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QGIS はじめてのラスタ解析
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抽出レイヤ(ポイント shape)の作成...........................................................................................46
Point sampling tool................................................................................................................................47
XY 座標の追加..............................................................................................................................................48
ポリゴンによるデータの集計 ....................................................................................................................49
河川縦断図の作成(デモ).........................................................................................................................50
河川横断図の作成(デモ).........................................................................................................................52
EX04(デモ)......................................................................................................................................................53
ラスタ間のクロス集計...................................................................................................................................54
ベクタのラスタ化............................................................................................................................................57
ラスタの再分類(Reclssify grid values).......................................................................................59
EX05(おまけ) .................................................................................................................................................61
窪地を埋める(FillSinks).........................................................................................................................62
累積流量ラスタの作成(Catchment area)..................................................................................63
流路網の作成(Channel network) ..................................................................................................65
集水域の作成(Watershed basins).................................................................................................67
ラスタのベクタ化(Vectorising grid classes) ..........................................................................68
ハンズオンを始める前に…
1. QGIS2.2.0 とプラグイン(Point sampling tool, Value tool)をインストールします。
2. ハンズオンデータ(RasterWS_QGIS2.2.zip)を解凍し、「RasterWS」フォルダを
D ドライブ直下に保存して下さい。他のディレクトリに保存する場合はパスに日本語
(二バイト文字)が含まれないように注意して下さい。
3. 各章の Results フォルダには成功した作業結果が保存されています、エラーが出る場
合は、Results フォルダから必要なファイルを読み込んで、次の作業へ進んで下さい。
4. ファイル構成
RasterWS/
┣EX01/ : 第1章のフォルダ
┃ ┣Input/ : 実習中に読み込むファイルが保存されている
┃ ┣Output/ : 実習中に作成したファイルを保存する
┃ ┣Results/ : 成功した作業結果が保存されている
┃ ┗EX01.qgs : 第一章のプロジェクトファイル(ここからスタート)
┣EX02/ : 第2章のフォルダ
:
┗pdf/ : お土産データ
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ラスタ形式とベクタ形式
GIS で利用されるデータには主にラスタ形式とベクタ形式の二種類があります。ベクタ
形式の代表的なものはシェープファイルで、ラスタ形式では TIFF(GeoTIFF)、jpg、img
などがあります。
「橋」を表現する場合 ベクタ形式 ラスタ形式
白:橋
黒:水面
「水田」を表現する場合 ベクタ形式 ラスタ形式
1:水田
2:森林
ベクタ(シェープファイル)では各地物(フィーチャー)は点、線、面(ポリゴン)を
用いて表現されます。例えば「橋」は始点と終点、それをつなぐ線で表現されます。また、
「水田」のような広がりのあるものは点と線で囲まれた面(ポリゴン)を用いて表現され
ます。シェープファイルには各地物の ID 番号、地物の種類(Point, Line, Polygon)と地
物を描くのに必要な頂点の座標が格納されています。
これに対して、ラスタでは格子状(グリッド)に並んだピクセル(画素)の集合体に数
値を割り当てることで「橋」や「水田」を表現します。実際のデータは数値の行列とヘッ
ダーで構成されており、ヘッダーには行列の行数と列数、行列の開始地点(左上)の座標、
セルサイズが格納されています。
ラスタによって表現される地物の詳しさは解像度(≒セルサイズ)に依存します。一般
に、セルサイズが小さいほど解像度は高くなり、より詳細な表現が可能ですがファイルサ
イズが大きくなり、表示や処理が遅くなります。逆にセルサイズが大きくなるほど解像度
は小さくなり見た目は荒くなりますが、ファイルサイズは小さく、表示や処理が早くなり
ます。目的に合わせて適切な解像度のデータを使用することが大切です。(ラスタについ
ては ArcGIS Online Help に分かりやすい解説があります)
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基盤地図情報 数値標高モデル
10mメッシュ
全国整備(平成 20 年1月 30 日)されており、長らく 250mメッシュしかなかった北
方地域も平成 24 年2月 28 日に追加されました。主に 1/25,000 地形図の等高線(高さ
精度は 5m 以内)を用いて作成されており、高さの精度は、標高点の標準偏差で 5m 以内。
有効値は 1m 単位で、小数点以下は参考値として格納されています(詳細は FAQ4-5)。
二次メッシュまたは火山ごとにダウンロードが可能。標高値は 0.4 秒(0.00011111111
度)ごとに格納されており、地理座標系(緯度経度)から投影座標系へ投影変換して 10
mDEM を作成します。
5mメッシュ
提供地域は地理院地図の基盤地図情報の提供地域で確認できます。国土地理院が基本測
量として整備したものと国土交通省地方整備局や自治体等が公共測量として整備したデー
タがあります。また、航空レーザー測量と写真測量を基に作成されたデータの二種類があ
ります。標高値は 0.2 秒(0.000055555556 度)ごとに格納されており、地理座標系
(緯度経度)から投影座標系へ投影変換して5mDEM を作成します。
航空レーザー測量の範囲(緑色) 写真測量の範囲(桃色)
地理院地図より(2014/6/24)
経度の一秒の距離は緯度に依存して変わります。
経度1秒≒22.6m(札幌)、25.3m(東京)、27.7m(那覇)
緯度1秒≒30.8m(東京)
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SRTM
SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)は NASA が統括する国際プロジェクト
でシャトルに搭載された合成開口レーダーを用いて取得した地表のレーダー画像を元に標
高データに加工したものです。11 日間の飛行で両極を除く地上の陸地の約 80%、全人口
密集地の約 95%をカバーしています(JAXA の SRTM 解説より)。アメリカ国内は 1
秒メッシュ、その他の地域は 3 秒メッシュで整備されています。パグリックドメインであ
り、どなたでも自由に使用することができます(再配布、二次利用も自由です!)。
USGS の (SRTM)のサイトを開きます。
https://lta.cr.usgs.gov/SRTM2
画面下部にある「Get Data」タブをクリックすると Earth Explorer サイトへのリンクが
表示されるのでクリックします。
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【Results】タブ
「Data Set」のプルダウンメニューから SRTM を選択すると、利用可能なデータが表示
されます。
必要なデータのダウンロードマークをクリック。
●GeoTIFF 3 Arc-second →「Select Download Option」をクリック
この作業を繰り返し、必要な 4 枚のレイヤを保存します。
この TIFF のセルサイズは 3 秒x3 秒(0.000833333 度)です。地理座標系(緯度経
度)から投影座標系(単位:メートル)へ変換を行い、セルサイズ 90mの DEM として利
用されることが多いです。
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Point sampling tool
プラグイン→Analysis→Point sampling tool
抽出するポイントレイヤ:Watershed_point
値を抽出するレイヤ名をクリックしハイライトします。(ラスタ・シェープ両方可)
出力ファイル:D:RasterWSEx03Output¥Watershed_point_data.shp
Watershed_point_data.shp の属性テーブルを開いてみましょう。
抽出される値が NODATA の場合、NULL が入ります。
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(おまけ)
ジオプロセッシングツール→QGIS geoalgorithms →Vector analysis tools →
Generate points along line(あと一歩で河川縦断線が作成できそう…)
ラインが重なるセルの中心座標に点を発生する。
ラインと重なるセルの中心にポイントが発生しました。
Point Sampling Tool を利用すれば、ラインに沿ってラスタからデータを抽出可能だが、
河口からの累積距離は計算されていないので縦断図を作るのは難しい。
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累積流量ラスタの作成(Catchment area)
SAGA→Terrain Analysis – Hydrology→Catchment area (parallel)
累積流量ラスタ(Flow Accumulation とも呼ばれる)を計算します。
このツールでは出力ファイルのディ
レクトリや名前を指定しなくてもテ
ンポラリーファイルとして一時的に
作成され、表示されます。
Catchment Area:累積流量ラスタ
作成丌要なファイルは
□Open output file after running
algorithm
チェックを外しておきましょう
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流路網の Shape file とラスタレイヤ(Channel Network)、
流路方向ラスタ(Channel Direction)が作成されました。
スタイルを設定
Channel Direction
流路方向ラスタ:8 方位
ChannelDirection.qml
Channel Network
流路網レイヤ:河川次数
ChannelNetwork.qml
シェープファイル設定
ChannelNetwork_sh
p.qml