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地理情報システム入門 - CADDi STUDDi

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January 27, 2022
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  1. 地理情報システム入門
    2022/01/25

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  2. 概要
    対象
    ● 地理情報システム(GIS)にまったく触れたことがない人
    内容
    ● GIS を扱う際に出てきそうな概念やツールを簡単に紹介
    ● 将来 GIS を扱う時に色々と調べたりする際の足がかり的な感じになれば

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  3. これは何?
    35.6998929,139.7892573

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  4. キャディ 東京本社
    ● 35.6998929,139.7892573

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  5. キャディ 東京本社???
    ● 35.6998929,139.7892573

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  6. 測地系
    ● 緯度経度だけでは一意に場所は定まらない。
    ● 地球上の位置を緯度経度で表すのに採用した楕
    円体が異なり対象の場所がズレる。
    ○ 日本測地系(旧日本測地系、TOKYO)
    ■ 昔日本で利用されていた測地系。
    ■ まだ一部で利用されている。
    ○ 世界測地系(JGD2000, JGD2011, WGS84)
    ■ 現在広く利用されている測地系。
    ■ GPS などでも利用されている。
    https://www.gsi.go.jp/LAW/G2000-g2000-h3.htm

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  7. 空間参照系
    ● 地図上に表示する場合は更に考慮する項目がある
    ○ 座標系:座標を平面な地図上に配置する手法
    ■ 地理座標系
    ■ 投影座標系
    ● 空間参照系 = 測地系 × 座標系
    ● SRID: 空間参照系の識別コード。コード体系としてよく EPSG が利用される
    SRID(EPSG) 測地系 座標系 備考
    6668 JGD2011 地理座標系
    4301 Tokyo 地理座標系
    4326 WGS84 地理座標系 GPS
    3857 / (900913) WGS84 Webメルカトル Google Maps など

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  8. データ形式
    WKT(Well-known text)
    ● ベクタ形式幾何学オブジェクトを投影法 (地図)を基に変換し地図上に表現させる
    マークアップ言語
    ○ POINT (139.0 35.0)
    ○ LINESTRING (139.0 35.0, 139.5 35.5)
    ○ POLYGON ((139.0 35.0, 139.5, 35.5, 138.5 35.5, 139.0 35.0))
    ● データをテキストで保存する場合に利用する
    ● 対応ツール
    ○ PostgreSQL(PostGIS)
    ○ MySQL
    ○ BigQuery, Athena
    ○ etc…

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  9. データ形式
    Shapefile(シェープファイル)
    ● Esri 社が提唱したベクター形式のデータフォーマット
    ○ 実質業界標準フォーマット
    ○ 位置情報データを静的に配布される際はこの形式が多い印象
    ■ 国土数値情報、位置参照情報、国土調査(土地分類・水基本調査)成果データ
    ● QGIS や ArcGIS などで描画が可能
    ○ 業界標準なので多くの GIS ツールは対応してる
    https://note.com/kinari_iro/n/n93c85c88b77d

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  10. GIS ソフト
    ● QGIS
    ○ 無料
    ○ オープンソースの GIS ソフト
    ○ 無料ながらかなり高機能
    ○ Windows, mac OS, Linux などで利用可能
    ● ArcGIS
    ○ 有償
    ○ ESRI社により提供されている GISソフト

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  11. 区域
    地理情報データを集計や解析などで利用する際に特定の区域単
    位で集計することはよくある。
    例:都道府県(市区町村, …)
    ● 生活のあらゆるところで利用されており一番馴染み深い
    ● 統計情報として利用する場合
    ○ 大きさがバラバラなので単一面積など、数値的に同じ条件で可視化し
    たい場合に向かない
    ○ 基本的に範囲が陸地のみなので、海上部分を表現するに向かない
    ■ 海ほたる、etc…
    ■ 降水量の表示
    https://www3.nhk.or.jp/news/special/coronavirus/data/

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  12. 地域メッシュ
    ● 緯度経度に基づいてほぼ同じ大きさの四角形で分
    割された領域
    ● 各メッシュには地域メッシュコードが付与されている
    ● JIS 規格(JIS X 0410)
    地域メッシュ - MULTISOUP
    https://www.biodic.go.jp/kiso/col_mesh.html
    https://www.data.jma.go.jp/fcd/yoho/meshjirei/jirei
    03/highresorad/index.html

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  13. GeoHex
    ● 地図上を六角形で分割された領域
    ● 大きさによってレベルが 0 ~ 25 で指定可能
    ● 純国産
    ● 統計情報の集計よりもゲームなどでの利用が目立つ
    ○ ドラクエウォーク、駅メモ …
    ● 利用用途
    ○ 個人情報保護
    ○ データサイズの削減
    ○ 距離算出の簡略化
    https://next.rikunabi.com/tech/docs/ct_s03600.jsp?p=002115

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  14. Web地図描画
    描画ライブラリ
    ● Leaflet
    ● OpenLayers
    ● Mapbox GL JS
    ○ 現在 v2 から有償っぽい?

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  15. Web地図描画
    配信データ形式
    ● ラスターデータ
    ○ 基本的に画像データなので複雑な形状でもデータサイズが小さい
    ○ 地図内のオブジェクトに属性を持たせたりなどはできない
    ○ 利用者側での加工が困難
    ● ベクターデータ
    ○ 描画するオブジェクトに属性を持たせたりできる
    ■ インタラクティブなアクションが可能
    ○ 描画するオブジェクト数が増えたり、複雑になるとデータサイズが大き
    くなる
    ○ 利用者側で加工が可能
    ■ 色の切り替え

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  16. ラスタータイル地図
    Web 地図では背景として使用される
    配信データ
    ● 地理院タイル
    ○ 国土地理院が配信するデータ
    ○ 地理院タイル一覧
    ○ https://cyberjapandata.gsi.go.jp/xyz/std/{z}/{x}/{y}.png
    ● OpenStreetMap(OSM)
    ○ 世界中の人で作成されるオープン地図データ
    ○ https://{s}.tile.openstreetmap.org/{z}/{x}/{y}.png
    地理院タイル
    OSM

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  17. XYZ 方式
    タイル状に分割された地図データを配信する際によく使用される方式
    URL 上で {z}/{x}/{y} 形式で表現される
    ● z: ズームレベル
    ● x, y: タイル座標
    タイル座標確認ページ で確認することができる
    ● (ただしズームレベル 3 以上から)
    https://maps.gsi.go.jp/development/siyou.html

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  18. GeoJson
    ● JSON 形式で空間データを表すフォーマット
    ○ ベクターデータ
    ● Web 地図の地理情報を保存・配信するのに広く一般的に利用されている
    ● JSON なのでテキスト形式
    ○ 人が読み書きしやすく
    ○ エンコード・デコードは速くない
    ■ オブジェクト数が増えファイルサイズが大きくなると厳しい
    https://github.com/gsi-cyberjapan/vector-tile-experiment

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  19. MVT(Mapbox Vector Tile)
    ● Mapbox 社主導で策定されたベクトルタイル地図
    ○ Mapbox Vector Tile Specification
    ● Protocol Buffers が利用されている
    ○ 拡張子は mvt が推奨(should)
    ■ (pbf とか見かけたような…)
    ● バイナリデータで配信される
    ○ 通信データ量の削減
    ○ 描画速度の向上
    ● 描画ライブラリ
    ○ Leaflet.VectorGrid
    地理院地図Vector|国土地理院

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  20. Vue.js + Leaflet を使用したサンプル

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  21. まとめ
    ● 緯度経度だけでは場所は一意に決まらない
    ○ 空間参照系(測地系、座標系)
    ● データ形式
    ○ WKT
    ○ Shapefile
    ● 区域
    ○ 地域メッシュ
    ○ GeoHex
    ● Web地図
    ○ ライブラリ
    ■ Leaflet
    ○ データ
    ■ タイル地図
    ■ GeoJSON
    ■ MVT

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