舉凡需要涉及地理因子或空間資料的問題，都可以利用它來輔助作業，地理資訊系統是決策支援上的重要工具。

什麼是地理資訊系統？

(1)就它的組成和功能而言，GIS是設計用來有效地擷取、儲存、更新、處理、分析及展示各種型式地理資訊的系統，系統組成包括：電腦軟硬體、地理資料庫及操作維護人員。

(2)就它所處理的資料而言，GIS 是用來蒐集、儲存、分析具有地理區位特性事務與現象的資訊系統。

(3)就它的運作而言，GIS 大多是高投資的大規模電腦作業系統，通常是由中央及地方政府出資建造。主要目的是協助行政主管有效地管理自然及人文資源。

(4)就它的功能而言，GIS 是具有整合空間資訊及協助解決真實世界問題的決策支援系統。

(5)就它的分析方式而言，GIS 的主要目的是透過疊圖及空間分析功能，將原始地理資料轉變為能支援空間決策的資訊。

全球定位系統（Global Positioning System, GPS）是由美國國防部所發展的系統，原來的設計目的是為導航飛彈和飛機，近幾年來開始開放給民間使用。這套系統的運作包括三部分: 空中的衛星、地面控制站、使用者所持的接收器。空中衛星計有24顆，每一個衛星都在約 2 萬公里的高空繞行，每半天繞行地球一週。地面使用者必須持有定位衛星的接收器，接收由衛星所釋放的電子訊號，經由接收器內的處理運算，在幾秒鐘內即可以得知所在位置的坐標。利用這種技術，不管任何時間、任何地點，只要視野遼闊，或可接收到定位衛星訊號的地方，都可以迅速精確地定位。所謂定位，就是測定所在地點的位置。以往的測量工作，需花費大量時間和人力來進行定位，使用全球定位系統的工具，便可以輕易地測得每一個地點的坐標。　　

        全球定位系統的發明，徹底改變地理資料蒐集的方式。傳統的測量是以相對位置的測量為主，GPS 則是直接提供絕對位置，可以在極短的時間內測定地面上任意點的經緯度，這種功能對於隨時需要確定地理位置的應用和大量地理資料的調查工作，帶來很大的幫助。在十年前，這可能只是一個夢想：「每一部警車都裝有定位系統，指揮中心可以掌握每部警車的位置，遇有緊急事故發生時，可以隨時調派距離現場最近的警車前往救援。」在今天，這已不是一個夢想，而是國內警政單位已經採用的科技。對於野外資料蒐集和調查工作，以往利用地圖和指南針來標示位置的情形，如今利用GPS可得到更精確的位置。　　

        GPS 技術和地理資訊系統的最大關係是，它大為提升地表資料蒐集的速度和準確性。野外調查者在採集一筆資料之後，可以立即知道採集點的坐標，並直接記錄到電腦中，無須再經過繁複的量測與登錄作業。這種方式不僅省下大量的野外調查時間，也使一些本來因為太費時而無法蒐集的資料，在調查速度提升後變成可行。目前 GPS的應用只是個起步，隨著積體電路的發展，GPS 的體積與價錢正快速地縮減中，目前一臺簡單的 GPS 的價錢在臺幣數千元以內，其體積大小約如一臺隨身聽。 GPS 的普及化將是指日可待，未來勢必會影響人類的工作與生活方式。例如歐美、日本等國的部分汽車廠商，已經將全球定位系統納入汽車的標準配備中，結合光碟片中的電子地圖資料，提供汽車定位與導航的功能。這部分的應用結合GPS的資料庫和地圖展示功能，並且利用到GPS的定位功能，是科技整合的成功範例。

近年來，電腦工業及太空科學等科技的突飛猛進，帶動了航空測量及應用遙感探測技術與衛星影像配合電腦製圖技術之發展，使得地圖測繪之工作邁入了新里程，茲略述如下：

(1)電腦繪圖：所謂電腦繪圖，即完全採用數字化地形模型之處理方式，它包含了資料獲取、資料轉換、資料儲存及資料輸出等程序。

(2)資料獲取：可由航空測量的立體模型中直接讀取獲得，或由現有地圖或外業資料，運用坐標讀取機讀取，將其數據資料傳送到電腦，供資料轉換處理使用。

(3)資料轉換與儲存：數字化地形模型獲得後，則依照所需應用目的的不同，運用電腦做適當之處理，可由一種形式之資料迅速轉換成另一種形式之資料（例如比例尺、投影方式等）；同時亦可運用輕便之磁帶或磁碟，將數據資料全部記錄儲存起來，並可建立一完整之資料庫，以供運用。　

(4)資料輸出：依用圖者之目的，可以輸出多種不同型式的資料（如坐標系統、投影種類、地圖主題、地圖縮尺等），均可運用電腦快速成圖。此外，當地圖編修更新時，可直接將電腦資料庫之內容顯示於終端機之螢光幕上，操縱電筆，經必要之修正後，立即交由自動控制繪製地圖，不但快速、正確、經濟且深具時效性，為其最大特點。

(5)人造衛星全球測量與遙感探測：人類為了解地球形狀大小、質量、地球表面地形地物分布與地下層及海洋狀況，故有大地測量、海洋測量與製圖之科學技術，大量測量依地球重力場以決定其形狀，依測量數據以決定其大小，海洋測量用聲納測量以決定海底深度，更利用航空攝影測量以測量地球上一切地形地物，以求迅速確實等，不一而足，惟始終缺乏整體性、全面性、同期性之全球測量，以致紊亂重複，更因傳統性測量方法不一致，資料不統一，儀器精確度不畫一，數據標準欠規律，乃造成零亂錯綜，缺失甚多。　

　　自從人造衛星測量及遙測技術日益發展以後，因規模宏大，測區廣泛，精度提高，效能增加，故世界性廣大地區測量及各洲際間輿地位置之聯測、海洋島嶼間之聯測，均可迎刃而解。不僅如此，地球上任何地區一切地形地物，當地磁偏狀況及海底地下蘊藏均能用地圖表現，鉅細無遺，其價值之大，效用之廣，實難以估計。　　　

航照圖
 
衛星影像圖

        總之，利用衛星影片電腦製圖，已為當前測量製圖發展之趨勢。過去傳統性製圖，雖然已採用機械與光學儀器等作業，但人工作業仍占甚大之分量，如改用人造衛星測量及遙感探測儀器與技術，並配合電腦製圖連線作業，如此地圖之繪製便可達到更精確、更快速、更低成本的要求。