20240319AJG

* 日本地理学会春季学術大会

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1. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 1 ⽶国版「地理情報科学・技術の知識体系」 改訂事項のコンテンツ分析 瀬⼾ 寿⼀ A02 KOMAZAWA UNIVERSITY Visual Identity Guidelines Ϋʴ࿨จϩΰλΠϓ ,ϚʔΫʴ࿨จϩΰλΠϓͷ૊Έ߹Θͤ ͸ɺ ࠨͷछͰ͢ɻ ԣ جຊܗͱ͠ɺ ༏ઌతʹ࢖༻͠·͢ɻ ԣ ϫϯϙΠϯτͳͲɺ ʮԣʯ ͕഑ஔ͠ʹ͍͘ ৔߹ʹ࢖༻͠·͢ɻ ॎ ॎܕαΠϯͳͲɺ ࡉ௕͍഑ஔʹ࢖༻͠·͢ɻ ඞͣϚελʔσʔλΛ࢖༻͍ͯͩ͘͠͞ɻ ࠨهҎ֎ͷ૊Έ߹ΘͤΛ࡞੒͠ͳ͍Ͱ ͍ͩ͘͞ɻ ܗʣ ϙΠϯτ౳ʣ ॎ 駒澤⼤学⽂学部地理学科・准教授 東京⼤学空間情報科学研究センター（CSIS）・特任准教授 基盤研究(B)「地理情報科学のオンライン実習教材を⽤いた⾃然地理・防災 教育の展開と効果の分析」（研究代表者︓⼩⼝⾼）の成果の⼀部である。
2. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 2 Contents 1. 研究の背景・⽬的 – ⽶国におけるGISカリキュラム開発の経緯 2. ⽶国版「地理情報科学・技術の知識体系 （GIS&T-BoK）」(2016改訂)の概要 3. コンテンツ分析 – 要約部分・キーワードのテキスト分析 – 項⽬間のつながり – 特徴的なトピックの解説 4. 結論・今後の課題
3. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 3 研究の背景・⽬的 • ⽶国UCGISで主に⾼等教育におけるGIS教育や研究開発 に向けて整備された「知識体系（Body of Knowledge: BoK）」が，2016年以降より社会的ニーズ等を踏まえ て抜本的な改訂を実施中 • ⽇本でも2010年代にかけて，BoKの整備（貞広ほか， 2012）や教科書の作成（浅⾒ほか，2015），実習⽤教 材の開発（⼭内ほか，2019）などが進んでいるが， BoK⾃体は⼤きく⾒直されていない現状 ①⽶国版BoKの開発経緯の過程を改めて整理 ②改訂版GIS&T-BoKを対象に記載事項に関するコンテ ンツ分析，特にGIS&T分野で近年重要とされている テーマや項⽬・キーワード等の傾向を明らかにする
4. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 4 114 Cartography and Geographic Information Science and Technology” (GIS&T) knowledge domain. As illustrated in Figure 1, GIS&T encompasses three subdomains, including: • Geographic Information Science, the multidisciplinary research enterprise that dents should be exposed, top-down curricu- lum design “starts from a clear statement of broad educational aims, refines these into a series of explicit and testable objectives, and then devises teaching strategies, content Figure 1. The three sub-domains comprising the GIS&T domain, in relation to allied fields. Two-way relations that are half-dashed represent asymmetrical contributions between allied fields. [© 2006 Association of American Geographers and University Consortium for Geographic Information Science. Used by permission. All rights reserved.] ⽶国におけるGISカリキュラム開発の経緯 • 1988年︓NCGIAが発⾜ • 1990年︓GISコアカリキュラムを 発表 – 1992年︓リモセン分野のコアカリ キュラム開発計画の具体化 • 1994年︓60以上の⼤学・企業・政 府機関が加⼊した「UCGIS」 （NCGIAの3⼤学も加盟）が発⾜ – 1995年〜GIScienceモデルカリ キュラムの作成開始・GISテキスト を相次いで刊⾏ – 1998〜2003年︓GIScinece & Technologyの⾼等教育向けカリ キュラム開発（Strawman Report） • 2006年︓アメリカ地理学会が主導 し,70⼈以上の関係者による GIS&T-BoKの初版を作成 – 2016年〜︓改訂版の開発に着⼿ – 2023年〜︓オンラインテキスト化 DiBiase et al. (2007) Cartography and Geographic Information Science, 34:2, 113-120. 河端ほか (2003) ⽶国の代表的GISカ リキュラムと英語 GISテキストの調査. GISー理論と応⽤, 12:1, 81-89. National-scale curriculum development efforts Figure 4: National-scale geospatial education curriculum initiatives in the U.S., 1988-2006. NCGIA GIS Core Curriculum: The National Science Foundation’s 1987 solicitation for a National Center for Geographic Information Analysis (NCGIA) included as one of its four goals “to augment the nation’s supply of experts in GIS and geographic analysis in participating disciplines” (National Science 91190_Text_R3.qxd 8/7/06 2:44 PM Page 28
5. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 5 GIScience and Technology Body of Knowledge (GIS&T BoK) 1st edition(2006) • 専⾨家および専⾨家を⽬指す ⼈々が何を知り、何ができるよ うになる必要があるかを明記し た包括的な「知識体系」が必要 （ACM/IEEE, 2001） • 10分野（Area)・73単元 （Unit），329トピックで構成 • BoKの主な⽤途︓①カリキュラ ムの計画，②教育プログラムの 評価，③教育プログラム間の連 携，④カリキュラムの改訂，⑤ プログラム認定 • ⑤については派⽣してNGAに よる防衛関連のカリキュラム開 発（当時）が始まった点を⽰唆 DiBiase et al. (2007) Cartography and Geographic Information Science, 34:2, 113-120. ▼GIS&Tの教育段階とGIS専⾨家とし て果たすべき役割（スキル） and assessment methods to meet these aims and objectives” (Unwin 1990, p. 4). Multiple pathways to diverse outcomes: Recognizing the multidisciplinary nature of the field, the Task Force envisioned an • primary and secondary schools through post baccalaureate and professional education). Figure 2. The GIS&T education infrastructure. Columns represent sectors of formal education that span a lifetime of learning. Rows correspond to levels of competency as described in Marble (1998). Informal education spans the learner’s lifetime in parallel with formal education. [© 2006 Association of American Geographers and University Consortium for Geographic Information Science. Used by permission. All rights reserved.] →後にUSGIF(The United States Geospatial Intelligence Foundation)設⽴と GEOINTに関する独⽴したカリキュラム化へ
6. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 6 BoK (初版）10分野の概観図 Edited by David DiBiase, Michael DeMers, Ann Johnson, Karen Kemp, Ann Taylor Luck, Brandon Plewe, and Elizabeth Wentz GIS&T Body of Knowledge Edited by DiBiase, DeMers, Johnson, Kemp, Luck, Plewe, and Wentz __ __ _ _ _ _ __ AAG UCGIS Edited by David Di GIS&T B o dy of K n owled g e Edited by DiBiase, DeMers, Johnson, Kemp, Luck, Plewe, and Wentz The Geographic Information Science and Technology Body of Knowledge may be ordered online from the AAG at www.aag.org/bok or by mailing or faxing this form to: AAG Publications, 1710 Sixteenth St., N.W. Washington, DC 20009; Fax: 202-234-2744. Name__________________________________ Address_________________________________  Check enclosed  Credit card payment (MC/Visa) #______________________ Exp. __________ Signature _______________________________ ______ Copies at $20 each $_____________ Plus shipping $____5.00_____ Total $_____________ AAG AAG UCGIS ISBN-10: 0-89291-267-7 91190AAG_Cover-R4.qxp 8/17/06 9:26 AM Page 1 GIScience and Technology Body of Knowledge (GIS&T BoK) 1st edition, 2006
7. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 7 BoK (初版）の実例 database • Set type font, size, style, and color for labels on a map by applying basic typography design prin- ciples • Create a set of mapping problems that can be used to illustrate point, line, and area label con- ventions for placing text on maps • Solve a labeling problem for a dense collection of features on a map using minimal leader lines Unit CV4 Graphic representation techniques This unit addresses mapping methods and the variations of those methods for specialized mapping and visualization instances, such as thematic mapping, dynamic and interactive mapping, Web mapping, mapping and visualization in virtual and immersive environments, using the map metaphor to display other forms of data (spatialization), and visualizing uncertainty. Analytical techniques used to derive the data employed in these graphic representations are discussed in Knowledge Area: Analytical Methods (AM) and Unit DN2 Generalization and aggregation. Topic CV4-1 Basic thematic mapping methods • Describe the design considerations for each of the following methods: choropleth, dasymetric, proportioned symbol, graduated symbol, isoline, dot, cartogram, and flow map • Evaluate the strengths and limitations of each of the following methods: choropleth, dasymetric, proportioned symbol, graduated symbol, isoline, dot, cartogram, and flow map • Explain why choropleth maps should (almost) never be used for mapping count data and sug- gest alternative methods for mapping count data • Choose suitable mapping methods for each attribute of a given type of feature in a GIS (e.g., roads with various attributes such as surface type, traffic flow, number of lanes, direction such as one-way) • Select base information suited to providing a frame of reference for thematic map symbols (e.g., network of major roads and state boundaries underlying national population map) GIScience and Technology Body of Knowledge (GIS&T BoK) 1st edition, 2006 表題 解説︓数⾏の⽂章 トピック︓事項の箇条書き （CV:Cartography and Visualization)
8. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 8 ⽇本版BoKの開発(2009~2013) http://curricula.csis.u-tokyo.ac.jp/ ※現時点でサイトは閉鎖
9. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 9 改訂版BoKの記載内容（本研究の分析対象） （例︓CV-14: Terrain Representation） • アブストラクト – 平均約150ワード – 従前の解説⽂に相当 (DA-11︓約184 words） • トピックの説明⽂ – 平均1500〜2000ワード – 章ごとに構造化 （CV-14: 約3100 words） • 参考⽂献・参考URL • 学習⽬標 • 評価項⽬ • 関連項⽬ • キーワード • 引⽤情報（DOI付き）
10. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 10 改訂版BoKの記載内容 （例︓DA-11: GIS&T and the Digital Humanities） • 学習⽬標 – デジタル・ヒューマニティーズにおけるGIS&Tの使⽤例と有⽤性を説明 できる。 – 空間、場所、スケールという地理的概念の意味と、それらが⼈⽂科学と どのように関連しているかを定義し説明する。 – 「質的GIS」と「場所のGIS」が意味するものについて説明する。 • 評価項⽬ – GIS&Tは歴史研究者にどのように使われていますか︖答えの中 で、歴史GISと考古学に⾔及すること。 – 空間と場所とは何か︖この⽤語を定義し、⽅法論の観点から空 間と場所を⽐較すること。 – 量的調査⼿法と質的調査⼿法の違いを説明すること。 – GIS&TとGIScienceの⽅法が⼈⽂科学にどのような課題と機会 をもたらすかを説明すること。それぞれについて 1 つか 2 つ の例を挙げて説明すること。 https://gistbok.ucgis.org/bok-topics/gist-and-digital-humanities
11. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 11 ⽶国UCGIS・改訂版GIS&T-BoK(2016)の概要 https://gistbok.ucgis.org/ より集計 分野 原版 更新 or 拡張 改訂予定 総 計 Analytics & Modeling (AM) 10 41 17 68 Cartography & Visualization (CV) 2 33 1 36 Computing Platforms (CP) 0 18 7 25 Data Capture (DC) 3 18 14 35 Data Management (DM) 22 24 9 55 Domain Applications (DA) 1 25 19 45 Foundational Concepts (FC) 7 21 7 35 GIS&T and Society (GS) 3 11 5 19 Knowledge Economy (KE) 8 11 1 20 Programming & Development (PD) 1 19 3 23 総 計 57 221 83 361 • 10分野（Area)・57中項⽬（Unit）・全361項⽬（Topic）
12. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 12 キーワードの頻度（使⽤回数20以上） Keywords/分野 AM CP CV DA DC DM FC GS KE PD total programming 28 28 distance 16 1 10 27 time 5 1 20 26 basic analytical methods 24 24 spatial patterns 17 7 24 modeling 13 5 5 23 enterprise GIS 5 14 3 22 spatial statistics 18 2 2 22 metadata 5 16 21 spatial analysis 13 4 4 21 uncertainty 8 4 9 21 development 20 20 • キーワードについては，従来の空間解析に関わる⽤語が⾮常に多く，「距離」・「時間」・ 「空間パターン」など分析＆モデリング（AM)に関連して多い傾向 • 他⽅，使⽤回数最多の「プログラミング」は，プログラム＆開発（PD）のみで利⽤ N=908
13. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 13 アブストラクト内に使われている単語のテキスト分析 *: Data, Spatial, GIS, Geospatial, Geographic, Information を除く • Used (2,358）やApplication (1924）が分野全般に多い傾向。Web（1,930）はCVや PD内で，MapやDesignはCV内で多く⽤いられている
14. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 14 単語の組み合わせの出現回数 *: Data, Spatial, GIS, Geospatial, Geographic, Informationを除く • Social Media, Open Source, Space-timeなどが特徴的な組み合わせとして頻出。 • 共起モデル（右図）でも上記の単語間で強い結びつきが⾒られる。総数としては，Usedや Applicationが多く⾒られる。 Rank Word Pair Count 1 Media / Social 792 2 Open / Source 603 3 Space / Time 530 4 Platforms / Media 384 5 Remote / Sensing 358 6 OGR / GDAL 350 7 Overview / Provides 346 8 World / Real 329 9 Error / Uncertainty 314 10 Programming / Web 313 11 Source / Software 312 12 Raster / Vector 297 13 Commonly / Used 289 14 Analytics / Location 285 15 Devices / Mobile 280 16 Libraries / IO 280 17 Place / Based 280 18 Science / Technology 276 19 Making / Decision 245 20 Web / Maps 242
15. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 15 アブストラクトのトピックモデル分析* • 分類1（分析モデル）︓エラー・不確実性等 ⇄ モデリング（AM)・プログラミング(PD) • 分類2（データ構造）︓マップ・操作・データベース等 ⇄ 基本概念（FC）・データ管理（DM) • 分類3（応⽤）︓web・モバイル・プログラミング等 ⇄ アプリケーション(DA) （⽂章中の単語を意味ごとにまとめて，複数のクラスに分類し直す⼿法） 単語 出現確率 2 map 1.1% used 0.9% operations 0.7% models 0.7% database 0.6% distance 0.6% model 0.6% design 0.5% analysis 0.5% raster 0.5% 単語 出現確率 1 error 0.8% uncertainty 0.7% used 0.7% software 0.6% entry 0.6% development 0.6% applications 0.6% open 0.5% methods 0.5% time 0.5% 単語 出現確率 3 web 1.7% mobile 1.0% social 0.9% media 0.7% programming 0.7% applications 0.7% geographic 0.7% map 0.6% mapping 0.6% crime 0.6% platforms 0.6%
16. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 16 「関連する項⽬」を介したトピック間のつながり（N=260） • FC-26「スケールとゾーニング問題」（71），PD-11「GISのためのPython」(66)，CP-14 「Web GIS」（65）の順に関連するトピックスへのつながりが多い • バスケット分析により信頼度（Confidence)0.5以上のグラフ化（右）を⾏った結果 データモデル／WebGIS／空間分析関連／地図モデリングの4つのパターンが⾒いだせる︖
17. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 17 [CV-04-031] Flow Maps • 2006年版ではAM11（Network Analysis）の⼀部「Flow modeling」で説明 – ネットワークをどのようにモデル化す るかについて箇条書きで説明 • 2016年版 – キーワード︓animation, flow, movement, time – ①定義，②フローマップの略史，③フ ローマップの分類，④デザインする上 での注意点，⑤製作⽅法について解説 – 地図学史的な紹介から具体的なGIS データ処理ツールの紹介まで幅広く解 説 • 評価項⽬（⼀部） – 起点-終点のデータセットを使って、フ ローマップを⼿作業で作成する。起点 ／終点、動線、流れの⽅向、流れの⼤ きさを記号化する – フローマップを⼈々がどのように理解 しているかをユーザー調査を⾏う
18. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 18 [PD-05-011] Python for GIS https://gistbok-ltb.ucgis.org/page/10/concept/2879 • 概要︓Pythonを使った開発の概要 や主にオープンソースツールの紹介 –Computing Platforms (CP)やData Management（DM)とのつながりも • 到達⽬標 – GIS科学におけるプログラミング の役割を説明できる。 – 異なるPython GIS開発モードを 説明できる。 – 現在のPython GISプログラミン グに精通すること • 評価項⽬ – Python を使⽤した GIS 開発の 2 つの主なモデルは何か – GIS における Python プログラミ ングの使⽤例の説明Pythonにお ける GISの処理と分析範囲の説明
19. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 19 GIS倫理（Ethics） [GS-02-011] Professional and Practical Ethics of GIS&T [GS-02-012] Ethics for Certified Geospatial Professionals • 概要 – 不正確な地図やデータの取扱い、データの知的財産について – モンモニア「地図の恣意性」やGIS実践者としてのモラル（差別的な地図や プライバシー侵害に関わる地図作成）への警鐘など、リテラシーに関する 記述も • 到達⽬標 – 倫理に関する事例を分析し、GIS の専⾨的実践における倫理的課題を推論 できる。 – 専⾨的・実践的な視点（内部主義）と批判的な視点（外部主義）を⽐較対 照できる。 – 倫理的課題に対して複数の解決策を提⽰することができる。 • 評価項⽬ – GIS の専⾨家は倫理について何を知っておくべきか︖ – GIS教育者は倫理について何を教えるべきか︖ – GIS倫理を教える最善の⽅法は︖ →⽶国科学アカデミー︓GIScienceの3E(Ethics, Empathy, Equity)に 関する展望論⽂も（Nelson et al., 2022） https://gistbok-ltb.ucgis.org/page/10/concept/2835 Nelson TA, Goodchild MF, Wright DJ (2022b) Accelerating ethics, empathy, and equity in geographic information science. PNAS 119(19): 1–12.
20. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 20 [GS-02-028] GIS&T and Community Engagement • 概要︓コミュニティ・クラウ ドソーシング・ミッションな どについて解説 – GISCorpsやURISA， YouthMapper（OSM）など を事例にGISを⽤いたコミュ ニティ活動や国際ミッション （災害対応など）を紹介 – 組織的な課題など「GISと社 会」を内包 • 評価項⽬ – 2つのコミュニティ参加形態 （組織的・個⼈的）について 説明せよ – 活動はボランティアにどのよ うな利益をもたらすのか︖ – GISCorpsでボランティアを する以外に、より⼤きなコ ミュニティとどのような形で 関わることができるか︖ https://gistbok-ltb.ucgis.org/page/10/concept/2848
21. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 21 [DA-25] - Geospatial Intelligence and National Security https://gistbok.ucgis.org/bok-topics/geospatial-intelligence-and-national-security • 概要︓国家安全保障に関わる「地球上の物理 的・地理的特徴を記述・評価・視覚的に描写 するための画像と地理情報の活⽤と分析」 • 学習⽬標 – GEOINTに関する政府、産業界、学界の 定義の類似点と相違点を評価 – 専⾨的なGEOINT認定プログラムを⽐較 – データ収集に使⽤されるセンサーの評価 • 評価項⽬ – より広範な GEOINT 事業に STEM 分野 はどのように関与しているのか︖ – 地理空間情報は既存の国家安全保障活動 をどのように補強し、補完するのか︖ – NGA と USGIF の GEOINT 専⾨資格の 類似点と相違点は何か︖ – GEOINT 分析事業におけるリモートセン シングの役割をどのように評価するか︖ – GEOINTと⺠間の アプリケーション分野 との重複は︖
22. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 22 結論と今後の研究課題 • 現在のBoKは，従来の「空間分析＆モデリング」の内容 を基本としながら，新しい内容としてWebを前提とした データ利⽤やアプリケーション，組織論へ⼤きく拡張 • プログラミング(Python）やコンピューティング環境(プ ラットフォーム）に関する記事の追加 • 社会情勢を踏まえた内容（ジオコミュニティや倫理， GEOINTなど）の充実 • ⼤きな変化︓①学習⽬標や評価項⽬の充実，②トピック ス間のつながりの明確化 • 項⽬ごとの学習⽬標や評価項⽬（問い）は，GIS教育で何を学ぶか を再定義するうえでより精査する必要 • 項⽬間のつながり（カリキュラムマップ）に関する詳細な分析 • GIS実習オープン教材（⼭内ほか，2019）の継続的な更新・発展 ＋ 実情を踏まえた⽇本版BoKの抜本的な更新も視野にいれる必要
23. 2023/03/19 ⽇本地理学会2024年春季学術⼤会 23 Thank you! tosseto@komazawa-u.ac.jp https://tossetolab.github.io/ https://speakerdeck.com/tosseto • 本発表は、基盤研究(B)「地理情報科学のオンライン実習教材を⽤いた ⾃然地理・防災教育の展開と効果の分析」（研究代表者︓⼩⼝⾼）の 成果の⼀部です。 • データ作成作業に関わった、児⽟尚汰・⼭本結⾹（駒澤⼤学⽂学部地 理学科）にお礼申し上げます。