空間データ

 本教材は、「空間データ」の実習用教材です。GISソフトウェア(QGIS)を用いて、空間座標の変換、ジオリファレンス、ジオコーディングについて解説しています。講義用教材として、地理情報科学教育用スライド(GIScスライド)の3章が参考になります。

 課題形式で使用する場合は、本教材を一読した後、課題ページへお進みください。GIS初学者は、本教材を進める前にGISの基本概念の教材を確認しておいてください。本教材を使用する際は、利用規約をご確認いただき、これらの条件に同意された場合にのみご利用下さい。

使用データ

スライド教材

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空間座標の変換(測地系変換、投影変換)

 地理空間情報データ(GISで扱うことのできるデータ)は、測地系と座標系に基づいた位置情報を保持しています。測地系や座標系は様々なものがあります。そのため、複数のデータを扱う場合や地図上の単位に合わせて変換が必要になります。以下では、QGISでの変換手法を解説しています。空間座標系についての解説は、地理情報科学教育用スライド(GIScスライド)の3章やGISの基本概念の教材を参照してください。

※以下の教材で使用しているQGIS2.8.4では、JGD2011が選択できないため、JGD2011のデータに対してJGD2000を割り当てている点に注意してください。

測地系変換

東京23区コンビニエンスストアのデータを用いて、日本測地系から世界測地系へ変換する手法について解説しています。以下では、tokyo23ku-cvs_tokyo(日本測地系 緯度経度)とtokyo23ku-cvs_JGD2000(世界測地系 緯度経度)を使用します。

QGISを起動し、異なる測地系のデータを読み込む。 測地系変換

  1. ベクトルデータの読み込みボタンをクリックし、ベクタレイヤを追加する。
  2. 「ブラウズ」から、ダウンロードした日本測地系と世界測地系のshapeを読み込む。
  3. 「開く」 をクリックする。

QGISが自動で、擬似的な位置あわせをしてしまうため、オンザフライ投影機能をオフにする。

測地系変換

  1. 右下のEPSGのボタンをクリックする。
  2. チェックをはずし、オンザフライ投影を無効にする。

先ほどまで同じ位置に表示されていたデータが、測地系が異なるためずれて表示される。 測地系変換

それぞれのレイヤの上で右クリックして、プロパティ(一般情報のタブ)から座標系を確認しておく。 測地系変換

測地変換を実行し、新規にデータを作成する。 測地系変換

  1. プロパティから「名前をつけて保存する」をクリックする 。
  2. 新規レイヤの出力先と名前を選択する。
  3. CRSのボタンをクリックし、変更したいCRSを選択(今回はJGD2000)してOKをクリックする。
  4. OKをクリックする。

以下のように、測地系がJGD2000に変換された。 測地系変換

投影変換

以下では、地理座標系のデータを投影座標系の平面直角座標系へ変換するについて解説しています。世界測地系緯度経度のデータを用いて、以下の処理を試してください。

投影座標系の平面直角座標系へ変換する。 測地系変換

  1. プロパティから「名前をつけて保存」をクリックする。
  2. 新規レイヤの出力先と名前を選択する。
  3. CRSのボタンをクリックし、変更したいCRSを選択(JGD2000 / Japan Plane Rectangular CS Ⅸ)してOKをクリックする。
  4. OKをクリックする。

以下のように、座標系が(JGD2000 / Japan Plane Rectangular CS Ⅸ)に変換された。 測地系変換

※世界測地系の平面直角座標系へ変換する場合に、地域によって○○系と指定する必要がある。詳しくは、国土地理院の[平面直角座標系の対応表]を参考にする。

※空間座標の変換のよくある間違いとして、新規にデータを作成せず、プロパティ(一般情報)の空間参照システムからCRSを選択するというものがある。

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ジオリファレンス

 ジオリファレンスは、位置情報をもたない画像などのデータに位置情報を持たせる際に用いる手法です。  以下では、鯖江市のオープンデータより古地図007をダウンロードし、QGISのジオリファレンサーで読み込み、地理院タイルをもとにGCPを取得し、位置あわせを行う手法について解説します(位置合わせ用のshpファイルを読み込んでおくと良い)。

QGISを起動し、[位置合わせ用のシェープファイル]を読み込む。データの読み込み後に、地理院タイルの標準地図を読み込む。地理院タイルの使い方は、QGISビギナーズマニュアルを参照する。ジオリファレンス用のGCP(Ground Control Point)を作成するため、ラスタからジオリファレンサーを起動する。 ジオリファレンス

ジオリファレンサーで、位置合わせしたいラスタを読み込む。今回は、実習用データ:鯖江市 古地図007をダウンロード(このリンクをクリック後、名前を付けて保存する)し、読み込む。

このデータは、鯖江市のオープンデータの「古地図007」を実習用に再配布したもの(出典は本ページのトップに記載)。

ジオリファレンス

  1. ラスタの読み込みボタンをクリックし、ラスタを選択する。
  2. 座標系を選択し、OKをクリックする。

※座標系は、[位置合わせ用のshpファイル]に合わせて、世界測地系平面直角座標系のⅥ系に設定する。

以下のように、ジオリファレンサーにラスタの読み込みができた。 ジオリファレンス

GCPの作成

QGISでジオリファレンスをする場合、位置情報を示すGCP(Ground Control Point)を作成します。GCPは画像の端あたりをあわせて、おおまかな位置合わせをした後、偏りがでないように細部に作成していきます。以下では、その手法について解説しています。

画像データに位置情報を付加するために、GCPの作成を行う。 ジオリファレンス

  1. GCPを追加するボタンをクリックする(削除する際は、右隣のボタン、地図の移動は手のボタンを用いる)。
  2. ジオリファレンサーで入力したラスタ(古地図)の代表点(地理院地図と古地図で類似する地点や曲がり角など)をクリックする。 3.「マップキャンバスより」をクリックする。
  3. ジオリファレンサーで作成した古地図の代表点と同じ地点をQGISで表示している地理院タイル上でクリックする。

※GCPの作成で、あらかじめ座標がわかってる場合は、座標値を入力することもできる。

ジオリファレンサーで表示されたラスタの上にGCP(座標値をもった点)が表示され、GCPテーブルに詳細が表示される。 ジオリファレンス

同じ作業を行いGCPを増やしていく。

※ある部分のみGCPが集中しすぎるということが、起きないように注意しながら作業を進めていく。また、GCPテーブルのresidualの値の大きいものを削除すると上手く合う場合がある。 ジオリファレンス

ラスタの出力

複数点のGCPの取得ができたら、以下のように位置情報をもった古地図の出力を実行する。 ジオリファレンス

  1. 変換の設定をクリックする。
  2. 線形を選択する。
  3. キュービックを選択する。
  4. 新規レイヤの出力先と名前を入力する。
  5. SRSを選択する。
  6. OKをクリックする。

右向き三角のボタンをクリックすると、QGISにラスタが表示される。 ジオリファレンス

下の図のように、古地図に位置情報を付加することができる。(下の図は処理の結果が見やすいように、古地図の透過性を古地図007のプロパティ>透過性から調整している) ジオリファレンス

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ジオコーディング

 ジオコーディングは、住所や緯度経度などの情報から、GISで扱えるデータ等を作成する手法です。以下では、裾野市広域避難地・指定避難所のデータを用いて、住所と経緯度の情報からジオコーディングする手法について、2つのWEBサイトを利用して解説しています。

Google Maps Geocoding APIを利用する

住所からジオコーディングする

Google Maps Geocoding APIを利用したサイトにアクセスし、裾野市広域避難地・指定避難所の住所を用いてマッピングを行う。

susono_emergency_shelter.csvをダウンロードする。

このデータは、Link dataからダウンロードし、実習用に加工したものである。 ジオコーディング

Google Maps Geocoding APIを利用した、位置情報取得サイトはいくつかありる。以下は、埼玉大学の谷謙二先生が提供しているKTGIS.netのジオコーディングサービスの利用法について解説している。

KTGIS.netにアクセスし、上のタブから「Geocoding」をクリックすし、「地名・施設名からジオコーディング・地図化」をクリックする。 ジオコーディング

住所情報をもとにジオコーディングをする。 ジオコーディング

  1. 避難所をまとめたCSVをExcelで開き、コピーした住所を上の図の①の個所に張り付ける。
  2. 表示をクリックする。

下の図のように、サイトの下段にある地図の上ポイントが表示される。このサイトでは、情報出力テキストボックスから、マーカーの緯度経度、KMLデータ、最近隣距離などの出力もできる。 ジオコーディング

CSVアドレスマッチングサービスを利用する

経緯度からジオコーディングする

東京大学空間情報科学研究センターが提供するCSVアドレスマッチングサービスを利用して、住所から緯度経度を求めることができる。以下では、その手法について解説している。

susono_emergency_shelter.csvの住所情報をもとにジオコーディングをしていく。 アドレスマッチング

  1. 全国街区レベル(緯経度・世界測地系)を選択する。
  2. 住所を含むカラムに 2 を入力(エクセルでみたときの住所が入っている箇所に相当する)する。
  3. シフトJISコード(SJIS)を選択する。
  4. 避難所をまとめたCSVを選択する。
  5. 送信をクリックする。その後、保存のウインドウが表示されるため、データを保存する。

QGISで緯度経度つきのCSVデータを表示する

以下では、アドレスマッチングで取得したデータをQGISで表示する手法について解説しています。CSVアドレスマッチングサービスで取得したCSVを利用し、以下の処理を試してください。

QGISでテキストファイル(CSVファイル)を読み込む。 アドレスマッチング

  1. テキストファイル読み込みボタン(デリミティッドテキストレイヤの追加ボタン)をクリックする。
  2. ダウンロードしたデータを選択する。
  3. CSVにチェックを入れ、Xフィールドに経度、Yフィールドに緯度をそれぞれ指定する。
  4. OKをクリックする。
  5. JGD2000を選択しOKをクリックするとデータが表示される。

このデータは一時的にベクトル形式で表示されているため、シェープファイルとして、新規ファイルを作成する。 アドレスマッチング

  1. プロパティから名前をつけて保存をクリックする。
  2. 新規レイヤの出力先と名前を選択する。
  3. CRSのボタンをクリックし、変更したいCRSをJGD2000としてOKをクリックする。
  4. OKをクリックするとデータが保存できる。

以下のように、裾野市の広域避難地・市指定避難所データが地図上に表示できた。 アドレスマッチング

ポイントデータにラベルを付ける場合は、プロパティ>ラベル から設定を行う(詳しくは、QGISビギナーズマニュアル:ラベルの項目を参照)。

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ライセンスに関する注意事項

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教材の利用に関するアンケート

 本プロジェクトでは、教材の改良を目的とした任意アンケートを実施しています。ご協力いただける方は、アンケートにお進みください。ご協力のほどよろしくお願いいたします。

※ 本アンケートの成果は、教材の改良のほか、学会での発表等の研究目的でも利用します。また、本アンケートでは、個人が特定できるような質問は設けておりません。

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