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組み合わせて作る オープンソース GIS 環境 鮭科生息地解析を例として (20min)

組み合わせて作る オープンソース GIS 環境 鮭科生息地解析を例として (20min). 今木　洋大 （ NOAA, Northwest Fisheries Science Center ）. オープンソース GIS を使うことの強み. 研究の必要に合わせ自分なりに地理情報解析を行う環境を作り上げられる オープンソースコミュニティーは道具がいっぱい freegis.org: 2 月 27 日現在、 349 の GIS 関連ソフト Sourceforge: オープンソースソフトの宝庫 Python, R , NASA World Wind 高機能フリーソフト

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組み合わせて作る オープンソース GIS 環境 鮭科生息地解析を例として (20min)

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Presentation Transcript

  1. 組み合わせて作るオープンソースGIS環境鮭科生息地解析を例として (20min) 今木　洋大 （NOAA, Northwest Fisheries Science Center ）

  2. オープンソースGISを使うことの強み • 研究の必要に合わせ自分なりに地理情報解析を行う環境を作り上げられる • オープンソースコミュニティーは道具がいっぱい • freegis.org: 2月27日現在、349のGIS関連ソフト • Sourceforge: オープンソースソフトの宝庫 • Python, R , NASA World Wind • 高機能フリーソフト • GoogleEarth, Virtual Earth

  3. どのような状況で？ • コロンビア川の河川および河畔林タイプ予測 • 予測モデルの構築および予測 • PostGIS　＋　QGIS　＋　R • 河川の傾斜計測、そのほかの属性抽出 • PostGIS　＋　StarSpan　＋　Python • 予測結果の現地踏査 • PostGIS　＋　GoogleEarth　＋　GeoServer • 結果地図の図表化 • PostGIS　＋　MapScript　＋　Python • 河川の抽出（ラスター分析） • GDAL　＋　Python　＋　NumPy

  4. PostGIS、QGIS、Rの関係 GISデータの視覚化 GISデータの検索、操作 QGIS PostGIS 統計処理 モデルの作成 スクリプティング R

  5. 環境修復を目的とした米国コロンビア川における鮭科生息地解析環境修復を目的とした米国コロンビア川における鮭科生息地解析 • プロジェクトの目的 • 絶滅危惧種に指定されているシャケ科5種の生息環境修復のためのガイドライン作り • 方法 • ヨーロッパ移民による土地改変が大規模に行われる以前（1850年頃）の生息環境をGIS上に復元 • 復元された生息環境を参照して修復事業の優先順位付け、および修復のガイドラインを作成

  6. コロンビア川流域 総面積　668,000km2 主流総延長　2,000km

  7. 日本総面積　377,944km2

  8. 潜在的にはどんな川？ 直線型 蛇行型 島網型 網型 河川形態類型はBeechie et al. 2(2006) に従う

  9. 河川形態を決める5つの要素 堆砂供給 堆砂サイズ 根茎の強さ 樹木の供給 流量 河川の傾斜 谷の閉じこみ度

  10. 最終的なアウトプット 島網型 閉塞型 直線型 蛇行型

  11. 分析の流れ PostGIS R 属性値の計算 トレーニングデータの作成 QGIS トレーニングデータの保存 データの 視覚化 予測モデルの作成と予測 バギング 　　線形判別分析 　　ランダムフォレスト 　　サポートベクターマシン 予測値の 保存 フィールドへのデータの持ち出し GeoServer GoogleEarth

  12. PostGISとは？ • 空間情報データベースの一種 • 他にはOracle、MySQL、SQLite、IBM DB2、SQL Server2008、Ingres等がある • このうちオープンソースは、 PostgreSQL、MySQL、 SQLite、Ingres • 空間情報データベースとは？ • データベース上でジオメトリーオブジェクト定義し、ジオメトリー情報を格納し、空間情報の検索やジオメトリーの操作を可能にしたリレーショナルデータベース • PostgreSQLのオープンソース ライブラリとして提供 • PostGISという単独のGISソフトウェアーではない • いうなれば、PostgreSQLを機能拡張するアドインのようなもの

  13. PostGISとは？

  14. QGISからのPostGISデータの利用

  15. QGISからのPostGISデータの利用 PGquery for QGIS PostGIS SQL マネージャー PostgreSQLへのシェープファイルのインポート PostGIS マネージャー

  16. QGISからPostGISクエリー

  17. 分析の流れ PostGIS R 属性値の計算 トレーニングデータの作成 QGIS トレーニングデータの保存 データの 視覚化 予測モデルの作成と予測 バギング 　　線形判別分析 　　ランダムフォレスト 　　サポートベクターマシン 予測値の 保存 フィールドへのデータの持ち出し GoogleEarth

  18. 実際には、 RODBCでPostgreSQLにアクセス # ライブラリーの読み込み library (RODBC) # 接続オブジェクトの作成 channel<-odbcConnect("cb_basin2", uid="postgres") #SQL文の作成 sql_count <- paste ("select count uid from channel_table;") #SQL文の実行と変数への格納 n_rows <- sqlQuery(channel, sql_count) # 接続の切断 odbcClose(channel) Rパッケージを使いモデルの作成 モデルを使い予測 RODBCで予測結果をPostgreSQLに戻す

  19. フィールドでのオープンソースGIS PostGIS R 属性値の計算 トレーニングデータの作成 QGIS トレーニングデータの保存 データの 視覚化 予測モデルの作成と予測 バギング 　　線形判別分析 　　ランダムフォレスト 　　サポートベクターマシン 予測値の 保存 フィールドへのデータの持ち出し GeoServer GoogleEarth

  20. フィールドでのオープンソースGIS PostGIS R • 予測した河川形態型を現地踏査で確認する QGIS 予測結果の保存 データのWMSレイヤー化 予測結果とGPSポイントの現地での重ね合わせ GeoServer GoogleEarth

  21. GeoServerは何をするのか？ • リアルタイムで要求に応じて地図画像を作成する　（WebMapping Service) • 地図情報のブラウザーであるGoogle Earthの要求を受けて地図画像を作成

  22. Google Earth によるレイヤーの重ね合わせ例

  23. Google Earthでリアルタイムナビケーション

  24. まとめ • オープンソース＋フリーGISソフトで自分の研究環境にあったGIS環境を築くことができる • オープンソースコミュニティーに積極的に参加することにより、コミュニティー全体のレベルが上昇する • どんどん使って見よう！ • オープンソースGISポータル　GeoPacific.org

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