2026/06/23 | No.0214期 | Cathy 黃琳皓
地籍資料不只是數字，它關乎你我生活
你知道你住的地方公告地價是多少嗎？它是否位於地下水管制區？這些資訊，其實都藏在地籍裡。像是內政部國土管理城鄉發展分署的「全國土地使用分區資料查詢系統」，提供使用者查詢每筆地籍的基本資訊，如：土地公告現值、使用分區等，政府單位推出多種地籍應用查詢系統，提供不同的地籍主題，使其能以更親民的方式融入大眾生活。不過全臺地籍有1,600萬餘筆，如何承載多元的資訊，且能在GIS系統上做到快速展示、查詢的效能，是一大挑戰。
▲ 圖1 全國土地使用分區資料查詢系統可查詢地籍之基本資訊
常見的巨量資料展示方式
過往在GIS領域中展示巨量資料的方式，常常透過網路地圖服務(Web Map Service，WMS)或網路圖磚服務(Web Map Tile Service，WMTS)實現。兩個方法基本上都是透過產製圖片檔案以降低使用者端的負擔，然而，因為皆以圖片形式呈現，導致無法彈性依需求以不同樣式渲染呈現，且圖片檔案也無法提供屬性查詢。
換言之，使用者只能「看圖說故事」，卻無法真正與地圖互動。這也正是我們選擇向量圖磚技術的原因。
▲ 圖2 傳統圖磚與向量圖磚的使用差異
什麼是向量圖磚(Vector Tiles)?
2013年起Google認為瀏覽器即時渲染圖形之技術(Web Graphics Library，WebGL)已趨於成熟，便正式推出新一代的Google地圖技術－向量圖磚(Vector Tiles)，向量圖磚技術克服了前述網路圖磚服務之限制，其概念為將地圖圖徵資料以向量形式分塊儲存與傳輸，也因此當比例尺縮放時，會重新繪製每塊圖磚中的幾何圖徵與文字，而非直接放大圖片像素，因而有更清晰的展示效果。
向量圖磚採用PBF格式(Protocol Buffers Binary Format)儲存，相較於一般向量檔案或文本格式(如XML或JSON)，PBF檔案較小且解析速度快，對於網路傳輸更具優勢，可提升展示速度。此外，PBF檔案不僅能包含圖徵空間位置，也能記錄屬性資料。市面上多數的GIS軟體或雲端服務已有支援向量圖磚技術與展示功能，較知名的如Mapbox、MapLibre、ESRI、Google Maps、MapTiler、CARTO等皆已發展一段時間且對外正式商業營運。
在產製傳統圖磚的過程中，必須先在伺服器端透過樣式檔將圖資渲染，並切圖產出圖片檔(.jpg)，最後傳送到使用者端進行拼接。相反地，向量圖磚則是直接產製輕量化的向量檔案(.pbf)，直到進入使用者端(瀏覽器)時，才即時進行樣式的渲染與地圖拼接。
兩者最大的差異在於「消耗資源的位置」。以全臺地籍圖的不同應用主題為例 :
- 傳統圖磚：資料產製主機需要大量資源進行圖磚產製與服務供應。
- 向量圖磚：透過使用者端的瀏覽器進行渲染，將繪圖資源轉嫁至使用者上。
就資料產製而言，傳統圖磚需要由主機耗費大量時間產製，向量圖磚則能大幅降低產製時間，將渲染的工作轉嫁到使用者端，不僅讓資料的維護成本大幅降低，在渲染上也更為彈性，近年來使用者端的設備GPU也越來越普及(尤其智慧型手機)，對於繪圖渲染所需的資源也不會是過於沉重的負擔。為了讓大家快速掌握兩者的優缺點，我們特別整理了一份對比懶人包，讓你一看就懂 :
▲ 圖3 傳統圖磚與向量圖磚的產製流程差異
▲ 圖4 傳統圖磚與向量圖磚的呈現差異(左：傳統圖磚、右：瑞竣向量圖磚)
| 傳統圖磚 | 向量圖磚 | ||
|---|---|---|---|
| 資料 產製端 |
產製方式 | 專業軟體 | 專業軟體、開源軟體 |
| 產製時間 (以全臺資料為基礎) |
⏱️ ⏱️ ⏱️ | ⏱️ | |
| 格式 | https://test.com/tiles/{z}/{x}/{y}.jpg | https://test.com/tiles/{z}/{x}/{y}.pbf | |
| 資源消耗 | 多 | 少 | |
| 支援動態改變地圖樣式 | ❌ | ✔️ | |
| 資料維護成本 | 💰 💰 💰 | 💰 | |
| 使用者端 | 使用者體驗 | 😐 | 🤩 |
| 資源消耗 | 少 | 多 | |
▲ 圖5 傳統圖磚與向量圖磚比較懶人包
透過免費開源軟體產製地籍圖之向量圖磚
向量圖磚展示效果優異，但要產製高品質、可查詢、又輕量化的圖磚檔案，背後需要仰賴強大的工具支援。網路上有許多產製PBF檔案與設定的工具，可藉由參數調校以優化PBF檔案，過程需不斷的嘗試以兼顧檔案大小與縮編程度。舉例來說，當設定單一PBF檔案上限，則可能出現檔案大小降低，但圖徵有缺漏情形。又或者設定簡化程度，在高度簡化下雖可降低檔案大小，但圖徵形狀會有失真情形。
| 設定單一PBF檔案上限 | |
➤ 上限5MB，實際3.91MB
➤ 圖徵有缺漏現象 |
➤ 上限6MB，實際4.87MB
➤ 圖徵完整 |
| 設定簡化程度 | |
➤ 無進行簡化
➤ 檔案較大，但圖徵完整 |
➤ 高度簡化
➤ 檔案較小，與原始圖徵落差較大 |
▲ 圖6 產製地籍向量圖磚之測試成果
藉由不斷的嘗試，我們以政府專案客戶所提供的全臺1,600萬筆地籍產製向量圖磚，為了提升渲染效果，依不同比例尺設定展示參數，降低整體檔案大小。此外，我們也將每筆地籍預算好的土地、環境等50項指標納入地籍資料表，並嘗試切成向量圖磚。然過多的資料使單一個PBF檔案過大而導致前端載入效能變差，因此，我們最終決定僅將必要資訊(如:地籍 ID、土地可用與否)納入PBF檔案，以實現輕量化，且兼顧圖徵展示之合理性與效能，讓全臺地籍圖依主題(上述提及之「土地可用與否」屬性)渲染僅在3秒內即可達成，其他屬性則納入資料庫，透過地籍ID關聯查詢地籍屬性。
▲ 圖7 全臺地籍於不同比例尺展示成果
▲ 圖8 查詢地籍屬性
▲ 圖9 三秒內依主題快速渲染全臺地籍
結論:向量圖磚是巨量資訊滿足展示效能與查詢的好幫手
傳統圖磚切圖需花費多天完成檔案產製，且若需要新的渲染效果，則需要重新製圖，大約需3-5天作業時間，相當耗時。而在我們這次的試驗中，發現地籍圖採用向量圖磚則僅需幾小時即可完成產製，且向量圖磚可兼顧每層比例尺的檔案大小、縮編程度、渲染效果與展示效能。向量圖磚技術讓巨量資料在WebGIS中展示不再棘手，可以達到快速產製、高效渲染的目標。
想了解向量圖磚的應用與技術？歡迎聯繫我們，一起打造更高效、更智慧的地圖展示方案。
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