QGIS3.16 raster hans-on

by jyun

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QGIS 3.16 講習会 2021.7 上川南部森林管理署田中　淳ラスタ編

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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。

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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。

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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）

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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

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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）

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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）

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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

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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】

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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）

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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】

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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

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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）

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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】

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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。

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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

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39 そのまま【OK】断面図・縦断図

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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

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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

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42 【Slope】にチェックを入れて【OK】断面図・縦断図

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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

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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

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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

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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

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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】

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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

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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。

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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

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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

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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

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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

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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

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55 【r.sun.insoltime】の設定日照時間の算出【sun】で検索【r.sun.insoltime】

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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】

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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

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58 日射量の算出【sun】で検索【r.sun.incidout】【r.sun.incidout】の設定

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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】

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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

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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。

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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）

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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）

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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）

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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

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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

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82 3Dビュー【地形】型 → DEMラスタ高さ→ DEM

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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

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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

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85 ラスタの属性 Value Tool

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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】

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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

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88 ワールドファイル

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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95 kml kmz

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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

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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

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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

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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

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100 kmlファイルの中身を見てみよう Excel Excel kml・kmzファイル

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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

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102 GoogleEarth　⇄　QGIS ファイルの変換が必要！ kmz　　　　　　　　　　　　　　　　tifwなど kml・kmzファイル

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103 GarminCustomMap プラグインワールドファイル → kmz

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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

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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。

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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）

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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。

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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

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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。

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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

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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

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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

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113 ワールドファイル → kmz

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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。

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115 GoogleEarth　→　QGIS kmz　　　　　　　　　　　　　　　　　tifw kmz → ワールドファイル

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116 経緯度と画像サイズをチェック kmz → ワールドファイル

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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

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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

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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

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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

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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

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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】