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[老文] QGIS動手做-用套件Qgis2threejs畫3D地形圖

  • 花費時間 - 約20分鐘 (看下載速度)
  • 達成目標 - 繪製臺灣局部地區3D地形圖(以內政部釋出之20公尺網格為材料)

Mt.jade

前言

3D地形圖? 這種東西用Google Eearth(簡稱GE)看不就好了?

各位看官,事情的確如此。若只是要看大範圍的地形起伏,這的確是最方便的作法。只需要透過簡單的下載與安裝步驟,GE這套軟體馬上就能將3D地形圖快速呈現在您眼前。只不過,在這邊推薦用QGIS安裝套件Qgis2threejs是有理由的:

  1. GE的數值高程(DEM)資料來源有數種,美國地質勘探局(USGS)、使用太空梭雷達的SRTM、又或是美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)的一公里網格,隨著時間推移,新的勘測方法(如光學雷達LiDAR)也不斷投入應用。
    不過,雖然部分地區能夠呈現高精度的高程資訊,但GE並非在全球每一處都能做到盡善盡美的3D展示。以台灣來說,要展示各大山脈的起伏相當足夠,但一旦拉近到1Km見方左右的範圍,擅長讀圖的朋友馬上就會發現到-哇!怎麼和常用的經建三等高線圖差這麼多啊!?

  2. 相對地,本次教學使用的圖資乃是內政部(簡稱MOI)去年開放的20公尺網格DTM,俗話說靠人不如靠己,要做台灣的3D地形呈現當然還是要靠自家的資料啊!
    更棒的是,一群有志的前輩們早就將這份釋出的圖資進行加值,應用於手機登山導航。而我們這次要利用的HGT檔格式,也是由其中一位前輩Rex所轉換的喔!

下面三張圖都標示同一區域(花蓮縣二子溪/初見溪匯流口),分別是經建三GE、以及本課會用到的MOI.hgt圖資。

可以發現到,GE的匯流口居然變成高聳的鞍部!而往西邊南二子山的方向也無法呈現等高線圖該有的尺度。比較一下GE和最下面的本課成果,有沒有動力想學了呀?

contrast

步驟一 下載圖資


下載Rex Tsai所轉換的各式圖資,本次教學使用HGT格式,所以請右鍵點選HGT這個資料夾,再點選下載

MOI圖資下載頁面(約46MB)

由於是Google Drive會打包成zip格式的壓縮檔,下載完成後請記得解壓縮,並放到自己記得的路徑中。

Rex Tsai Folder img


步驟二 將圖資加入QGIS

在QGIS中,是以Raster Layer的型式來加入剛剛下載的HGT檔喔! 有以下三種方法:

  • 按下Ctrl + Shift + R
  • 點選左方的方格圖示(Add Raster Layer) add_raster
  • 在上面選單中依次選擇Layer->Add Layer->Add Raster Layer...

另外,你是不是也注意到解壓縮後有很多副檔名為.hgt的檔案呢?難道我們要把這些全部一起丟進QGIS嗎? 別急! 注意到這些HGT檔的檔名了嗎? 因為單一圖檔太大,所以它們是用經緯度來分割的,每個檔案橫跨一個經度和緯度,檔名的數字則是圖片左下角的座標喔,所以會是下面這樣子的分布:

imgs_parts

所以,端看你想描繪哪個地區的3D地形,再把對應的檔案加入QGIS就好,不用全部一起來啦。


步驟三 調整座標系

選取右下角的EPSG:XXXX(OTF),跳出畫面後,接著在Filter內鍵入3857,選取下方出現的WGS 84 / Pseudo Mercator,接著點選套用確定即可。

mark EPSG choose 3857 其實也可以使用代碼3826的TWD97,一樣可以正確疊加圖層

上面的步驟是用來改變地圖介面的座標系的,為什麼要這樣做呢? 因為如果座標系使用預設的WGS84(代碼4326)。新加入的高程圖層將無法標示在正確的相對位置,用肉眼即可看到它和其它底圖有所偏差。這牽涉到WGS84(世界大地測量系統)本身定義以及Pseudo-Mercator(偽麥卡托投影)的設計。有興趣的朋友可以在下方參考資料中查看相關說明。


步驟四 下載套件

看過前面QGIS入門第三課-加入Google衛星影像的同學一定對新增套件不陌生! 在上方選單選擇Plugin->Manage and Install Plugin...,接著搜尋Qgis2threejs,再下載安裝即可。

install plugin


步驟五 使用Qgis2threejs

安裝完成後,應該會在工具列出現新的套件Icon供點選。或者也可以在上方選單Web->Qgis2threejs找到套件。請先將之前加入的HGT檔圖層取消勾選,使之不顯示在地圖上。因為我們產出的3D模型除了高程外,貼圖是使用目前地圖上所顯示的畫面喔! 所以端看你的3D模型想要呈現哪種底圖、航跡或其它哩哩扣扣,現在都把它們顯示在地圖上吧!

tab 1 進入Qgis2threejs的選單後,我們就先來作一些設定啦! 請先將選中左方列表的World,注意一下圖中1~5的項目。

  1. 產出的格式,使用預設的3DView(dat-gui).html即可。順便一提File Export.html可以將成果轉檔成各種類型,方便其它軟體進行呈現/修改(例如Win10內建的3D Builder)。

  2. 地圖範圍,也就是3D模型的邊界,使用目前地圖介面的呈現範圍。由於無法在這裡作出調整,所以請在打開Qgis2threejs之前先把尺度、位置在地圖介面調到你想要的範圍。

  3. 模型尺度/位移

    • Base size: 表示模型大小,由於精細度是由HGT高程檔和目前地圖介面的畫面所決定,選100就很足夠。
    • Vertical exaggeration: 將高程誇張化,常用於起伏不明顯的區域,若要呈現實際比例就選1即可。
    • Vertical shift: 調整高程,選0即可。
  4. 模型座標系,使用目前座標系或是標準的WGS84,產出的模型可以透過點選來顯示座標,所以這邊可以選擇Latitude and longitude (WGS84)

  5. 輸出檔案所在的路徑和檔名,由於輸出後不只一個檔案,所以建議多新增一個資料夾來容納。tab 2 再來是左方列表的DEM設定

  6. 選取數值高程(DEM)圖層,也就是我們剛剛加入的HGT檔的圖層啦,要注意的是,若圖層範圍不在目前的地圖畫面中,那產出的模型就只是一張平面圖而已喔。

  7. 調整DEM,滑桿可調整解析度,請自行試驗其中差異。而若勾Surroundings,就代表要延伸目前的地圖範圍。 Size有3、5、9可以選,也就是以目前地圖範圍為中心格子,再畫出9、25、81宮格的範圍啦! 既然描繪的範圍一下子大了這麼多倍,電腦也會花相應的時間來輸出喔!有沒有了解了呢?

    由於圖磚服務在越大尺度下解析度越高,所以建議在作圖時將地圖畫面放大至較小範圍,再配合較大Size值來調整至想輸出的範圍,這樣比較可以兼顧貼圖清晰和較大的模型。

    至於Roughening則是調整貼圖的網格大小,數字越大網格越大,同時也會比較失真,當然輸出也會比較快喔。 另外的Advanced選項可用於輸出複數解析度的3D模型(越接近中心解析度越高),有興趣就自己玩玩看吧。

  8. 貼圖來源,預設的Map canvas image就是現在的地圖畫面,當然也可以選擇Layer image來只加入特定圖層。至於Image file則可以加入圖片檔,不過因為座標不容易對齊所以還是算了吧…

  9. 模型邊界,不影響產出結果,Build sides可在模型四邊的面加入不透明的貼圖,Build frame則是把模型邊線描黑而已。

  10. 上面的步驟就是一些比較必要的設定了,完成之後按下Run,套件就會開始輸出成果。依據步驟7的設定有可能1、2秒就完成,也可能花費數分鐘,輸出檔案也從5MB到數百MB都有可能喔。

一旦輸出完成,系統就會自動打開瀏覽器檢視成果。轉動3D模型的操作只需要使用滑鼠左右鍵和滾輪滑動而已,不需要特別教學啦。只要以左鍵點選地圖的任一處,也馬上就能顯示該點座標!

至此就算大功告成囉,輸出的檔案是html+javascript型式,所以很重要的一點:

只要瀏覽器就能看!!

也就是說,產出的檔案還可以丟到其它人的電腦上給別人看喔,完全不需要使用QGIS來執行。 若能再搭配GPX檔的航跡圖層,能夠在簡報、行前審隊時更能讓人一目了然!

到此為止就下課解散囉! 另外若對Qgis2threejs這個套件有更多興趣,在下方的參考資料中可以找到官方說明文件。


參考資料

GE圖資來源說明

WGS84(世界大地測量系統)

Pseudo-Mercator

Qgis2threejs官方文件

[老文] QGIS入門第三課-加入Google衛星影像

  • 花費時間: 5分鐘
  • 達成目標: 將Google衛星空照圖加入圖層列表

前言

由於這一課要用的圖資並未以OGC方式發布(意思就是大公司比較大牌啦)
所以首先要安裝套件-Openlayer Plugin!


步驟

  1. 首先在上方選單選擇Plugin->Manage and Install Plugin... choose_plugin 由於要和提供套件的伺服器連線,所以會要等一下喔

  2. 進入到套件管理視窗了,在搜尋欄打入Openlayer, 下方列表應該就會跑出Openlayer Plugin這個套件! 點選右下方的Install plugin來安裝。 install_openlayer

  3. 安裝完套件後,就可以在選單中的Web找到Openlayer plugin這個選項了。 可以看到除了Google外,還有OSM、Bing(微軟),甚至連Apple圖資都有呢! use_plugin 這邊選擇Google Satellite(Google衛星影像)來加入圖層

  4. 噹噹! Google衛星影像成為我們地圖中的圖層之一囉 final_screen

[老文] QGIS入門第二課-總之先把它閹掉吧

  • 花費時間: 5分鐘
  • 達成目標: 將QGIS的介面進行簡化

備註: 雖然只用5分鐘,不過這恐怕是初學者最重要的一步了

前言

嗯? 你問標題是什麼意思? 閹掉當然就是字面上的意思啊!
對! 我們要來把QGIS的小雞雞切掉!

若你看到這裡還是一頭霧水的話,請把QGIS點開…

QGIS_Enter 載入各種元件需要一點時間…

QGIS_sample1

QGIS_sample2

滿滿當當的選項和按鈕…
看到這邊你作何感想? 換成我的話只會想關掉視窗而已…

punch_face


請你跟我這樣做

既然預設的介面這麼不User Friendly,那有沒有什麼方法解決呢?

有的! 而且非常簡單。

  1. 請到 這裡 下載QGIS的設定檔,儲存到你認得的資料夾。大小僅130KB,請放心下載。

  2. 打開QGIS,選擇清單中的Setting -> customizationcustom1

  3. 將視窗中的Enable customization勾選(會有叉叉在中間),再點選Load from file custom2

  4. 選取你剛剛下載的設定檔 - 簡化QGIS,再點選右下角的套用。

  5. 按下確定離開視窗,再把QGIS關掉重開。鏘鏘,簡潔的介面出來了! 是不是很順眼呢?

至此,閹割版的QGIS就完成了。工欲善其事,必先利其器。想要從頭開始學QGIS,最好先化繁為簡,這樣記憶各種功能時才不會頭昏眼花。 custom3


若有任何實作上的問題,可在下方留言,我會儘快回覆。

[老文] QGIS入門第一課-總之先把它裝起來吧

  • 花費時間: 20分鐘 (視網路速度、電腦效能而定)
  • 達成目標: 成功將QGIS安裝到您的機器內

前言

QGIS_Enter

網路上的QGIS資源不少,中研院自己就有一個相關的專題網站-QGIS及Open Geodata資源網,民間也有各種的教學課程,網路上英文資源更是多如繁星。

成山的資料雖然查閱方便,但太長的篇幅、專業的術語和英文資料,對於入門者來說要吸收還是有些吃力。許多人往往還沒開始學習就被嚇到了。

若你對地理資訊系統(GIS)一知半解,對QGIS能做什麼事也只有個模糊的概念,沒關係! 不管您是和我一樣的山友,或是工作需要,既然都點進來看了,可見應該是有點興趣的。

總之先裝起來再說!!

先求有再求好,QGIS沒有在您的電腦中一切都沒辦法開始。
它「能做到什麼樣的事」,以及地理資訊系統(GIS)的基本概念,您都可以透過最後面所列的網站連結查找,而我也會在之後的文章提到登山行程所需要的部分。

那麼,接下來的幾分鐘請跟我做!

下載QGIS

QGIS的官網頁面就只有英文,我曉得大家都是懶人啦XD
好不容易找到下載頁面,進去後還列出許多不同版本,看都看傻了。所以下面直接提供下載連結:

你們這些懶鬼想要的就是這個對吧?

QGIS - Windows 32位元下載 (約300MB) 若您不知道自己的電腦系統屬於哪種版本,點下去就對了。

QGIS - Windows 64位元下載 (約380MB) 若您知道自己的電腦系統屬於64位元版本,就下載這個吧,使用上面32位元的版本也是可以的。

QGIS Download 點開上面的連結後,就會跳出下載QGIS安裝檔的視窗,請選擇自己想要存放的資料夾。

下載中來閒聊

依照網速,要把安裝檔下載下來大約需要10~15分鐘,這邊先來回答一些可能被問到的問題。

為什麼只有放Windows的下載連結?

因為我假定在下載QGIS這關,會需要看這篇網誌的人,大概都是使用Windows的族群。

另外QGIS這個軟體本身受到OSGeo基金會支持,該基金會所開展的計畫OSGeo4W,則是將眾多開源(Open Source)的地理資訊軟體整理成Windows可執行的檔案,4W就是for Win32(Windows)的意思啦。

簡言之,在Windows環境下使用QGIS是有掛保證的,它有頻繁的版本更新和長期維護,完全不用擔心變成孤兒。

那Mac(OS X)呢? 我們果粉的權益呢?

蘋果在安裝中會需要注意安全性相關問題和Qt4(視窗相關)的設定,值得較大篇幅的解釋。只是我手邊沒有mac,也沒有時間做詳細教學,我很抱歉的說:用蘋果不是該死,是罪該萬死

若您還是想試試看,這邊是安裝檔下載連結(QGIS 2.18 for Mac),您可以依照這篇文章中的描述進行安裝。

我用的是Linux吔…

都用Linux了還用我來教安裝? 有空多去寫寫中文ArchWiki吧。

開始安裝

QGIS Setup1 QGIS Setup2 被問到這句時,選是就對了。放心! 我不會害你的(拍肩) QGIS Setup3 直接點選Next QGIS Setup4 閱讀使用者條款後按下I Agree,不過我懷疑真的有人細心看完嗎? QGIS Setup5 選擇QGIS要安裝到哪個資料夾,若沒有特別偏好直接按下Next就好,我是喜歡存到D槽啦… QGIS Setup6 安裝畫面,請作個操舒展筋骨再回來 QGIS Setup7 恭喜您! 完成安裝

還沒完呢

QGIS Folder 安裝完成後,應該會在桌面看到名為「QGIS 2.18」的資料夾,現在就把它點開吧! delete_else 在資料夾內應該會看到許多應用程式,為了日後教學方便,請像我一樣將「QGIS Desktop 2.18.4」以外的檔案刪除掉(或放到新創的資料夾內)。放心!它們都只是捷徑而已,我們並沒有真正砍掉任何檔案。 pin_to_start 我也強烈建議您,將QGIS釘選到開始畫面或工作列,這樣一來以後啟動會方便許多

至此,QGIS的安裝大工告成。將下來我們將踏入GIS(地理資訊系統)的世界。

相關連結

若您行有餘力,以下分享一些QGIS的學習資源。 對上述的教學有任何問題,也歡迎在下方留言回覆。

中研院-QGIS及Open Geodata資源網

http://gis.rchss.sinica.edu.tw/qgis/

中研院除了建置網路圖磚服務(WMTS)提供民眾使用之外,在GIS推廣上也不遺餘力。該站長期關注開源的GIS軟體和QGIS,定期發布相關訊息,是學習QGIS不可錯過的好站。不過站內許多連結都已失效,他們小編真的應該小鞭一下了。

GIS-TECH

http://gis-tech.blogspot.tw/

QGIS推廣和中文化的重要推手,不過網頁目前看來已經死掉了。 順帶一提,太陽花學運時的立院內部全景圖就是他們做的喔!

馬克褚工作室

http://www.markchoo.com.tw/

以GPS手持裝置為主的教學資源,自行車與登山愛好者不可錯過的網站。其實以性質來講,這邊和我想寫的領域是最相關的。


若有任何實作上的問題,可在下方留言,我會儘快回覆。
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