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研究生： 王超國
Wang, Chao-Kuo
論文名稱： 以時間序列地圖分析臺江內海地形變遷與演育
Analysis of Geomorphologic Change and Evolution for Tai-Jiang Inner Sea of Taiwan by Time Series Maps
指導教授： 吳銘志
Wu, Ming-Chee
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 地球科學系碩士在職專班
Department of Earth Sciences (on the job class)
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 120
中文關鍵詞： 地圖套疊 、坐標轉換 、地理資訊系統 、地形變遷
外文關鍵詞： Overlay Mapping, Coordinate Transformation, GIS, Geomorphologic change
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    • 地圖是記錄地理環境的圖像工具，亦是演譯空間的資料與概念之最直接與簡潔的表示方式。因此若能將不同時期的地圖進行合理套疊，則可用來量化分析及探討地形變遷與演育的過程。近年來快速發展的地理資訊系統，不但可用來組織不同坐標與不同比例尺的地圖資料，更可進行地圖資料的套疊與空間分析；惟需克服各時期之測繪基準及技術之差異性。
    本研究首先針對日治時期後的中比例尺地形圖進行套疊與探討，分別有：1904年臺灣堡圖、1924年臺灣實測地形圖、1985年經建Ι版地形圖及1999年經建Ⅲ版地形圖等，四種於不同時期製作且為不同坐標系統的地形圖。首先利用歷年來測設的三角點為轉換控制點，架構在TWD67或TWD97坐標系統下，換算或數化而得的三角點成果坐標，爾後將換算或數化而得三角點成果坐標比對公告成果坐標，藉以求得各時期地形圖的平移轉換參數。其次，就洲潟海岸地形及河道水系等最顯見的地形變遷現象進行分析探討，其中清領時期與荷治時期所繪製的地圖則須配合方志文獻、地名沿革及聚落發展等因素的參照，始得有效推估其地形的變遷歷程。
    研究結果顯示，利用時間序列地圖分析區域地形變遷與演育的做法是可行的。臺江內海地形之演育及本島西部之潟湖、沙洲及河口等海岸地形受曾文溪之遷移的影響甚大。整體地形之演育及變遷過程乃成為影響今日之聚落分布及部落社會型態、產業經濟及文化發展之推動的機制。

    Maps are a graphical instrument to record geographic environment. Additionally, they are the most direct and lucid measure to represent the deduced spatial data and concepts. As a result, by overlaying maps with different ages, processes of geographic change can be quantitatively analyzed. Recent quickly developed Geographic Information System does not only can organize geographic data with various coordinate and scale, but also can process maps overlay and spatial analysis. However, there existed discrepancies in measuring standard and technology among various ages, which are still an issue needed to overcome.
    This study aimed at analyses and overlaying of the middle-scale maps after Japanese Colonial Period such as: Taiwan Fortress Map, 1904; Taiwan Measured Topographic Map, 1924; Economic Planning and Development I Topographic Map, 1985; and Economic Planning and Development Ⅲ Topographic Map, 1999. These maps were made in different scale; as well in different ages. In order to obtain the translational-transformation parameters over various times, previously measured triangular points were served as control points to quantitatively convert new triangular points on the basis of the TWD67 or TWD97 coordination system. Then, the results were further compared with the published resultant coordinates. Furthermore, this study has also investigated the coastal sand bars, lagoons, and the most prominent geographical changes of river channels. In order to effectively and precisely evaluate the geomorphologic changes based on maps made during the period of Chin’s dynastic or Dutch colonial; it is necessary to take into account of the local cultural and historical evolution and local residential development.
    As a result, the utilization of the time series maps for the studies of regional landform development, evolution, and transition is feasible and applicable. The landform development and evolution of Taijiang Inner Sea as well as the western coastal landform transition such as lagoons, sandbars, and estuaries was strongly affected by the transference of Tseng-Wen River. Nevertheless, the processes of the landform development and the river channel transference were the mechanism of the tribal development and distribution as well as the differentiation of social style, cultural and economical development.

    目錄 摘要…………………………………………………………………… Ⅰ ABSTRACT …………………………………………………………Ⅱ 誌謝…………………………………………………………………… Ⅳ 目錄…………………………………………………………………… Ⅴ 圖目錄………………………………………………………………… Ⅶ 表目錄…………………………………………………………………ⅩI 第一章 緒論……………………………………………………………1 1-1 研究動機……………………………………………………… 1 1-2 研究目的……………………………………………………… 2 1-3 研究方法與步驟……………………………………………… 3 1-4 研究區概述…………………………………………………… 6 1-4-1 地理位置………………………………………………… 8 1-4-2 地形特徵……………………………………………… 12 第二章 臺灣各時期地圖…………………………………………… 17 2-1 荷治時期（1624~1656）………………………………………18 2-2 清領時期（1683~1895）………………………………………21 2-3 日治時期（1895~1945）………………………………………25 2-4 國治時期（1945~迄今）………………………………………30 第三章 坐標轉換及數化…………………………………………… 35 3-1 坐標轉換………………………………………………………35 3-1-1 坐標種類…………………………………………………36 3-1-2 坐標轉換的模式…………………………………………37 3-1-3 精度分析…………………………………………………40 3-1-4 地圖概括化………………………………………………42 3-2 坐標轉換控制點………………………………………………44 3-2-1 三角點……………………………………………………46 3-2-2 圖廓點……………………………………………………47 3-3 地圖坐標轉換及數化…………………………………………50 3-3-1 經建版地形圖坐標轉換及數化…………………………51 3-3-2 1928年臺灣實測地形圖坐標轉換及數化………………54 3-3-3 1904年臺灣堡圖坐標轉換及數化………………………58 3-3-4 各時期之平移轉換參數…………………………………62 第四章 圖幅套疊結果分析……………………………………………63 4-1 曾文溪水系……………………………………………………64 4-1-1 將軍溪……………………………………………………66 4-1-2 七股溪……………………………………………………69 4-1-3 鹿耳門溪…………………………………………………72 4-1-4 曾文溪……………………………………………………75 4-1-5 曾文溪古河道……………………………………………78 4-2 鹽水溪河系……………………………………………………81 4-3 洲潟海岸地形…………………………………………………86 4-3-1 沙洲………………………………………………………86 4-3-3 潟湖………………………………………………………93 第五章 結論及建議………………………………………………… 97 5-1 結論……………………………………………………………97 5-2 建議……………………………………………………………99 參考文獻……………………………………………………………… 100 附錄…………………………………………………………………… 103 附錄一 常見坐標系統…………………………………………… 104 附錄二 坐標轉換法……………………………………………… 108 附錄三 研究區三角點公告資料………………………………… 113 附錄四 各時期地形圖之圖幅整合接合誤差表………………… 118 圖目錄 圖1-1 研究流程圖………………………………………………… 5 圖1-2 臺江內海之地理位置圖…………………………………… 6 圖1-3 臺江國家公園的陸域範圍………………………………… 7 圖1-4 末次冰期以來嘉南平原古海岸變遷圖……………………10 圖1-5 1636年大員海港圖…………………………………………11 圖1-6 1636年大員海港圖數化檔與臺灣堡圖套疊結果…………11 圖1-7 1652熱蘭遮市海圖…………………………………………11 圖1-8 1652熱蘭遮市海圖與臺南市區圖套疊結果………………11 圖1-9 曾文溪三角洲演育圖………………………………………15 圖2-1 支那、越南、柬埔寨地圖 局部，1595…………………19 圖2-2 1625臺灣海圖，原稱北港海圖……………………………20 圖2-3 1664年臺灣軍備圖…………………………………………22 圖2-4 1878全台前後山輿圖………………………………………23 圖2-5 1896年五萬分之一臺灣地形圖……………………………26 圖2-6 1904年臺灣堡圖……………………………………………28 圖2-7 1928年二萬五千分之一臺灣實測地形圖…………………29 圖2-8 1944美軍地形圖……………………………………………32 圖2-9 經建Ι版地形圖…………………………………………… 33 圖3-1 四參數轉換示意圖…………………………………………38 圖3-2 六參數轉換示意圖…………………………………………39 圖3-3 數化流程圖…………………………………………………45 圖3-4 研究區三角點分布圖………………………………………46 圖3-5 圖廓示意圖…………………………………………………47 圖3-6 圖幅改正示意圖……………………………………………48 圖3-7 各時期圖幅接合圖…………………………………………49 圖3-8 研究區之1985經建Ι版接合圖……………………………52 圖3-9 研究區之1985經建Ι版數化圖……………………………52 圖3-10 研究區之1985經建Ⅲ版接合圖…………………………53 圖3-11 研究區之1985經建Ⅲ版數化圖…………………………53 圖3-12 研究區之1928實測地形圖接合圖………………………55 圖3-13 研究區之1928實測地形圖數化圖………………………55 圖3-14 研究區之臺灣堡圖直接套合接合圖…………………… 59 圖3-15 研究區之臺灣堡圖間接套合接合圖…………………… 59 圖3-16 研究區之臺灣堡圖數化圖……………………………… 60 圖4-1 1904年時期之將軍溪………………………………………67 圖4-2 1928年時期之將軍溪………………………………………67 圖4-3 1985年時期之將軍溪………………………………………67 圖4-4 1999年時期之將軍溪………………………………………67 圖4-5 四個時期之將軍溪的套疊結果……………………………68 圖4-6 1904年時期之七股溪………………………………………70 圖4-7 1928年時期之七股溪………………………………………70 圖4-8 1985年時期之七股溪………………………………………70 圖4-9 1999年時期之七股溪………………………………………70 圖4-10 四個時期之七股溪的套疊結果………………………… 71 圖4-11 1904年時期之鹿耳門溪………………………………… 73 圖4-12 1928年時期之鹿耳門溪………………………………… 73 圖4-13 1985年時期之鹿耳門溪………………………………… 73 圖4-14 1999年時期之鹿耳門溪………………………………… 73 圖4-15 四個時期之鹿耳門溪的套疊結果……………………… 74 圖4-16 1904年時期之曾文溪…………………………………… 76 圖4-17 1928年時期之曾文溪…………………………………… 76 圖4-18 1985年時期之曾文溪…………………………………… 77 圖4-19 四個時期之曾文溪的套疊結果………………………… 77 圖4-20 1823年前之曾文溪古河道位置的推估圖……………… 78 圖4-21 1823~1871年曾文溪河道推估圖…………………………79 圖4-22 1823年以後曾文溪河道變遷演育示意圖……………… 80 圖4-23 1904年時期之鹽水溪的下游…………………………… 82 圖4-24 1928年時期之鹽水溪的下游…………………………… 82 圖4-25 1985年時期之鹽水溪的下游…………………………… 82 圖4-26 三個時期之鹽水溪下游的變化………………………… 82 圖4-27 1999年時期之鹽水溪的下游…………………………… 83 圖4-28 1985年及1999年兩個時期之鹽水溪下游的比較………83 圖4-29 1904年時期之鹽水溪的中段…………………………… 84 圖4-30 1928年時期之鹽水溪的中段…………………………… 84 圖4-31 1985年時期之鹽水溪的中段…………………………… 84 圖4-32 三個時期之鹽水溪中段的變化………………………… 84 圖4-33 四個時期之鹽水溪的變化示意圖……………………… 85 圖4-34 1904年時期之沙洲的分布……………………………… 88 圖4-35 1928年時期之沙洲的分布……………………………… 88 圖4-36 1985年時期之沙洲的分布……………………………… 88 圖4-37 1999年時期沙洲分布…………………………………… 88 圖4-38 海汕沙洲之四期變化情形示意圖……………………… 91 圖4-39 王爺港沙洲之四期變化情形示意圖…………………… 91 圖4-40 青山港沙洲之四期變化情形示意圖…………………… 91 圖4-41 網子寮沙洲之四期變化情形示意圖…………………… 91 圖4-42 頂頭額沙洲之四期變化情形示意圖…………………… 92 圖4-43 南平額沙洲之四期變化情形示意圖…………………… 92 圖4-44 1904年時期潟湖………………………………………… 94 圖4-45 1928年時期潟湖………………………………………… 94 圖4-46 1985年時期潟湖………………………………………… 95 圖4-47 1999年時期潟湖………………………………………… 95 圖4-48 四時期潟湖套疊………………………………………… 96 附圖1-1 大地坐標系統示意圖………………………………… 105 附圖1-2 地心直角坐標系統示意圖…………………………… 105 附圖1-3 多面體投影法經緯度換算示意圖…………………… 106 附圖1-4 橫麥卡脫投影法示意圖……………………………… 107 表目錄 表1-1 古文獻方志對台江之記載………………………………8 表1-2 西南海岸平原地形變遷的因素及影響…………………15 表2-1 臺灣各時期地圖特徵……………………………………17 表2-2 清領時期臺灣地圖之特徵………………………………24 表2-3 日治時期實測地形圖一覽（1896~1938）………………26 表2-4 TM坐標系之演進……………………………………… 31 表3-1 日治時期以後之地形圖比例尺及圖幅大小……………50 表3-2 日制陸測點經緯坐標推算與公告TWD67坐標比較…… 56 表3-3 1928年臺灣實測地形圖轉換參數計算…………………57 表3-4 1904年臺灣堡圖轉換參數計算…………………………61 表3-5 各時期之平移轉換參數…………………………………62 表4-1 曾文溪歷次河道變遷表…………………………………65 表4-2 歷年沙洲名稱及面積……………………………………87 表4-3 歷年潟湖面積變化表………………………………… 94 附表4-1 經建Ι版臺灣地形圖幅接合及點位誤差表……… 119 附表4-2 經建Ⅲ版臺灣地形圖幅接合及點位誤差表……… 119 附表4-3 1928年臺灣地形圖幅接合及點位誤差表………… 119 附表4-4 1904年臺灣堡圖幅接合及點位誤差表…………… 120

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