GISについてのメモ
GISは地理情報システムのこと
行政区域の境界
土地利用状況
地形図
統計情報
衛星画像
などがある
点、線、面で表せるような座標データなどはベクターデータで取り扱う
標高、気温など区切りができないものはラスターデータ
ベクターデータ
点、線、ポリゴンで地形を表現
位置情報と同時に属性を保持する
高い精度で地形の形状を表現
属性情報を持つことができる
道路、行政区域、建物の表現に適する
シェープファイル、GeoJSONなどの形式がある
例
地震があった時の震源の緯度経度が空間情報になる
これに加えて
属性のマグニチュード、発生時の時刻
などを保持できる
こういうのができるのがベクターデータの特徴
ラスターデータ
格子状のピクセルで地表を表現
位置情報と同時に画像を保持する
一定の解像度をもつグリッドセル
連続的な現象の表現に適する
衛星画像、標高データ、土地被覆などに利用
GeoTIFF JPEG 形式がある
例
温度とか標高
QGISでは両方のデータタイプを扱える
シェープファイル GeoJSON ファイルについて
シェープファイルは
ジオメトリデータ
点、線、面の空間情報
基本ファイル構成は
shp
shx
dpf
技術的制限は
サイズ上限
フィールド名制限
シェープファイルは最も広く使われるGISデータ形式
空間情報を収納するshp
インデックスを管理するshx
属性情報を保持するdbf
の３つのファイルが基本セットになる
なので渡される時には大抵zipなどで圧縮されてまとまっているが
展開した時に全て必要になるので注意
次にGeoJSON
JSON形式の拡張で
一般的なJSON形式を地理情報に拡張したファイル形式
Web開発との親和性が高い
様々なジオメトリ対応
Point
LineString
Polygon
など多様な空間オブジェクトを表現できる
複雑な地理データの扱いが可能
Webmapping での活用
特にwebベースのGISアプリで使われる
JS連携が容易
次にジオメトリオブジェクト
基本タイプ
Pint点
LineString線
これはPoint が２つ以上あれば線になる
Polygon面
これは３点あると面ができる
つまりいくつかの線を繋いで面にしている
なお面にするため、最初と最後の値は同じにする必要がある
これがないと面にならないので
これらをいくつか合わせたものが
複合タイプ
MultiPoint
MultiLineString
MultiPolygon
そしてまとめたものが
コレクション
複数のジオメトリをまとめる
GeometryCollection
GIS の応用分野
都市計画・地域計画
土地利用、都市のゾーニング、つまり用途地域の可視化、分析に使う
道路網、公共施設の配置の最適化
人工分布、将来的な発展エリアのシミュレーション
災害リスク分析、防災
洪水、土砂災害、地震などのハザードマップ
避難所の位置
避難経路の可視化
リスクエリアに住む人口、建物数の算出に使う
環境保全、自然資源管理
生態系、自然保護区のモニタリング
森林伐採、農地の変遷、水質管理などの分析
環境影響評価EIAへの活用
交通、インフラ計画
道路、鉄道、バスルートなどの交通ネットワーク分析
渋滞、通行量の可視化
交通事故のホットスポット解析
不動産、マーケティング
土地価格、地価公示データの可視化
商圏分析、店舗、支店などの立地選定
顧客分布の可視化とターゲティング
農業、林業
作物の栽培的値分析
土壌データ、気候条件のマッチング
農地の境界管理、収穫予測
教育、研究
地理学、地質学、歴史学などの研究支援
空間統計、空間相違の分析
GISデータの分析ソフト
ArcGIS
有償の業界標準ソフトウェア
機能が豊富で安定性が高い
QGIS
無料のOSS
pythonライブラリ
Geopandas
Shapley
など
今回使うのはQGIS
Mac
Windows
Linux
で動作する
多様なデータ形式に対応し
シェープファイル、GeoJSON、ラスターデータなど
様々なデータ形式が扱える
分析ツールとして
空間分析
地図作成
データ管理などが可能
プラグインによる拡張が可能
CRSとEPSGコード
CRSは
Coordinate reference system
で座標参照系
同じ座標と言っても原点をどこに取るかにより表し方が変わる
この決め方が座標系
EPSGは
European Petroleum Survey Group
で各国の測地系、投影法の識別子のこと
世界でよく使われる EPSGコードは
EPSG: 3857
Webメルカトル
OpenStreetMap など map系で使われる
EPSG: 4826
GPSで用いられる経緯度
世界測地系、WGS84で使われる
これらは世界標準で使われる
逆に地域特化のものものあり
日本でよく使われるEPSGコードは
EPSG:6677
平面直角座標系９系
日本測地系、東京都２３区あたりに使われる
EPSG:6668〜６６９９
ユニバーサル横メルカトル座標系UTMで使われる
これは日本全体で使う
地図にプロットした時に座標系が異なるために
正しくプロットされないのはあるあるなので注意
複数の座標を可視化するならEPSGコードを揃える必要がある
この辺りはesri Japanの日本地図系で解説がある
https://www.esrij.com/gis-guide/coordinate-and-spatial/coordinate-system-japan/
あと
https://epsg.io
でコードを入力すれば詳細を見ることができる
例えば
６６８８
と入力すると
https://epsg.io/6688
で詳細の確認ができる
地域メッシュについて
GISでは日本全体を四角形に切って分析することがあり
その切り方を覚えておく
これが地域メッシュ
詳しくは
https://www.stat.go.jp/data/mesh/m_tuite.html
を参考に
大きさは約８０km
第一次地域区画は５桁
第二次地域区画はこれを８分割したもので
約１０km
第三次地域区画はさらに１０等分したもので８桁になる
約一辺1kmでよく使われる
データを豊富にするなら
さらにこれを２分割した1/2地域メッシュで
これは500m
さらに細かいもので、これを２等分した
1/4地域メッシュもある
こちらは250m