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オープンソースＧＩＳを用いた 自然環境解析講座

オープンソースＧＩＳを用いた 自然環境解析講座. QGIS 活用コース. 2012 年 6 月 17 日 講師：　今木洋大. 自己紹介. GCN の紹介、スタッフの紹介 各自の自己紹介　（参加者全員で） 専門、バックグラウンド、何でも GIS を何に使っているか？ なぜオープンソースに興味があるか？ 講習会に期待するもの. １．はじめに （ 3 0min ）. 講義内容・日程について オープンソース GIS について ソフトウェアーインストールの確認 実習. 講習会内容. ４．レイヤプロパティ（ 60min ） ラスタ ベク タ

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Presentation Transcript

  1. オープンソースＧＩＳを用いた自然環境解析講座オープンソースＧＩＳを用いた自然環境解析講座 QGIS活用コース 2012年6月17日 講師：　今木洋大

  2. 自己紹介 • GCNの紹介、スタッフの紹介 • 各自の自己紹介　（参加者全員で） • 専門、バックグラウンド、何でも • GISを何に使っているか？ • なぜオープンソースに興味があるか？ • 講習会に期待するもの

  3. １．はじめに （30min） • 講義内容・日程について • オープンソース GISについて • ソフトウェアーインストールの確認 • 実習

  4. 講習会内容 ４．レイヤプロパティ（60min） • ラスタ • ベクタ • 高度なラベリング • 実習 ５．地図の作成（90min） • マップコンポーザー • InkScapeを使った地図の作成 • 実習 ６．データの検索（30min） • 地物の検索 • 属性テーブル • 外部テーブルの結合 • フィールド計算機 • アドバンストサーチ • 空間検索 • 空間検索プラグイン • ベクタメニュー「場所による選択」 １．はじめに（30min） • 講義内容・日程について • 活用編について • オープンソース GISについて • ソフトウェアーインストールの確認 ２．各種データの取り扱い（60min） • ラスタ • ベクタ • テキスト • WMS • 実習 ３．プラグイン（60min） • 基本のプラグイン • サードパーティープラグイン • 実習

  5. 導入編との違い • 導入編 • ベクタデータ • GISの基本コンセプト • QGISの使い方の基本 • 講義中心 • 活用編 • ベクタ、ラスタ、WMS • 様々なプラグイン • 地図の作成 • データの解析 • 実習中心

  6. オープンソースGISとは何か • オープンソースソフトウェアーとは、あるライセンス契約の元、ソースコードが公開されているソフトウェアーのことであり、そのライセンス下ではソフトウェアーの改変とその再配布が許されている。(http://opensource.org/, 2007).

  7. オープンソースGISとは何か • ということは、 • オープンソースソフトウェアーは必ずしも無料ではない • さまざまなライセンスの種類がある • GNUGPL、BSD、Apache ライセンスなど • 改変、再配布においてもオープンソースである必要がある

  8. なぜオープンソースGISを使わないか • すでに市販製品を使っていて満足している • オープンソースGISを知らない • 自分のニーズがよくわからない • いろいろ自分で勉強するのが面倒くさい

  9. どっちを使う？ • どうやって仕事を確実にそして早く終わらせられるか？ • 自分のGIS使用の目的を明確にする • 自分のリソースを知る（人的、金銭的） • 将来のGIS利用のビジョン

  10. WWW.GeoPacific.org

  11. 実習１ • ソフトウェアーのインストールの確認 • QGIS • \qgis2\maps\qgis_advanced.qgsをダブルクリックして開く • InkScape • \qgis2\maps\ monkey_map_by_inkscape.svgをダブルクリックして開く • 開いたキャンバスに書き込んである指示に従い、InkScapeの基本的な使い方を理解する • 両方のソフトウェアを終了する

  12. ２．各種データの取り扱い（60min） • ラスタ • ベクタ • テキスト • WMS • 実習

  13. 各種データの取り込み • ラスタ • DEM（数値地図）の取り込み • ヴァーチャルラスタ • SRS変換 • ベクタ • SRS変換 • KMLへの出力 • テキスト • CSVファイルとCSVTファイル • 出力 • WMS • WMSレイヤの表示 • WMSミニドライバの利用

  14. ラスタデータのQGISへの取り込み • QGISのデータの読み込み、書き出しはGDAL/OGRライブラリを利用 • ラスタのデータフォーマットはベクターよりも断然多い • GDALサポート（120以上）　ｖｓ　OGRサポート（70） • オープンソースGISのラスタの標準は、GeoTIFF • 通常は、４GB 制限、Big TIFFファイルで４GB以上も取り扱える • 通常使われるすべてのデータタイプが利用できる • 通常のTIFFファイルでも、world fileがあればGISデータとして読み込める

  15. GDAL • ラスタデータを取り扱うためのライブラリ • http://www.gdal.org/

  16. 数値地図の取り込み • 日本の数値地図（DEM）は独自のXML形式で作成されているためそのままでは読めない • GDALでは今のバージョンでは、XML形式をGeoTIFFに変換できない • OSGeo-Japanを中心にツールを開発済み • 数値地図の変換ツール • エコリス　数値地図変換ツール • OSGeo-Japanの試作品、xml2tif

  17. エコリス（http://www.ecoris.co.jp/contents/）

  18. xml2tif やあ諸君。先日の第2回FOSS4Gツール勉強会名古屋の資料をアップしたぜ！　http://www.slideshare.net/wata909/qgisgdalogrで、この中にも書いてあるのだがQGIS・GDAL/OGRで基盤地図情報のxmlファイルを直接開いたり、変換できるバージョンを公開しているぜ！http://dl.dropbox.com/u/1876391/QGIS_MEXT.zipまだテストみたいな感じなので、人柱募集中だ！ http://www.slideshare.net/wata909/qgisgdalogr

  19. 人柱に！ • 配布したデーターフォルダのtoolsの中にあるxml2tifフォルダ内にツール • 同梱の「使い方」ファイルより一部変更して引用 • 注意：このバージョンで変換できるのは、基盤地図情報のうち、"JPGIS形式"で、JPGIS(GML)形式は変換できません。 • １． xml2tif.batのROOTDIR=に、展開したディレクトリを記述する。たとえば、実習用のデータディレクトリーqgis2をc:\にコピーした場合は、「c:\qgis2\tools\xml2tif\mext_gdal」となる。 • ２．"xml2tif.bat"をxmlファイルがあるフォルダーに持って行ってダブルクリックすると、そのフォルダにあるxmlファイルを一括して変換することが可能。

  20. ラスタタイルのマージ vs. VRT • DEMのように多数のラスターがタイルとして提供されている場合のデータの扱い • マージ：　実際にラスタのタイルをくっつけて、巨大なラスタファイルを作成する • 一つのファイルとして扱える • ヴァーチャルラスタ（VRT）：　実際にはタイルを結合しないが、見た目上、また、ラスタのプロセス上、仮想的にタイルをくっつける • 仮想的に巨大なラスタファイルを作成できる

  21. ラスターのマージ • 複数の隣接するラスターレイヤをひとつに合わせる • Gdal_mergeを利用 • 「ラスタ」メニュー、「Miscellaneous」、「結合」

  22. ヴァーチャルラスタの作成 • 仮想的に隣接するラスタを結合 • Gdalbuildvrtを利用 • 「ラスタ」メニュー、「Miscellaneous」、「ヴァーチャルラスタの構築」

  23. ラスタのSRS変換 • ラスタの空間参照系を変換したファイルを作成 • gdal_warpを利用 • 「ラスタ」メニュー、「Projections」、「ワープ（再投影）」 • VRTファイルも入力ファイルとして使える

  24. ラスタのSRS変換ーリサンプリングー • SRS変換に際し、リサンプリングの方法を指定する必要がある • 近似：カテゴリカルデータ • 対象データ例：植生タイプ • 双曲線、キュービック、その他：定量的データ • 対象データ例：DEM • 処理速度：双曲線＞キュービック＞キュービックスプライン＞ランチョシュ • アルゴリズムの高度さ：双曲線＜キュービック＜キュービックスプライン＜ランチョシュ

  25. OGR • ベクタデータを取り扱うためのライブラリ • http://www.gdal.org/ogr/index.html

  26. ベクタのSRS変換 • ラスタに比べ、シンプル • レイヤリストで対象を右クリックし、「名前を付けて保存」を選択 • CRSの設定で、「Selected CRS」を選び、目的とするSRSを選択

  27. KMLへのエクスポート • OGR生成オプションを利用し、エクスポート結果をコントロール • NameField=列名 • KMLの各地物にラベルを付加（点の場合） • DescriptionField=列名 • KMLの各地物に情報を付加

  28. KMLへのエクスポート

  29. テキストファイル • ベクタレイヤの一つとして取り扱われる • CSV（カンマ区切りテキスト）ファイル形式 • インポート、エクスポートのサポート • 属性テーブルのエクスポート • インポートしたCSVファイルのフィールドデータは自動的にテキストとして認識される • フィールドのデータタイプを定義するには、CSVTファイルを作成（スライド３１を参照）

  30. テキストファイルのエクスポート • OGR生成オプション（データソース） • ジオメトリー出力をしたい場合は、以下の4つのいずれかを指定 • GEOMETRY=AS_WKT • ジオメトリをわかりやすいテキストフォーマットで出力 • GEOMETRY=AS_XYZ • 点のXYZ座標値を出力 • GEOMETRY=AS_XY • 点のXY座標値を出力 • GEOMETRY=AS_YX • 点のYX座標値を出力 • CSVTファイルの作成 • CREATE_CSVT=YES/NO

  31. CSVTファイル • CSVファイルに収められたテーブル情報の、各列のデータタイプを定義するファイル • 以下のデータタイプをサポート • Integer • Real • String • Date (YYYY-MM-DD), Time (HH:MM:SS+nn) and DateTime (YYYY-MM-DD HH:MM:SS+nn) • 文法 • “データタイプ”,”データタイプ”,”データタイプ” • e.g., "Integer","String" • 桁数と精度を指定できる（オプション） • e.g. "Integer(5)","Real(10.7)","String(15)".

  32. WMSレイヤ • Web mapping Service • 手っ取り早い既存の地図情報の表示を可能にする • インターネット経由で地図画像（JPEG、PNG)を動的にダウンロード • 衛星画像、地形陰影図、行政界など様々 • 個人でもサーバーを立ち上げれば配信が始められる

  33. 日本の代表的なWMSサーバー • 地名WMS • http://www.finds.jp/ws/pnwms.cgi? • 基盤地図情報２５０００ • http://www.finds.jp/ws/kiban25000wms.cgi? • 歴史的農業環境WMS • http://www.finds.jp/ws/hawms.cgi?

  34. 基盤地図情報２５０００

  35. 簡単な地図の出来上がり

  36. WMSサーバーを探す • WMSサーバーの検索機能で、サーバーを探す事もできる • 例：キーワード「SRTM」で検索

  37. WMSサーバーを探す

  38. WMSミニドライバ • GDALのWMSドライバをより広く使えるようにした仕組み • XMLにより、WMSの様々な仕様をカバーできる • GoogleMap、Bing、ArcGIS MapServerなど主要なWMSサービスがQGISで使える • QGISではラスタレイヤとしてXMLファイルを開く • http://www.gdal.org/frmt_wms.html

  39. 例：GoogleMapドライバ • デフォルトでは、Map表示だが、ドライバを書き換えると衛星画像などと切り替えができる • データフォルダ内のWMSフォルダに各種XMLファイルがあるので、GoogleMapドライバを確認

  40. GoogleMapに陰影図を重ねる

  41. 実習２ • データの取扱い • DEMのフォーマット及びSRS変換 • gdal_translate.exe とxml2tiff.batを使って、数値標高地図（xml）をGeoTIFFに変換 • 変換したDEMファイルからヴァーチャルラスタ（VRT）を作成 • DEMをEPSG:32654に再投影 • サルの位置データ（点）と植生図（ポリゴン）のSRSの変換 • QGIS解析環境の設定 • EPSG:32654に指定した、DEM、サルの位置データ、植生図をQGISに読込み、他のレイヤは削除 • プロジェクトのSRSをEPSG:32654に設定 • レイヤの出力 • サルの位置データから、KI群のものだけを選択し、KMLへ出力する

  42. ３．プラグイン（60min） • 基本プラグイン • サードパーティープラグイン • 実習

  43. QGISのプラグイン • 基本プラグイン • ベクタ • fTools • ラスタ • GDAL Tools、ラスタ計算機 • その他 • ジオファレンサー、デリミテットテキストレイヤ追加、GRASS • サードパーティープラグイン • ベクタ • Point Sampling Tool, Statist、Table Manager、空間クエリプラグイン、Find by Attribute • ラスタ • Value Tool、1-band color map • その他 • File Browser、OpenLayers、Save as SVG

  44. ベクタツール（fTools）

  45. 凸包 • 点の再外郭を結ぶポリゴンを発生

  46. バッファ • 点、線、ポリゴンに一定のバッファを発生させ、新しいファイルとして保存

  47. 各種空間演算 2つのレイヤ 交差 統合 対称差分 クリップ 差分

  48. 融合 • 境界を接する地物の融合

  49. ラスタツール（GDALTools）

  50. DEM（テリアンモデル） • DEMから陰影図、斜面傾斜、方位、各種地形インデックスを計算

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