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文化導向地理資訊系統 Quantum-GIS 應用實務

<第二單元> 統計繪圖篇

郭俊麟 鄭涵娟 編著


第二單元:統計繪圖篇

第五章:屬性表單編輯與整合 第六章:屬性資料演算與輸出 第七章:分層設色主題圖製作 第八章:統計圖表與地圖整合


第五章 屬性表單編輯與整合 最近新聞有篇令人印象深刻的標題「台灣生育率吊車尾老化 指數 14 年後追上日本」,由於去年台灣生育率為全球最低,加 速人口結構快速老化;經建會預估台灣 2025 後,老化指數恐從 現在 69%,直逼目前老化指數最高日本的 177%,我們得提早規 畫並因應老齡化時代的來臨。 我們若要自行計算台灣最新的老化指數變化,可以從哪裡取 得資料呢? 又從各縣市的區域差異來看,台灣不同區域的老化指 數,是否有明顯的差異嗎?接下來讓我們以台灣的老化地圖為例, 從原始統計資料表單的下載開始,逐步練習統計地圖的編繪流 程。

1. 屬性表單的取得 在內政部統計處的內政統計年報有很多統計資料可供一般 民眾參考下載,可藉由這些資料自行繪製主題地圖。本次範例以 老化指數作為繪製主題地圖的指標,所謂人口老化指數,即六十 五歲以上的老年人口除以十五歲以下的幼年人口,再乘以 100 所 算出的結果。因此我們需要取得幼年、老年人口數,而內政部的 統計年報提供了人口五齡分層人數,可作為基礎資料使用。 使用者可在 Google 搜尋中輸入【內政統計年報】找到統計清 單的網頁(網址:http://sowf.moi.gov.tw/stat/year/list.htm)。內政統計 年報的統計項目有十大項,光戶政分項就有多達十五個調查項目, 如人口年齡分配、十五歲以上人口教育程度、婚姻狀況….等。老 化地圖繪製需要下載的是【人口年齡分配】的統計表單(圖 5.1), 以滑鼠點擊該項目即可取得 EXCEL 檔案,檔名為 y02-01.xls。

2


圖 5.1 內政部戶政司所製作的人口年齡分配表,提供了歷年(1974 年到 2010 年)的人口資料。使用者可比較歷年資料來比較長期變 化,或直接使用最新資料來繪製老化地圖。

圖 5.2

3


2.屬性表單的前處理 一般來說,各類型統計資料的表單都不是為了 GIS 繪圖所設 計,因此若要在 GIS 環境中使用,必須先在試算表軟體中將其轉 換為可供 GIS 使用的屬性表單。以 SHP 檔案格式而言,最基本的 GIS 屬性表單必須在左側欄位有明確的地名或編碼,上方則是表 單項目名稱的列資料(圖 5.3)。

圖 5.3 若要從原始資料表單製作成圖 5.3 適合 GIS 使用的資料表 單格式,需要經由以下步驟處理: (1)將目標年份的人口統計表單(如 2010 年),複製到新的工作表 中,刪除 GIS 表單中用不到的屬性資訊,如全年人口統計、 男女別人口統計等資訊(圖 5.4)。 (2)空白字元也會造成 GIS 屬性無法結合的原因之一,必須先利 用 EXCEL 的取代功能,解決地名與項目欄位中的空白字元, 如圖 5.3 下方的“臺 北 市”及 “高 雄 市”(圖 5.5)。 4


圖 5.4

圖 5.5

圖 5.6 (3)確認 GIS 圖層屬性與統計表單中的地名用字是否一致,例如 繁簡寫是否相同,如台北市與臺北市之差異。建議利用 EXCEL 5


編輯統計表單時,依據 GIS 縣市圖層中地名(圖 5.7),校對統 計表單的用字是否有一致。可利用(2)所介紹的“取代”功能 進行編輯(圖 5.8)。

圖 5.7

圖 5.8 6


(4) 當 Excel 的檔案轉成 dbf 檔時,若第一列項目欄表頭第一個字 是數字,轉檔出來後第一個字會變成「X」,為避免使用上的 困擾,建議將用 Y0-4, Y5-9….來取代原有 0-4 歲,5-9 歲之表 頭。

圖 5.9

3.DBF 表單的儲存 由於 QGIS1.7.X 版本目前尚無法匯入 EXCEL 的表單,必須將 其轉換為 DBF 資料庫格式檔案。然而,Office2007 以後版本的 EXCEL 已無法直接將表單儲存為 DBF 檔案,使用者必須利用同是 Office 系列的 ACCESS 來進行表單資料的轉換工作。 在此以 Microsoft 的 Access2010 版本為例,啟動 Access 後, 點擊[檔案]的[開啟舊檔]選單(圖 5.10),在開啟資料庫的對話視 窗中,檔案格式先選擇右下方的 Microsoft Excel 格式,之後選 擇剛才儲存好的 Excel 檔案,開啟之(圖 5.11)。 開啟後,參考試算表精靈的對話視窗,指定第一列為欄名, 以及連結資料表的名稱(原 excel 的資料表名稱),完成後即可匯 入檔案(圖 5.12, 圖 5.13)。 7


圖 5.10

圖 5.11 8


圖 5.12

圖 5.13 接下來在[外部資料]選單中,選擇右側另存檔案中的[其 他],在其下拉選單中選擇 dBASE 檔案(圖 5.14),指定檔案輸出 的路徑與格式(參照系統內定即可),即可完成 DBF 格式的轉檔(圖 5.15)。 9


圖 5.14

圖 5.15

10


4. DBF 表單匯入 QGIS 在 QGIS 中進行 DBF 表單與縣市圖層的結合之前,請各位先 複習一下第一單元下載交通部運研所縣市邊界圖層,以及進行向 量圖層處理(融合同縣市各多邊形)等方法。並按照第一單元所學 到的指定坐標系統及匯入圖層的方法,先在 QGIS 中開啟台灣縣 市邊界的基礎圖層(圖 5.16)。

圖 5.16

接下來利用向量圖層小工具

,開啟上一小節建立 DBF 格式

的統計表單檔案(如圖 5.17 的 2010.dbf)。選擇檔案時,建議可 將選取檔案格式設為 All Files(*),比較容易瀏覽到需要匯入的 檔案。匯入後可於圖層選單中看到 DBF 表單的縮圖與名稱(圖 5.18),點擊滑鼠右鍵後開啟下拉選單中的[開啟屬性工作表](圖 5.19)即可看到匯入 QGIS 的統計表單全貌(5.20)。 11


圖 5.17

圖 5.18

圖 5.19 12


圖 5.20

5. QGIS 屬性表單的結合(JOIN) 本小節最精采的部分就是將外部的統計表單經過前處理後, 在 QGIS 中與行政邊界 GIS 圖層結合。首先開啟台灣縣市行政邊 界圖層的[屬性]選單(圖 5.21)。

圖 5.21 13


在圖層屬性的對話視窗中選擇上方選項中的 Joins。由於選 項列不少,可利用右側的左右排序箭頭,移動選項找尋這個 Joins 工具。

圖 5.22 接下來使用

工具,進行屬性的結合。Join Layer 為剛

才匯入的 DBF 檔名稱,結合(Join)欄位為 DBF 統計表單中的地名 欄位,目標欄位則是多邊形向量圖層屬性中縣市名稱的欄位(圖 5.23)。點擊下方的 OK 後,將在圖層屬性的 Joins 視窗中出現 一筆屬性結合資料(圖 5.24)。

圖 5.23 14


圖 5.24 此時開啟目標圖層的屬性工作表,將可看到結合(JOIN)後 的新屬性表單(圖 5.25,圖 5.26)。 若要刪除剛才屬性結合的結果,選取後點擊

鍵即可。上

述屬性結合步驟可反覆操作,建立多筆的屬性結合紀錄。

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圖 5.25

圖 5.26

16


實作 5: 外部統計資料與 QGIS 的屬性結合 一、學習目的: 1. 了解 GIS 屬性表單與一般統計資料表單的差異。 2. 能從網路統計資料庫中下載自己需要的統計表單。 3. 能夠運用試算表軟體進行統計資料的前處理。 4. 能利用 QGIS 將外部統計資料與 GIS 圖層結合。 二、使用設備軟體 1. 有上網環境的電腦設備 2. Microsoft Office 之 Excel 2010 版本 3. Microsoft Office 之 Access 2010 版本 4. Quantum GIS 1.7.X 版本 三、實作步驟 1. 在內政部統計資料網站中取得台灣最新人口統計資料 2. 3. 4.

(按年齡分配)。 利用 Office Excel 進行屬性表單的前處理。 利用 Office Access 進行表單的 DBF 格式轉換。 在 QGIS 中江 DBF 檔案匯入,並與台灣縣市邊界圖層進 行屬性結合(Join)。

四、問題與討論 1. 如何確認外部的統計表單與 GIS 縣市屬性圖層可順利的 2.

結合? 有哪些需要注意以及需在試算表中處理的細節? 本次實作已建立台灣各縣市 2010 人口的年齡分配資料, 下一章節將要在 QGIS 中進行老化人口的屬性演算,請 先預習人口老化指數的意涵與算法。

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第六章 屬性資料演算與輸出 延續上一章的主題,若要瞭解一個地區的老化程度,除了知 道「老人比率」(65 歲以上的人口佔總人口的比率)外,還可透 過老化指數(65 歲以上人口佔 0~14 歲人口的比率)來分析。本 單元首將藉由 QGIS 的屬性資料演算功能,計算各縣市老年人口 比率及老化指數,再藉由屬性查詢來尋找台灣的高齡縣市,並同 時將查詢結果反映在主題地圖上。

1. 空間圖層的編輯 統計繪圖的除了屬性資料的匯入結合之外,同時也必須取得 可跟該年度統計資料對應的空間圖層。比本單元的老年人口主題 為例,上一章所練習的資料為 2010 年人口資料,由於同年的 12 月 25 日台灣施行五都改制,將台南縣市、台中縣市、高雄縣市 合併、台北縣升格為新北市,若要符合五都改制的地理事實並能 作跨年度的比較,我們必須將行政邊界圖層與屬性資料做適當的 修正與調整。 首先開啟在 QGIS 中開啟台灣縣市界圖層的屬性工作表(圖 6.1)。在屬性表格下方工具列中啟動編輯功能(圖 6.2)。

圖 6.1 18


圖 6.2 在編輯功能中,將 Countyname 欄位中的台北縣更名為新北 市,將台南縣更名為台南市、台中縣更名為台中市、高雄縣更名 為高雄市(圖 6.3)。

圖 6.3

再次點擊編輯工具

,待系統詢問是否要儲存變更(圖 6.4),

選擇“Save”儲存剛才的編輯。

19


圖 6.4 此時對照地圖視窗,雖然五都合併的縣市,名稱皆已調整相 同,但仍是分別的兩個多邊形(如圖 6.5 的台南縣市)。

圖 6.5 此時可藉由已編輯好的屬性地名來進行空間屬性的融合。換 言之,就是將同是台南市的兩個多邊形融合成為單一的多邊形 (行政邊界)。可利用第一單元所教過的融合(Dissolve)工具(wj6 6.6),來進行多邊形的合併。 20


圖 6.6 選擇輸入圖層、欄位(縣市地名欄位)及輸出 shape 檔案的路 徑後,點擊“OK”,即可輕鬆完成,並新增到新的圖層選單中(圖 6.8)。

圖 6.7

21


圖 6.8 如圖 6.9 所示,此時的台灣行政邊界圖層已修正為 2010 年底 五都合併後的行政邊界範圍。

圖 6.9

2. 地名屬性的標記 在 GIS 軟體中進行空間屬性與資料表單的查詢時,若能在地 圖中標記地名,將更有助於查詢結果的判讀。QGIS1.7 以後的版 22


本提供了一個簡單且實用的地名標記工具,可快速在地圖視窗中 建立地名圖徵。 在快速工具列中啟動地名標記工具

,首先在左上方選擇

標記此圖層,然後在右上方選擇預定標記的地名欄位,接下來挑 選文字樣式、輪廓的大小顏色,最後點擊”OK”(圖 6.10)。

圖 6.10 此時地名標記就會在地圖視窗中清楚呈現,如圖 6.11 所示。 若需再調整地名標記大小或希望標記在其他位置,可再開啟地名 標記工具,重新設定或選擇“進階設定”,運用其他地名標記設 定選項(圖 6.12)。 23


圖 6.11

圖 6.12 24


圖 6.13 為選擇貼近邊線的地名標記結果。

圖 6.13

3. 屬性表的調整與儲存 QGIS 內的屬性表格雖然可以作欄位之間數字的運算與搜尋, 但若要進行列跟列之間(地名列)屬性數字內容的修改,目前得一 個一個手動調整。因此建議使用者須先回到上一章的屬性表前處 理單元,利用 EXCEL 試算表環境,將原本的各縣市人口資料,依 照五都調整後的地名,建立新的屬性表。 如圖 6.14 所示,在台中縣市資料下方新建一列五都合併後 的“台中市”欄位,加總原先台中縣市的人口資料後,刪除(或 取代掉)原來的台中市及台中縣人口資料。可複製加總後的台中 市人口資料列,利用選擇性貼上功能,僅將數值覆蓋上去,再刪 25


除舊有的台中縣及台中市市人口資料列。調整過後的人口資料表 單如圖 6.15 所示。

圖 6.14

圖 6.15 接下來請按照上一章所介紹的屬性表單整合的方法,將屬性 表格從 EXCEL 檔案轉換為 DBF 檔後,在 QGIS 中與五都調整後的 台灣縣市圖層作屬性的結合(Join)。

26


圖 6.16 需要留意的是,如果將剛才匯入的統計表格移除,剛結合好 的屬性表單也會跟著消失。因此,建議屬性結合後,先將整個圖 層另存為新的檔案(圖 6.17)。

圖 6.17

27


檔案儲存格式保留原有 ESRI Shape 檔案的設定,點擊“瀏 覽”選擇儲存的檔案資料夾路徑及檔名。接下來維持系統所指定 的編碼與 CRS 坐標參考系統,按下 OK 即可(圖 6.18)。

圖 6.18 照之前練習的步驟,重新匯入剛才儲存的新建 Shape 檔案。 檢視儲存的圖層與屬性表是否正確(圖 6.19, 圖 6.20)。

28


圖 6.19

圖 6.20

29


4. 屬性表資料欄位計算 QGIS 的屬性表資料欄,可進行一般試算表的簡易欄位資料演 算。以本單元的老化指數的運算為例,由於老化指數需要知道幼 年人口及老年人口的總數,因此要先將 0~14 歲以上的人口、65 歲以上的人口相加。 首先在圖層的下拉式選單中,開啟屬性工具(圖 6.21)。

圖 6.21

在“欄位”的選單中,點擊編輯工具

,切換到編輯模式(圖

6.22)。進入編輯模式後,再選取欄位計算工具

30

(圖 6.23)。


圖 6.22

圖 6.23 TIP:另一個啟動欄位計算工具的方法,是在屬性表格下方,先開 啟編輯工具,然後再啟動最左側欄位編輯工具(圖 6.24)。

圖 6.24 31


在新增欄位中,輸入新的欄位名稱(如 Younger 及 elder), 中間的欄位欄及下方的運算符號中,點擊我們想要運算的數學式 (例如 15 歲以下人數,就必須將 Y0_4+Y5_9 +Y10_14 加總),完 成後,就會發現屬性表格最右側已新增一欄 Younger(圖 6.26)。

圖 6.25

圖 6.26 32


以同樣的方法建立 65 歲以上人口的加總(圖 6.27,圖 6.28)。

圖 6.27

圖 6.28

33


接下來就是老化人口指數資料演算的重頭戲了,一樣開啟欄 位計算,在輸出欄位名稱輸入 AgingIndex(可自訂),欄位型態則 需要改為十進制數,並調整欄位寬度為 5、精確度(小數點以下幾 位)為 2。 由於人口老化指數的概念為六十五歲以上人口除以十五歲 以下人口,在乘以 100%。因此欄位的計算則須將剛才建立的 elder 欄位除以 Younger 欄位,再乘以 100,也就是 elder / younger * 100。(圖 6.29)

圖 6.29 如此一來,台灣 2010 年各縣市老化指數的 GIS 屬性表格就 已完成了(圖 6.30)。完成欄位計算後,請再次點擊 儲存剛才編輯的檔案。 34

結束,並


圖 6.30

5. 屬性查詢與地圖對照 完成台灣人口老化指數的 GIS 圖層後,想知道台灣各縣市人 口老化程度的排序嗎? 在欄位的右方點擊三角箭頭,即可進行升 冪或降冪的排序(圖 6.31)。

圖 6.31 35


在 GIS 環境中可與地圖同時進行查詢的對照比較。在屬性表 格中,點擊老化指數最高的那列,地圖視窗所在縣市就會對應以 黃色標誌(圖 6.32)。若要進行系統性的查詢,可點擊屬性表格下 方的“進階搜尋”,進行特定需求的功能檢索(圖 6.33)。

圖 6.32

圖 6.33 36


在進階搜尋的語法視窗中,選擇老化指數的欄位 (AgingIndex),查詢欄位的取樣值(可做為選擇的參考),然後在 運算符號中選擇適當的符號(如>),然後在下方的 SQL 視窗中填 入自己想要比較的範圍(如 80)。如圖 6.34 及 6.35 所示,系統就 會幫忙算篩選出我們要的縣市並以黃色標示對應在地圖中(圖 6.36)。

圖 6.34

TIP:可在屬性表格下方工具列點擊 最上層,方便瀏覽(圖 6.35)。 37

將所選取的縣市都排列到


圖 6.35

圖 6.36

38


實作 6: 台灣人口老化指數的計算與查詢 一、學習目的: 1. 了解 QGIS 屬性表單編輯的限制並複習 DBF 資料���入及 表單結合的方法。 2. 能夠運用 QGIS 進行資料欄位的演算及查詢功能。 3. 能夠運用 QGIS 的地名標記功能,並將屬性查詢結果展 現在地圖視窗中。 二、使用設備軟體 1. 有上網環境的電腦設備 2. Quantum GIS 1.7.X 版本 三、實作步驟 1. 按照本章所教授的方法,在 QGIS 中建立台灣 2010 年五 都調整後的縣市界空間圖層及 2010 年人口年齡分配的 屬性表格。 2. 3.

4.

利用 QGIS 的地名標記功能,建立基本的查詢底圖。 利用 QGIS 的資料欄位演算功能,建立人口老化指數計 算所需要的統計欄位項目,並依照人口老化指數的計算 方法計算出各縣市的老化指標。 在 QGIS 屬性表格的進階查詢功能中,查詢台灣人口老 化最嚴重的前三名縣市,並展現在有地名標記的縣市地 圖視窗中。

四、問題與討論 1. 上述的流程,除了應用在人口老化指數的計算上,還可 以應用在哪些人文地理的主題? 針對這個主題,你是否 可以獨力完成此專案的 GIS 資料建置? 2. 接下來將進行分層設色圖的繪製與出圖設計,在參考老 師的教材講義之前,你是否有辦法可以自己摸索 QGIS 的 功能,嘗試自己繪製看看? 39


第七章 分層設色主題圖製作 前兩章有關屬性表單編輯、整合以及屬性資料空間單元的處 理等作業流程,主要都是為了將屬性資料與空間圖層有效的整合, 並能將其繪製成有意義的分層設色主題圖。本章將運用前兩章所 製作的人口老化屬性表單及圖層資料,進一步繪製台灣各縣市的 人口老化主題圖。內容主要分為分層設色主題圖的設定,以及運 用 QGIS 地圖設計功能,加入圖名、圖例、比例尺等地圖元素, 繪製出專業的主題圖。 1.分層設色樣式設定-漸進式分類 在圖層選單中,對著目標圖層點擊滑鼠右鍵後,在下拉選單 中選擇【屬性】,進入圖層樣式的設定(圖 7.1)。(也可以用滑鼠 左鍵快速點擊兩下後開啟設定選單)

圖 7.1 40


由於先前我們計算出來的台灣各縣市人口老化指標數值從 最低的 54.98 到最高 111.7,範圍差距較大,且各縣市的數值均 不一樣,因此可考慮在【樣式】選單中,採用【漸進設定】之分 類(圖 7.2)。

圖 7.2 接下來在行列的數值中,選擇屬性表單中的人口老化指數 (屬性表建置時以英文 AgingIndex 作為該項目名稱);指定分類 數,也就是設定要將這些數值分為多少類別(由於分層設色圖是 用個別顏色或漸層顏色來區分數值,考量一般分層設色主題圖對 於顏色區分不宜過度複雜,建議分類在 5 以下);最後則是指定 分類的模式(可選擇相等組距、分位數、自然分類、標準差、Pretty 分類,等五種)。

圖 7.3 41


圖 7.4 完成圖 7.3 的操作後,請記得點擊視窗下方的【分類】(圖 7.4),此時視窗中間才會出現剛才設定好的分類選項,此為自動 計算出來的分類結果。最後按下視窗下方的【OK】,就可以在地 圖視窗中看到初步的分層設色圖了。 使用者可接著在上面標記地名(詳見第六章 2.地名屬性的標 記),在快速工具列中啟動地名標記工具 在地圖視窗中(圖 7.6)。

,將各縣市地名標記

補充說明:雖然圖層屬性選單的【樣式】旁有【標記設計】選項, 可作地名標記之設定,然而該選單之地名標記功能會在各縣市圖 層多邊形都加上地名,也就是若該縣市並非由單一多邊形組成者, 如離島島群、或沿海有較多島嶼的縣市將出現複數的地名重疊在 上面。如此一來,將使得畫面變得雜亂,因此不建議使用此選單 42


進行地名標記,而採用快速工具列之地名標記工具)

圖 7.5

圖 7.6

43


2.分層設色樣式設定-自訂分類 除了上述利用系統所提供的分類方法(相等組距、分位數、 自然分類、標準差、Pretty 分類)進行自動分類之外,使用者亦 可依照自己的研究需求或想要特別關注的類別進行自訂分類。 若以人口老化比率(各縣市 65 歲以上人口比率)的分層設色 圖之製作為例,使用者可依前述的步驟先完成三個等級的自然分 類(Natural Break)後(如圖 7.7 的步驟 1-2),再進行分類範圍的 手動修改。

圖 7.7 手動分類修改方法為用滑鼠左鍵快速點擊分類範圍的數值 兩下(如圖 7.8),此時會有彈跳視窗讓使用者重新輸入分類的界 線,包含上界值與下界值。 44


圖 7.8 例如我們可以將台灣各縣市人口老化比率,區分為三大類 型,分別是小於 10%的縣市、界於 10-14 之間的縣市,以及大於 10 的縣市。因此項目分類的臨界值就必須重新修改,而修改結果 的項目標記則可用更簡單的符號或數字來取代(圖 7.9),這也會 成為地圖輸出時的圖例標記(圖 7.10)。

圖 7.9

圖 7.10 45


若要修改各類別多邊形之顏色,可以滑鼠左鍵快速點擊兩下 【符號】內的顏色方塊,在隨後出現的【符號選擇】對話視窗中, 選擇顏色方塊下方的【Change】來修改顏色、線條寬度等符號屬 性(圖 7.11、圖 7.12)。

圖 7.11

圖 7.12 46


圖 7.13 3.分層設色主題地圖設計 一般來說,主題地圖的製作,須具備給讀者判讀地圖的一些 基本規範。這些規範就是常見的地圖元素,如:方向標、比例尺、 圖例…等。QGIS 在地圖視窗畫面中已有比例尺、指北針及版權 標記的功能,可先在附加元件中的地圖裝飾中調整(圖 7.14)。

圖 7.14 前一單元已介紹如何直接在【檔案】選單中以另存進行地圖 影像的方式輸出地圖影像(圖 7.15)。接下來就讓我們一起運用同 樣選單中的【地圖出版設計】,來進行更專業的地圖製作。

47


圖 7.15 在【地圖出版設計】的功能視窗中,首先須使用

按鈕,用

滑鼠在紙面上拖曳畫出位置及大小(圖 7.16)。接下來就是利用其 完整的工具選單,進行地圖元素的編輯與版面的製作。

圖 7.16 48


QGIS 地圖出版設計之工具列說明如下: 檔案及列印功能:開啟範本、儲存範本、輸出成影像檔、輸出成 PDF 檔案、輸出成 SVG 檔案及列印。

檢示功能:全圖顯示、放大、縮小、重新整理。

地圖功能:復原、重作、新增 QGIS 地圖、新增影像、新增文字 標記、新增向量圖例、新增比例尺、新增幾何圖形、新增箭頭及 新增屬性說明表格

其它功能:選取或移動項目、移動項目內容、群組、取消群組、 項目上下移動及項目對齊。

一般來說,基本的地圖出圖設計須包含以下基本地圖元素: 圖名、比例尺、圖例、指北。可照以下步驟依序製作: 1. 設定輸出紙張大小及顯示範圍: 在視窗右側的地圖一般選單中,設定紙張大小(如 A4)、紙張 版面的方式(橫向或縱向),以及輸出的解析度(若要列印成紙本, 建議設定為 300dpi 解析度;若只是網路瀏覽則可設為 90-150dpi)。 若要適當調整地圖的顯示範圍與內容大小,可以使用

,平

移地圖內容,並同時使用滑鼠中間的滾輪,調整畫面大小(也可 在項目內容選單中直接調整比例)。 49


圖 7.17 2.以新增標記功能設定圖名 從視窗上方工具列中,選擇

(新增新標記)後,用滑鼠在

左側的地圖紙面視窗中拖曳出適當的範圍。此時右側的功能選單 中,點選【項目內容】即可在對話視窗中填入新標記之文字,也 就是加入圖名(例如:2010 年台灣人口老化地圖)。該選單中可設 定字型大小、字體、及對其方向。若要要調整框線或取消框線, 則需選擇標記選單下方的【一般選項】,進行更詳細的調整。 新增新標記的功能,除了可新增圖名,也可加入任何需要補 充的文字,例如版權、繪圖者姓名、繪圖日期等。 50


圖 7.18

圖 7.19 51


3.比例尺的設定 比例尺的設定在 QGIS 的環境中,端視使用者在專案中所設定 的坐標轉換系統為何。一般來說若以 WGS84 經緯度為專案的坐標 參考系統,比例尺的設定就得考量台灣地區的經度換算為公里之 數值。就處理上的便利性而言,建議使用者再進入地圖設計選單 前,先將專案調整為 Google Mercator,如此就可直接以公尺換 算比例尺。

圖 7.20 比例尺的設定需先點擊視窗上方功能鍵的 (新增比例尺), 然後用滑鼠在地圖紙面上選擇適當的位置擺置。接下來需要在 【項目內容】中設定比例尺的分段大小(地圖單位),以及每單位 比例尺/地圖單位的數值(圖 7.20)。由於 Google Mercator 坐標 系統下的地圖基本單位為公尺,因此比例尺分段若要設為 100 公 52


里,則須在分段欄位中填入 100000;每單位比例尺/地圖單位若 要設為公里,則需要欄位中填入 1000(地圖單位為 1 公尺,填入 1000 就是設定比例尺基本單位為公里)。

圖 7.20 QGIS 所提供的比例尺的樣式包還單一長條、雙線長條、中央 軸線、下方軸線、上方軸線、文字數字等共六種,使用者可在【樣 式】選單中挑選。另外關於比例尺的間距、大小、單位標記等, 也一樣可以在視窗選單中作詳細的設定。若要取消比例尺的外框, 可參考圖 7.19,在比例尺選單的下方的【一般選項】中,取消【顯 示圖框】即可。 4. 圖例的設定

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在工具列中選擇

(新增新的向量圖例)後,在紙面地圖中

拖曳出適當的大小,系統即刻會將圖層的分類匯入圖例中。使用 者可先在【項目內容】的【一般】修改圖例內標題、群組、圖層、 項目的字體及大小。若需修改圖框則可在下面【項目選項】中進 行調整(圖 7.21)。

圖 7.21 若要進一步修改圖例項目或圖層的名稱,可進入【圖例項目】 選單中,增刪圖層項目或手動修改圖層或項目之名稱。例如圖 7.22,手動將原本“TW_POP”之圖層名稱,修改為更容易讓讀者 理解“老年人口比率”。

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圖 7.22 5. 新增指北或其他符號 地圖元素中不可或缺的指北,在 QGIS 的地圖設計環境中, 必須以新增圖像

的方式加入(圖 7.24)。新增圖像,顧名思義

當然不只有指北的圖像而已,系統提供非常多各式各樣的符號可 供使用者挑選,也可指定電腦中的影像檔案,直接匯入到地圖紙 面中。 使用者選好指北的符號影像後,可參考進一步調整符號大小 修改或刪除圖框。最後就可以利用輸出工具列(可存成 jpg,pdf,svg 等不同的檔案格式)另存圖檔或直接列印出來(圖 7.23)。

圖 7.23 55


圖 7.24

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實作 7: 台灣人口老化地圖製作(分層設色圖) 一、學習目的: 1. 了解 QGIS 分層設色圖的設定以及地圖表現方法。 2. 能夠運用 QGIS 的地圖設計功能進行主題圖的編繪。 3. 能了解 QGIS 環境中地圖比例尺的計算方式。 二、使用設備軟體 1. 2.

有上網環境的電腦設備 Quantum GIS 1.7.X 版本

三、實作步驟 1. 按照本章所教授的方法,延續前兩章的學習成果,在 QGIS 中製作台灣各縣市人口老化主題圖。 2. 利用人口老化指標以及各縣市老年人口比率,分別製作 兩種不同的人口老化分層設色圖。 3. 利用 QGIS 的地圖設計功能,配合主題地圖所需要的圖

4.

名、比例尺、圖例、指北等地圖元素,設計一張人口老 化主題圖。 在 QGIS 的地圖設計選單中,反覆調整各地圖元素的設 定(包含顏色、字形、字體大小等),設計並輸出一張可 讓不同領域讀者輕易理解的人口老化主題地圖。

四、問題與討論 1. 上述的流程,除了應用在人口老化主題圖的繪製上,請 舉例說明還可以應用在哪些人口指標之主題? 針對這些 主題,你需要取得那些基本的統計資料? 2. 若使用 WGS84 坐標系統環境,設定地圖的比例尺,地圖 單位及每單位比例尺/地圖單位的數值又該如何計算呢? (提示:台北附近 1 經度約等於 101 公里)

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第八章 統計圖表與地圖整合 運用統計資料繪製主題後通常會將相關圖表與地圖搭配呈 現,讓圖表輔助地圖資訊了解其空間分布內涵的數字意義。這類 型的圖表與地圖整合運用,可視用途發表在文章、論文,甚至大 型海報中。近年來由於網際網路的發展能透過網路地圖發表,讓 這類型豐富內容的整合型地圖更有傳播力及親近性。本單元首先 以人口金字塔為例,介紹從繪製統計圖表到輸出至 QGIS 的過程; 並接著介紹如何善用 QGIS 地圖設計功能,製作整合圖表與地圖 的主題圖。 1.人口金字塔圖表製作 首先使用本單元所介紹內政部統計年報中的【人口年齡分配】 統計表單,在 EXCEL 中將欲分析的某縣市男女人口年齡分配表另 存於新的工作夾中。例如選擇花蓮縣人口年齡分配資料,另存資 料於新工作夾後如圖 8.2 所示。

圖 8.1

圖 8.2 58


所謂的人口金字塔,使用的乃是橫式直條圖,男在左(負項) 女在右(正項),因此繪製上需要將男性人口資料,修改為負數(圖 8.3)。此外,人口金字塔的各年齡人口數值,通常是使用比率來 表示,因此必須將各年齡層人口數,分別除以男性或女性的人口 總數,以%呈現(圖 8.4)。

圖 8.3

圖 8.4 接下來將整理好的資料,以滑鼠拖曳選取所有的表格,選取 內容包括項目欄中的性別到最後一欄的 100 歲人口(圖 8.5)。之後 再 EXCEL 上方工具列,選擇【插入】選單中的【橫條圖】(圖 8.6), 即可顯示初步的人口金字塔圖表(圖 8.7)。

圖 8.5

圖 8.6 59


100歲以上 90~94歲 80~84歲 70~74歲 60~64歲 50~54歲

40~44歲

30~34歲 20~24歲 10~14歲 0~4歲 -10.00

-5.00

0.00

5.00

10.00

圖 8.7 圖 8.7 的 Y 軸年齡分配項目在正中央不易辨識,且圖表的單 位、註記仍須修正說明,因此需要進行圖表的編修工作。如圖 8.8 所示,先用滑鼠選擇 Y 軸使其出現選取方框後,點擊滑鼠右鍵, 在其彈跳出來小對話視窗中,選擇【座標軸格式】,在座標軸修 改選單中,修改【座標軸標籤】為【低】即可(圖 8.9)。

圖 8.8 60


圖 8.9 若要將 X 軸的男性各年齡人口比率的負值取消,需選擇 X 軸 的修改選單,在座標軸選項中的【數值】中,修改【負數表現方 式】為紅色字體,並將小數位數調整為 0。(圖 8.10)。此時人口 金字塔的雛形大致已經完成。

圖 8.10 61


100歲以上 90~94歲 80~84歲 70~74歲 60~64歲 50~54歲

40~44歲

30~34歲 20~24歲 10~14歲

0~4歲 10

5

0

5

10

圖 8.11 接下來點擊座標軸中的【數列】 ,利用【資料數位格式】選單, 修改數列重疊以及類別間距的比率(圖 8.12),將間距大小調整到 適當的範圍。最後在以插入文字框的方式,加入圖表名稱(如花 蓮縣 2010 年人口金字塔),及 X 軸數值單位(%),即可繪製出如 教科書一般的人口金字塔囉(圖 8.13)。

圖 8.12 62


花蓮縣2010年人口金字塔 100歲以上 90~94歲 80~84歲

70~74歲

60~64歲 50~54歲 40~44歲 30~34歲 20~24歲 10~14歲 0~4歲 10

5

0

5

10

%

圖 8.13 2. 統計圖表與地圖整合設計 從前幾章的分析,我們已得知台灣地區人口老化最嚴重的縣 市為嘉義縣,若要在地圖中將嘉義縣的人口金字塔圖表與全台人 口老化主題圖整合表現,要如何處理呢? 首先照本章第一小節的介紹完成嘉義縣的人口金字塔,然後 啟動 Word 2010 版本的螢幕擷取功能(如果是舊版的 word 請改用 一般的螢幕擷取軟體),將 Excel 中的人口金字塔以圖片檔的方式 擷取至 word 中。

圖 8.14 63


圖 8.15 在 word 中以滑鼠右鍵點擊剛才擷取的人口金字塔圖檔,將 其另存為圖片(建議儲存為 jpg 格式)。在上一章所介紹的【地圖 設計】選單中,以新增影像的方式,將人口金字塔匯入地圖版面 中(建議設定為橫向 A4 的版面)。

圖 8.16 64


如圖 8.17 所示,選取新增影像工具後,在【圖片選項】中, 新增資料夾(指定到剛才儲存人口金字塔影像的資料夾),隨後該 資料夾內的所有影像就會自動進入下方的預覽選單中。最後選擇 欲加入的人口金字塔圖片,就可在既有的地圖設計版面中加入統 計圖表的繪製成果(圖 8.18)。

圖 8.17

圖 8.18 65


接下來,我們可進一步將屬性表單資料,填入剩餘空白的地 圖版面中。點擊工具列中的 (新增屬性表格),在【項目內容 中】選擇【屬性】選單,進行屬性表的選擇(圖 8.19)。

圖 8.19 如圖 8.20 所示,勾選想要在地圖版面中輸出的屬性欄位項 目,並在其旁的欄位中輸入想要顯示的項目名稱;最後在 sorting 選單中,選擇要以哪項數據資料排序,例如利用人口老化指標排 序。最後的整合性地圖設計成果如圖 8.21 所示。

圖 8.20 66


圖 8.21 3. 地圖版面的分割設計 目前為止我們的練習都尚未把金門縣及連江縣的地圖納入 地圖版面的設計中。由於這兩縣的距離離台灣較遠,考慮地圖版 面的視覺效果,可以新增新地圖

的方式,利用地圖版面分割

設計的效果,將金門及連江縣都納入我們的地圖中。 由於新增地圖後,該圖框內亦會將包含台灣的分層設色主題 圖納入版面中,使用者可利用

(移動項目內容工具),將畫面

移至金門或連江縣的範圍,如此重複操作兩次,即可新增兩個獨 立的圖框,完整呈現包含台灣及離島縣市的所有人口老化地圖 (圖 8.22)。 67


圖 8.22

地圖輸出前,別忘了利用新增標記

之功能,將自己的姓

名及完成日期加在適當的位置中,作為自己製圖的版權宣告。

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實作 8: 台灣人口老化統計地圖整合設計 一、學習目的: 1. 了解 QGIS 結合外部統計圖表的地圖設計功能設定以及 相關地圖表現法。 2. 能夠運用 QGIS 的地圖設計功能進行整合性的統計地圖 製作。 3. 能了解如何運用 GIS 統計繪圖,完整的呈現統計數據的 空間意涵。。 二、使用設備軟體 1. 有上網環境的電腦設備 2. Quantum GIS 1.7.X 版本 三、實作步驟 1. 按照本章所教授的方法,選擇一台灣縣市製作 2010 年 人口金字塔或相關統計圖表。 2. 3.

4.

利用 office2010 所提供的影像擷取工具,將繪製完成 的人口金字塔或其他統計圖表另外儲存為一圖檔。 利用 QGIS 的地圖設計功能,匯入與台灣人口老化相關 之統計圖表圖檔,並配合地圖版面設計,調整適當的大 小與位置。 充分運用 QGIS 的地圖設計選單的功能選項,依照台灣 人口老化程度排序匯入屬性表單,並將金門與連江縣的 地圖以分割地圖方式新增地圖版面中。

四、問題與討論 1. 你要如何運用這張主題圖來講述台灣人口老化的空間 特色與區域差異? 2.

除了統計圖表與屬性表單之外,你認為還可在地圖設計 中加入那些補充資料或影像? 69


國立東華大學「人文數位與 GIS 學程」實作教材


QGIS統計繪圖