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QGIS3.16 raster hans-on
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jyun
August 08, 2021
Education
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QGIS3.16 raster hans-on
演習用サンプルファイルはこちら ↓
https://drive.google.com/file/d/11lKErqfA1gN3LU9WyTMX03Yk2WRz7waB/view?usp=sharing
jyun
August 08, 2021
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Transcript
QGIS 3.16 講習会 2021.7 上川南部森林管理署 田中 淳 ラスタ編
2 当資料は、CC BY 4.0で公開します。 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ja クレジット表記(©TANAKA Jyun) により、複製・再配布・改変を行うことができます。 ベクタデータ(等高線以外)は、 国有林の森林基本図を模して田中が作成した架空のデータであり
実際の現地とは一切関係ありません。 ラスタデータ及び等高線は、国土地理院の ・電子国土基本図(オルソ画像) http://maps.gsi.go.jp/development/ichiran.html#ort ・基盤地図情報(数値標高モデル) https://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php を加工して作成しています。 当資料の取扱いについて
3 配布したデータ【QGIS_raster.zip】を展開し、 【Cドライブ】→【QGIS】フォルダ内にコピー(移動)させてください。 他のフォルダでも構いませんが、 GIS関連のデータはできる限り日本語を使用していないフォルダ内に 保存しておくことをオススメしておきます。 【revival】フォルダ内に、進捗状況に応じたプロジェクトファイルを 用意してあるので、操作が上手くいかなかったり、 QGISが落ちるなどのトラブルがあった際に利用してください。 次頁を参照して、QuickDEM4JP
及び qProfプラグインを インストールしておいてください。 はじめに
4 今回は、GRASS GISの機能も使用するため デスクトップにある 【QGIS 3.16】フォルダ内の QGIS Desktop 3.16.〇 with
GRASS ~ を起動してください。 【プラグイン】→【プラグインの管理とインストール】 はじめに
5 【ZIPからインストールする】 はじめに 配布した【ラスタ編】→【data】 フォルダ内の 【QuickDEM4JP.zip】と 【qProf.zip】ファイルを インストール
6 ・標高データ(DEM)の用意 ・ラスタ解析 地形解析(傾斜・傾斜方位・陰影図・流域図) 断面図 平均傾斜 日照時間・日射量(&ラスタ計算機) ・地図調製 ・おまけ 本日のお品書き
7 そもそもDEMって何? Digital Elevation Model 数値 標高 モデル 航空レーザー測量などから作成 国土地理院では、 日本全国10mメッシュで DEMを公開している。
(一部5mメッシュも有り) 0 5 10 10 10 10 10 10 0 5 10 10 12 12 12 12 0 5 10 12 15 15 15 15 0 5 10 12 15 20 20 15 0 5 10 12 15 20 20 15 0 5 10 12 15 20 20 15 0 5 10 12 15 15 15 15 0 5 10 12 12 12 12 12 10m DEMの用意
8 https://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php DEMの用意 ※今回は、事前に用意したデータを配布してあるので DLの必要はありません。
9 DEMの用意 【地図上で選択】もしくは 【市区町村で選択】 5mメッシュはデータのない地域があるので 10mB(地形図の等高線)を選択
10 DEMの用意 1つのzipファイルでダウンロードされます。 今回は【data】フォルダ内に入っています。 必要なデータを選択して ダウンロード
11 アカウントを持っていない場合は、新規登録してください 職場のメールアドレスでアカウント作れます DEMの用意
12 【project】フォルダ内の【ラスタ編.qgz】ファイルを開いてください DEMの用意
13 QuickDEM4JPプラグイン DEMの用意 https://plugins.qgis.org/plugins/QuickDEM4JP/ 【プラグイン】→【Quick_DEM_for_JP】 【ツールバー】に アイコンがあるので、直接クリックでも可
14 DEMの用意 .zipに切り替える 【Q_raster】 ↓ 【raster】フォルダ DEM.tiff で保存 【Q_raster】→【data】フォルダ PackDLMap.zipファイル
【CRS】は、EPSG:2454
15 グレースケールの画像が表示されれば OK です DEMの用意 もし上手くいかない場合は、【revival】フォルダ内の DEM.qgzファイルを開いてください 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用
16 ちなみにTerrain RGB にチェックを入れてDEMを作ると… DEMの用意 今回は使いません。使い道は【TerrainRGB】でググってください 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用
17 ・標高データ(DEM)の用意 ・ラスタ解析 地形解析(傾斜・傾斜方位・陰影図・流域図) 断面図 平均傾斜 日照時間・日射量(&ラスタ計算機) ・地図調製 ・おまけ 本日のお品書き
18 【プロセシング】→【ツールボックス】→【r.slope.aspect】 地形解析(傾斜・傾斜方位) 【slope】で検索 【r.slope.aspect】 傾斜レイヤ・傾斜方位レイヤの作成 ※GRASS GISを使わない場合の方法は、32~35頁に後述
19 【r.slope.aspect】の設定 【高さ】 : DEM 【raster】フォルダに slope.tif aspect.tif で保存※1 slope・aspect以外の
チェックを全て外して 【実行】※2 ※1 GRASS GISは、ファイルを日本語で保存しようとするとエラーが出ます。 地形解析(傾斜・傾斜方位) ※2 処理に時間が掛かる可能性があるので、今回は最小限のデータのみ出力します。
20 傾斜(slope)レイヤ 傾斜方位(aspect)レイヤ 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 地形解析(傾斜・傾斜方位)
21 【プロセシング】→【ツールボックス】→【r.relief】 地形解析(陰影図) 【relief】で検索 【r.relief】 陰影図レイヤの作成
22 【r.relief】の設定 【標高ラスタ】 : DEM 【太陽高度】 : 70 【raster】フォルダに relief.tif
で保存 【陰影強調係数】 : 5 地形解析(陰影図)
23 陰影図(relief)レイヤ 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 地形解析(陰影図)
24 【プロセシング】→【ツールボックス】→【r.watershed】 地形解析(流域図) 【water】で検索 【r.watershed】 流域図レイヤの作成
25 【r.watershed】の設定 地形解析(流域図) 【高さ】 : DEM 【raster】フォルダに watershed.tif river.tif で保存
【外部流域の最小サイズ】 : 1000 数値が小さいほど細かく解析されます 使用するデータなどによって要調整 流域ラベル・河川セグメント以外の チェックを全て外して 【実行】
26 流域(watershed)レイヤ 河川(river)レイヤ 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 地形解析(流域図)
27 流域面積の算出 地形解析(流域図) ラスタをベクタに変換 【プロセシング】→【ツールボックス】→【r.to.vect】 【r.to】で検索 【r.to.vect】
28 【r.to.vect】の設定 地形解析(流域図) 【入力ラスタ】 : watershed 【地物のタイプ】: area 【vecter】フォルダに v_watershed.shp
で保存
29 【v_watershed】の属性テーブルから、フィールド計算機を開く 地形解析(流域図)
30 フィールド計算機の設定 地形解析(流域図) 【フィールド名】 : 面積 【フィールド型】 : 小数点付き数値 【フィールド長】
: 任意 【精度】 : 2(小数点以下の桁数) 【ジオメトリ】を開いて、 $areaをダブルクリックしてから 式に /10000 を追加入力 (結果の単位をヘクタールにするため) プレビューに エラーが出ていないことを 確認して【OK】
31 地物(流域ポリゴン)ごとの面積が算出されます 地形解析(流域図) 【編集モード切替】アイコンを クリックして編集内容を保存
32 【ラスタ】→【解析】→【傾斜(slope)】 参考:地形解析(傾斜) 【入力レイヤ】 : DEM QGISで地形解析する場合
33 【ラスタ】→【解析】→【傾斜方位(aspect)】 参考:地形解析(傾斜方位) 【入力レイヤ】→ DEM ※傾斜方位は、QGISで算出した場合とGRASSの場合で 角度の設定が異なるので注意が必要です。 QGISは、北が0度で時計回り GRASSは、東が0度で反時計回り
34 【ラスタ】→【解析】→【陰影図(hillshade)】 参考:地形解析(陰影図) 【入力レイヤ】 : DEM 【ライトの高さ】 : 60
35 【ラスタ】→【変換】→【ラスタのベクタ化】 参考:ラスタのベクタ化 【入力レイヤ】 : watershed
36 ・標高データ(DEM)の用意 ・ラスタ解析 地形解析(傾斜・傾斜方位・陰影図・流域図) 断面図 平均傾斜 日照時間・日射量(&ラスタ計算機) ・地図調製 ・おまけ 本日のお品書き
37 断面図・縦断図 断面図・縦断図の作成 【プラグイン】→【qProf】 qProfプラグイン以外にも VoGIS-ProfilTool など縦断図を作成できるプラグインが複数あります。
38 地図上で断面図を 作成したい箇所にラインを引く DEMとラインの設定が終わったら 上から順番にクリック 断面図・縦断図
39 そのまま【OK】 断面図・縦断図
40 道路(林道・森林作業道等)の縦断図 【選択ツールバー】を使用して、調査対象道路を選択する 断面図・縦断図
41 林道レイヤを選択 DEMとラインの設定が終わったら 上から順番にクリック 断面図・縦断図
42 【Slope】にチェックを入れて【OK】 断面図・縦断図
43 結果の画像出力 任意のフォルダに、 任意のファイル名で保存 【Export】→【Figure】 断面図・縦断図
44 ・標高データ(DEM)の用意 ・ラスタ解析 地形解析(傾斜・傾斜方位・陰影図・流域図) 断面図 平均傾斜 日照時間・日射量(&ラスタ計算機) ・地図調製 ・おまけ 本日のお品書き
45 【プロセシング】→【ツールボックス】 平均傾斜の算出 【統計】で検索 【ゾーン統計量】 小班ごとの平均傾斜を算出します
46 平均傾斜の算出 【ラスタレイヤ】 : slope 【ベクタレイヤ】 :shohan 【計算する統計量】 :平均
47 平均傾斜の算出 shohanレイヤを右クリックして【属性テーブルを開く】
48 平均傾斜の算出 平均傾斜データの整理 【フィールド計算機を開く】アイコンをクリック
49 平均傾斜の算出 平均傾斜データの整理 【フィールド名】 : 平均傾斜 【フィールド型】 : 小数点付き数値 【フィールド長】
: 任意(3以上) 【精度】 : 1(小数点以下の桁数) 【フィールドと値】を開いて、 _meanをダブルクリック 【式】に”_mean”が 入力されたことを確認して【OK】 別の手法もあるので、52~53頁で後述します。
50 平均傾斜の算出 平均傾斜データの整理 平均傾斜が追加されたら、 【フィールド削除】アイコンをクリック _meanは不要なので削除
51 平均傾斜の算出 平均傾斜データの整理 最後に【編集モード切替】アイコンをクリックして保存
52 平均傾斜の算出 もしくは… 式に、 round(“_mean”,1)と入力して 小数点以下第1位に四捨五入 【既存のフィールドを更新する】 _mean を選択
53 平均傾斜の算出 shohanレイヤを右クリックして【プロパティ】を開く 【フィールド】を選択して、 _meanをダブルクリック 名前を平均傾斜に変更
54 ・標高データ(DEM)の用意 ・ラスタ解析 地形解析(傾斜・傾斜方位・陰影図・流域図) 断面図 平均傾斜 日照時間・日射量(&ラスタ計算機) ・地図調製 ・おまけ 本日のお品書き
55 【r.sun.insoltime】の設定 日照時間の算出 【sun】で検索 【r.sun.insoltime】
56 【r.sun.insoltime】の設定 日照時間の算出 【標高ラスタ】 : DEM 【傾斜方位レイヤ】 : aspect 【傾斜角のラスタ】
: slope 【通日】 : 80(春分の日) 【raster】フォルダに spring.tif で保存 Insolation time以外の チェックを全て外して 【実行】
57 日照時間レイヤ(春分の日) 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 日照時間の算出 【参考】 夏至 → 172 冬至 →
356 で算出できます
58 日射量の算出 【sun】で検索 【r.sun.incidout】 【r.sun.incidout】の設定
59 【r.sun.incidout】の設定 日射量の算出 【標高ラスタ】 : DEM 【傾斜方位レイヤ】 : aspect 【傾斜角のラスタ】
: slope 【通日】 : 80(春分の日) 【時間】 : 12(正午) 【raster】フォルダに irradiance.tif で保存 直接光照度以外の チェックを全て外して 【実行】
60 日射量レイヤ(春分の日) 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 日射量の算出
61 条件による地域の抽出 【ラスタ計算機】 【ラスタ計算機】を使うと 複数のラスタレイヤの属性データ間で 様々な演算を行うことができます。 例えば、作成時期の違うDEMデータを 使うことで、地形がどのように変化したか 算出することができます。 (崖崩れの前後など)
今回は、標高と日照時間から 条件を設定して地域の抽出を行います。
62 条件による地域の抽出 【raster】フォルダに sample.tifで保存 “DEM@1” <= 500 AND “spring@1” >=10
標高500m以下 かつ 日照時間10時間以上
63 条件による地域の抽出 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 条件に合致した箇所が白く表示されます
64 ・標高データ(DEM)の用意 ・ラスタ解析 ・地図調製 見やすい図面の作り方 鳥瞰図(3D表示) ・おまけ 本日のお品書き
65 slope(傾斜)レイヤの色付け レイヤを右クリックしてプロパティを開く 緩傾斜← →急傾斜 黒 白 という設定になっています 見やすい図面の作り方
66 slope(傾斜)レイヤの色付け 白黒画像に擬似的に色付けをする 【レンダリングタイプ】を 単バンド疑似カラーに切り替える 見やすい図面の作り方
67 slope(傾斜)レイヤの色付け 白黒画像に擬似的に色付けをする 【内挿】:離散値 【カラーランプ】:▼(下記参照) 【ラベルの接尾辞】:° 【ラベルの精度】:0 見やすい図面の作り方 設定が終わったら、 【分類】をクリック
68 slope(傾斜)レイヤの色付け 白黒画像に擬似的に色付けをする 傾斜区分を設定 青 → 0 緑 → 10
黄 → 20 橙 → 30 赤 → 40 【+】をクリックして項目を追加 黒 → 90 見やすい図面の作り方
69 傾斜区分図 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方
70 aspect(傾斜方位)レイヤの色付け 白黒画像に擬似的に色付けをする 【内挿】:離散値 【カラーランプ】:Spectral 【ラベルの接尾辞】:入力不要 【ラベルの精度】:0 【モード】:等間隔分類 【クラス】:4 見やすい図面の作り方
71 東 ~45度まで 北 45~135度 西 135~225度 南 225~315度 【+】で項目を追加して 東 315~360度 0° 見やすい図面の作り方 aspect(傾斜方位)レイヤの色付け
白黒画像に擬似的に色付けをする
72 傾斜方位図 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方
73 slopeとreliefレイヤを表示 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方 reliefレイヤは、 slopeレイヤより下に表示
74 見やすい図面の作り方 slopeのレイヤプロパティ シンボロジ ↓ カラーレンダリング ↓ 混合モード → 乗算
75 図面に立体感が出ます 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方
76 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方 色々と設定を試してみよう
77 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方 日照時間(夏至)
78 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方 日照時間(冬至)
79 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)を使用 見やすい図面の作り方 日射量(春分・正午)
80 3Dビュー 空中写真を追加 【レイヤ】→【データソースマネージャ】 【raster】フォルダ内の airphoto01.png airphoto02.pngを開く
81 3Dビュー 【ビュー】→【新しい3Dビュー】 新しいウィンドウが開くので、 設定アイコンをクリック
82 3Dビュー 【地形】 型 → DEMラスタ 高さ→ DEM
83 3Dビュー 国土地理院:基盤地図情報(数値標高モデル)及び電子国土基本図(オルソ画像)を使用 shiftキーを押しながら マウスをドラッグすると マップを回転させられます
84 ・標高データ(DEM)の用意 ・ラスタ解析 ・おまけ ラスタデータの属性データ確認方法 ワールドファイルについて kml・kmzファイルについて ワールドファイル ↔ kmz変換
DEM変換ツール 本日のお品書き
85 ラスタの属性 Value Tool
86 Value Toolプラグイン ラスタの属性確認 【ツールバー】の アイコンを直接クリックでも可 【ビュー】→【パネル】→【Value Tool】
87 Value Toolプラグイン ラスタの属性確認 【spring】などラスタレイヤを表示 → 地図にマウスポインタを移動 ポインタがある場所の 属性データが表示されます
88 ワールドファイル
89 1ピクセルの大きさ(X軸方向) 1ピクセルの大きさ(Y軸方向) 画像左上ピクセル中心点のX座標 画像左上ピクセル中心手のY座標 2・3行目は画像の傾き(通常はゼロ) ワールドファイル
90 ワールドファイルは、 画像ファイルと同じファイル名で 同じフォルダに入れておく必要がある。 拡張子は、画像の拡張子+w jpg tif bmp → jpgw(jgw)
→ tifw(tfw) → bmpw(bpw) ワールドファイル
91 tif(tiff) 形式の画像は、メタデータとして ファイルにワールドファイルを埋め込むことができる ↓ GeoTIFF(ジオティフ) ファイルは1つで済むが、見かけ上 tif と GeoTIFFの区別はつかない(拡張子は、.tif
.tiff) ワールドファイル
92 LibgeoGUI tif+tifw ⇄ GeoTIFF GeoTIFFの作成と ワールドファイルの エクスポートができる http://freegeographytools.com/2007/a-new-gui-for-the-libgeotiff-worldfile-utilities ワールドファイル
ここからDL
93 【Input GeoTIFF】 GeoTIFFファイルを選択 【Export】をクリックで ワールドファイルの出力 ワールドファイルの出力 ワールドファイル
94 【GeoTIFF metadata】 ワールドファイルを選択 【Input Tiff】 tifファイルを選択 【Output GeoTIFF】 GeoTIFFの出力先を選択
GeoTIFFの作成 出力 ワールドファイル
95 kml kmz
96 kmlファイルについて Keyhole Markup Language xmlベースのマークアップ言語 主に、GoogleEarth・Googleマップで使用されている。 テキストエディタで開くことができる。 kmlファイルと画像ファイルを組み合わせることで ラスタデータも扱うことができる。
kml・kmzファイル
97 kmzファイルについて kmlをzip圧縮したファイル。 ラスタデータを扱う場合や、複数のkmlファイルを 1つのファイルにまとめることにも使える。 拡張子を.kmzから.zipに書き換えることで 展開(解凍)することができる。 GoogleEarthのほか、ハンディGPSやスマホアプリ等で 使用することができる。 kml・kmzファイル
98 kmzファイルの中身を見てみよう 解凍 解凍 muroran_1024 kmlファイルと画像が入っている 拡張子.kmzを .zipに強制的に書き換えた後に 展開(解凍)する kml・kmzファイル
99 kmlファイルの中身を見てみよう テキストエディタ テキストエディタ kml・kmzファイル
100 kmlファイルの中身を見てみよう Excel Excel kml・kmzファイル
101 画像の座標は、東西南北端の緯度経度 一般的にGISで用いられている ワールドファイルは、 左上の座標&ピクセルの大きさ kml・kmzファイル
102 GoogleEarth ⇄ QGIS ファイルの変換が必要! kmz tifwなど kml・kmzファイル
103 GarminCustomMap プラグイン ワールドファイル → kmz
104 【プラグイン】→【GarminCustomMap】 GarminCustomMap kmzに変換したい範囲の図面を 表示してからプラグインを起動 ツールバーの アイコンを直接クリックでも可
105 任意のフォルダに、 任意のファイル名で保存 GarminCustomMap 数値が大きい方が画質は良くなる。 ただし、Garmin製ハンディGPSに 表示させたい場合は、 タイル数が100あるいは500以下に なるよう赤枠の設定に従うこと。 (今回の例では、11.2
or 25.1以下) ※ハンディGPSの機種によって表示できるタイル(画像)数が異なります。 個人的には、2~3程度でも画質は充分だと思っています。色々試してください。
106 QGIS → GoogleEarth tifwなど kmz ワールドファイル → kmz ※直接ワールドファイルをkmzに変換する方法 (GarminCustomMapがエラーで動かない時など)
107 【プロジェクト】→【プロジェクトのプロパティ】→【CRS】 ワールドファイル → kmz 【フィルタ】 : WGS で検索 【座標参照系】
: WGS 84 を選択 ↓ 【OK】 ※GoogleEarthやハンディGPSの設定に合わせる操作です。
108 ワールドファイル → kmz ハンディGPSなどに表示させたい箇所をQGISで表示
109 ワールドファイル → kmz 【プロジェクト】→【地図を画像にエクスポート】 必要に応じて、 解像度などを設定して 任意のファイル名で保存すると、 画像ファイルとワールドファイルが 作成できます。
110 テキストエディタ(メモ帳など)でワールドファイルを開く 1:1ピクセルの大きさ(X方向) 2:回転設定(通常0) 3:回転設定(通常0) 4:1ピクセルの大きさ(Y方向) 5:左上ピクセルの座標(X座標) 6:左上ピクセルの座標(Y座標) ラスタデータは、 画像左上の座標値と、画像の大きさによって位置情報が決定されている
ワールドファイル → kmz
111 ワールドファイルをコピペ 画像ファイルのプロパティ 【Ctrl+A】で全選択 【Ctrl+C】でコピー 【Ctrl+A】で全選択 【Ctrl+C】でコピー セル【B2】を選択し 【Ctrl+V】でペースト セル【B2】を選択し
【Ctrl+V】でペースト ワールドファイルから 画像の東西南北端の座標値に変換 ワールドファイルから 画像の東西南北端の座標値に変換 ワールドファイル → kmz
112 GoogleEarthを開いて【追加】→【イメージオーバーレイ】 【場所】タブを選択して 変換した座標値を入力 【場所】タブを選択して 変換した座標値を入力 QGISから 出力した画像ファイルを選択 QGISから 出力した画像ファイルを選択
ワールドファイル → kmz
113 ワールドファイル → kmz
114 レイヤを右クリックして【名前を付けて場所を保存】 ファイル形式を【.kmz】にして 任意の名前をつけて保存してください。 kmzファイルは、 ・Garmin製 ハンディGPS* ・アプリ 【ジオグラフィカ】…iOS,android 【スーパー地形】…iOS,android
【SkyWalking】…iOS などで表示させることが出来ます。 ワールドファイル → kmz *ただし、1枚の画像の最大サイズは、1024pixelまで。 GarminCustomMapプラグインは、1024pixel以上にならないように、 自動的に切り分けて複数枚の画像にしてくれます。
115 GoogleEarth → QGIS kmz tifw kmz → ワールドファイル
116 経緯度と画像サイズをチェック kmz → ワールドファイル
117 worldfile_converter.xlsx 経緯度と画像サイズを入力すると ワールドファイル形式に変換される コピーして、メモ帳などに貼り付けて 画像ファイルと同じ名前で保存したあと、拡張子を書き換える kmz → ワールドファイル
118 DEM 変換ツール QuickDEMforJPプラグインが上手く動かない時などに使用してください
119 基盤地図情報サイトからダウンロードした PackDLMap.zipファイルを解凍(展開)すると 個別のzipファイルが入っているので、さらに解凍 DEM変換ツール
120 zipファイル内の xmlファイルを1つのフォルダにまとめてください DEM変換ツール
121 xmlファイルからラスタデータ(tif)に変換 http://www.ecoris.co.jp/contents/demtool.html DEM変換ツール
122 DEM変換ツール 基盤地図情報標高DEM変換ツールの【変換結合.vbs】