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第2回 時間GIS研究会 - 時間を取り巻く諸問題 -




          遺跡GISモデリングにおける

               「編年時間参照系」
                              2013年 2月 23日


                              村尾 吉章
                              日本アイ・ビー・エム株式会社
                              奈良大学文学部地理学科非常勤講師

1
はじめに
    本日のお話は,2008年度,2009年度,2012年度GIS学会研究発表大会で
    発表した内容およびその後の研究成果をベースとしています。
     タイトル: -遺構情報モデルへの時間スキーマ適用法の検討
           -考古遺物の時間属性表現を目的とした地理情報標準準拠の
            編年参照系モデル
           -地理情報標準に準拠した遺構情報モデルのRDBへの実装

     共同執筆者:
        奈良大学                   碓井 照子
        奈良文化財研究所               森本 晋
        (株)かんこう                清水 啓治
        同志社大学                  藤本 悠
        京都大学大学院                清野 陽一
        ナカシャクリエイティブ(株)         玉置 三紀夫
        奈良文化財研究所               山本 由佳
        日本アイ・ビー・エム(株)          村尾 吉章
2
説明内容

    1. 遺跡情報と時間属性

    2. 編年の取り扱い方

    3. 編年時間参照系モデルの実装方法

    4. 編年時間参照系モデルの有効性と意義




3
1.遺跡情報と時間属性




4
遺跡データ とGIS



                              遺跡分布図


    遺跡調査


                               遺構図



    これまでの情報化の課題点
    • 図面を再現するCADシステムでは研究目的に合わない。
    • 地図と整合のとれた情報管理ができていない。
    • オブジェクト(考古学的地物)を分類した管理ができていない。
    • 過去のデータを活用できない。
    • 研究者間でデータ交換できない。              歴史的データでは
                                      時間特性の管理が
                                         必須
           GISを活用した遺跡データの情報化が必要
5
遺構情報の情報化と GIS


     明確で妥当なオブジェクト分類を行う。
     位置や形状を含んだ属性情報や時間軸の属性情報を共通の整理手法
      のもとで管理する。
     長期保管,履歴管理,複数の調査データの統一管理,研究者間のデー
      タ交換や情報共有を可能とする。
     情報処理技術を利用した情報分類・検索・分析を容易にし,自動化への
      道を拓く。




       地理情報標準によるGISモデリング技術を遺構情報に適用


6
【参考】          国際規格 ISO 19100シリーズ


     • Geographic Information / Geomatics (地理情報 / 地理情報科学) の
       標準化を図るため,ISO(国際標準化機構)に1994年に専門委員会
       (TC211)が設立された。

     • 現在, TC211には Pメンバー 32カ国,Oメンバー31カ国が参加

     • TC211で開発された各規格は,19100番台の番号が割り当てられた規
       格シリーズとなっている。

     • ISO 19100シリーズでは,既に,改訂版も含め56種類の国際規格をリ
       リースしている。

     • 地球上の位置と直接・間接の関係をもった事物や現象に関する情報や,
       それらに対する処理機能,ツール,サービスなどについての仕様を,体
       系的に整理し定義している。


7
【参考】             ISO 19100シリーズとJIS規格(抜粋)
                                                                規格番号 斜体: 発行予定

           ISO規格番号           JIS規格番号                     タイトル
       ISO/TS 19103:2005         -           概念スキーマ言語
        ISO 19105:2000     JIS X 7105:2001   適合性と試験
        ISO 19107:2003     JIS X 7107:2005   空間スキーマ
        ISO 19108:2002     JIS X 7108:2004   時間スキーマ
        ISO 19109:2005     JIS X 7109:2009   応用スキーマのための規則
        ISO 19110:2005     JIS X 7110:2009   地物カタログ化法
        ISO 19111:2007     JIS X 7111:2004   座標による空間参照
        ISO 19112:2003     JIS X 7112:2006   地理識別子による空間参照
        ISO 19113:2002     JIS X 7113:2004   品質原理
        ISO 19114:2003     JIS X 7114:2009   品質評価手順
        ISO 19115:2003     JIS X 7115:2005   メタデータ
        ISO 19117:2012           -           描画法
        ISO 19118:2011        JIS X7118      符号化
        ISO 19123:2005        JIS X7123      被覆の幾何と関数に関するスキーマ
        ISO 19141:2008           -           移動体地物のためのスキーマ
        ISO 19136:2007     JIS X7136:2011    GML
        ISO 19155:2012     JIS X7155:2011    場所識別子(PI)アーキテクチャ
8
【参考】    ISO 19100 による地理空間情報作成プロセス

                  地理空間情報作成対象の世界(論議領域)




              地物型の抽出                                データ取得

                  設計                                   符号化



GFM    規定     応用スキーマ         導出    符号化仕様       仕様   地理空間情報

              UMLを利用                                XMLを利用

    ISO 19109 応用スキーマのための規則        ISO 19118 符号化 本体 (基本概念)
    ISO 19107 空間スキーマ              ISO 19118 符号化 附属書 (符号化規則)
    ISO 19108 時間スキーマ              ISO 19136 GML (符号化規則)
    ISO 19110 地物カタログ化法  など

9
【参考】                  地理空間データの設計

      応用スキーマは、地理情報を分類しその構造をUMLクラス図で記述したもの。


                                                 応用スキーマ
                                                          架設
                                    建 物     引込     電 線          電 柱
                                                   名称    接続      名称
                                     名称
                        地物の抽出        住所           電線種別         電柱種別
            XX 公園
                                    電話番号          被覆加工         付属設備
 XX 病院                                            電話番号          所有者
                                                                工事日
                       属性・機能・振舞い・     面要素
                       表現方法などが共                   線要素
                       通するものを集約し                                 点要素
                        て地物とする。      病 院          公 園
     ISO 19100 による規定                 名称           名称
                                    診療科目          面積
      応用スキーマを記述するルール               診療時間                   面要素
                                                  施設
      空間属性・時間属性などを定義するための部品                      住所



     これにより、業務システムの一環として
     GIS技術を利用することが可能になる。            遺構情報にもこの技術を適用できる。
10
遺構情報モデル (骨格部分)

     すべての調査担当者が作成する            遺跡
     調査報告書の「遺構図」をベースに
                                   0..*
     遺構情報を整理
                            調査成果                  調査報告書に対応

                                   0..*
                              遺構図                 各遺構図に対応

       遺構平面図   遺構断面図


                            0..*
 個々の遺構の図形に対応
                          遺構図形            調査区図形     撹乱図形     参照図形
                   1..*


                          遺構素             遺構群         遺構のグループ化



 遺構を高さで分類
 (共通の分類尺度)
                   穴遺構        盛上げ遺構         平面遺構

11
遺構図例と各クラスへの割当て
                発掘区壁


 別の遺構図
                                                 別の遺構図
          撹乱構造物                          平面遺構
                  遺物位置             穴遺構



         土木ケバ




                                                盛上遺構




                   遺構図間関係点
                (この場合は,明示されていない)


12
遺構情報にとっての時間的特性


     遺構情報モデルの時間的特性に関する特徴:

      発掘調査の内容に対して,できるだけ研究者の主観を入れない状態で
       の客観的な情報化を目指す。
       → 時間的特性も客観的な情報と研究者の主観とを峻別する。

      一回の発掘調査成果を対象としているため,ほとんどの遺構にとって時
       間属性は共通。

      個々の遺構の時間属性が,客観的に明確になることは少ない。
       (同時に発掘された土器の編年や木簡によって,遺構の年代特定が可
       能となる場合もある。)




13
遺構の時間属性


                  暦年参照   710年,天平3年 など




     年代特定         時代参照   平安時代,鎌倉時代 など




                  編年参照   神宮寺式土器,鬼高式土器 など



 編年: 2つの事象の時間関係を明らかにして
     配列すること。また,その配列。        これらの時間属性を
                         どのように表現すればよいか?
14
地物の定義例


           ビルディング

      名称:       文字列型
      住所:       文字列型
      延床面積:     実数型
      階数:       整数型
      地下階数:     整数型
      室数:       整数型
      所有者名:     文字列型
      所有者住所:    文字列型
      テナント:     テナント情報 [0..*]
                              時間属性
      建物構造:     文字列型
      竣工年月:     TM_Instant
      営業開始年月:   TM_Instant    空間属性
      位置:       GM_Point
      1階形状:     GM_Surface


15
時間属性に関する標準データ型


     種別      意味      クラス名                 説明
                                 1つの時間位置情報だけで表現したいとき
             時点     TM_Instant   に用いる部品

     時間幾何
      要素                         2つの時間位置情報によって示すことので
             期間     TM_Period    きる範囲で表現したいときに用いる部品


                                 時間的な位相を表現したいときに、つなが
            時間ノード   TM_Node      り関係をもつ交点として扱うべきときに用い
                                 る部品
     時間位相
      要素                         時間的な位相を表現したいときに、ノード間
            時間エッジ   TM_Edge      をつなぐものとして扱うべきときに用いる部
                                 品




16
時間に伴う地物の変化

                          ≪Feature≫
                            建 物


                       + 存在期間:TM_Period



                             新旧それぞれの建物の情報を,
                               時間属性の設定により
                             別インスタンスとして保持できる


     1954年4月~1997年9月     2001年7月~
       建物インスタンスA       建物インスタンスB




17
時間位置情報と時間参照系

      時間的な位置を表現するための方法を定義する。

        時間位置は時間参照系のもとで特定される。



         時間位置情報                    時間参照系
         (TM_Position)         (TM_ReferenceSystem)

      2008年10月23日,710年         時間座標参照系(グレゴリオ暦,協定世界時)
      平成20年10月23日,和銅3年         暦参照系(和暦)
      奈良時代,平安時代                暦参照系(時代定義)
      聖武天皇Ⅱ期,平城宮第Ⅴ期            暦参照系(時代定義)
      縄文時代前期,古墳時代後期            順序時間参照系
      ジュラ紀,白亜紀,新生代             順序時間参照系




18
時間位置情報




     時間位置情報

                   時間座標位置



                            順序時間位置




                       暦日


19                               時刻
時間参照系




     順序時間参照系         暦参照系




               時間座標参照系      時計参照系

20
時間参照系 - 時間座標参照系

                             時間座標参照系




        時間位置情報                    時間参照系
         (TM_Position)        (TM_ReferenceSystem)

     2008年10月23日,710年      時間座標参照系(グレゴリオ暦,協定世界時)




     グレゴリオ暦であれば,
     date8601を直接使用してもよい。

21
時間参照系 - 暦参照系と時計参照系
                                   暦参照系




                               時計参照系
                         暦年代




        時間位置情報                         時間参照系
         (TM_Position)            (TM_ReferenceSystem)

     平成20年10月23日,和銅3年            暦参照系(和暦)
     奈良時代,平安時代                   暦参照系(時代定義)
22   聖武天皇Ⅱ期,平城宮第Ⅴ期               暦参照系(時代定義)
時間参照系 - 順序時間座標系
                        順序時間参照系




                           順序年代




        時間位置情報                  時間参照系
        (TM_Position)       (TM_ReferenceSystem)

     縄文時代前期,古墳時代後期         順序時間参照系
     ジュラ紀,白亜紀,新生代          順序時間参照系
23
遺構の時間属性


                  暦年参照       710年,天平3年 など



                         時間座標参照系,暦参照系でよい。


     年代特定         時代参照       平安時代,鎌倉時代 など



                         暦参照系で暦年代を定義すればよい。


                  編年参照       神宮寺式土器,鬼高式土器 など



 編年: 2つの事象の時間関係を明らかにして     「編年参照」 は,どのよう
     配列すること。また,その配列。       に表現すればよいか?

24
遺構間の時間関係

            同時存在   複数遺構の時間的同一性,同時代性 など



                   時間幾何情報の比較でよい。


             継承    時代性の異なる複数遺構の機能継承性など
     時間関係
                   種類の異なった遺構類型への時間的変化
             遷移    など



                   時間位相,時間関係で表現可能。


             対応    遺構間の時間に関する一般的な関係付け



                     時間関係で表現可能。
25
遺構情報への時間的特性の割り当て


     遺構情報への時間的特性の割り当て:

     • 遺構をグループ化し,意味づけすることから始まる。

     • 土器の編年などによる共通的な時間属性を,周辺の遺構に割り当てる。

     • 研究者の判断を付加することにより時間関係が明確に定義される。

     • 複数の調査成果を横断的に検討することによって明らかになる時間関係
       も多い。




26
遺構情報に時間特性を付加する上での機能要件


 遺構情報への時間的特性の割り当て            必要とされる機能要件

 • 遺構をグループ化し,意味づけすること      遺構を自由にグループ化できる必要
                           がある。
     から始まる。

 • 土器の編年などによる共通的な時間属       グループ化したものに時間属性を割り
                           当てることができる必要がある。
     性を,周辺の遺構に割り当てる。

 • 研究者の判断を付加することにより時       グループ化したものに時間関係・時間
                           位相を定義できる必要がある。
     間関係が明確に定義される。

 • 複数の調査成果を横断的に検討するこ       調査成果をまたがってさまざまな定義
     とによって明らかになる時間関係も多い。   ができる必要がある。




27
穴遺構データの例




     柱穴の遺構から,適切に抽出したものを
     グループ化することにより,建物の存在や
     形状が推定できる。

28
複数の遺跡・遺構間の関連づけ




             遺構グループ間で関係づけ




         遺構のグループ化,遺構間の関連づけなどは,
         調査担当者や研究者の主観にもとづく部分が
         少なくない。




29
遺構情報モデルへの時間的特性の追加

                                                                                                      研究主体
                     遺跡
                                                                                         + 主題 : CharacterString
                                              <<CodeList>>
                                                                                         + 説明 [0..1] : CharacterString
                                              論理遺構種別
                                                                                         + 付加属性 [0..*] : 付加属性値
                   0..* + 調査成果           +   建築物 :
                   調査成果                  +   建築物以外の建造物 :
                                         +   古墳 :
                                         +   墓:

                   0..*   + 遺構図

                    遺構図                                       + 論理遺構      0..*    0..* + 部分                                  0..*   + 論理遺構時間ノード
                                                                                               0..*
                                                                     論理遺構                                                論理遺構時間ノード
                   0..* + 遺構図形                           +   論理遺構種別 : 論理遺構種別                  + 集合                 + 時点 [0..1] : TM_Instant
      + 構成要素                 + 遺構図形          + 論理遺構      +   識別名 [0..1] : CharacterString                          + 説明 [0..1] : CharacterString
                   遺構図形
            1..*                                         +   存続期間 : TM_Period                                      + 付加属性 [0..*] : 付加属性値
                              0..*                0..*                                        + 先行
                                                         +   説明 [0..1] : CharacterString
                                                         +   付加属性 [0..*] : 付加属性値              0..*

                                                                                    0..* + 後続
      遺構群           遺構素           遺物位置
                                                                                                 時間関係
                                                             0..*   + 論理遺構図形

                                                    論理遺構図形                        0..1      + 時間エッジ                          0..1   + 時間ノード
      穴遺構          盛上げ遺構          平面遺構                                                                             + start
                                                + 点 [0..1] : GM_Point                TM_Edge                                 TM_Node
                                                + 線 [0..1] : GM_Curve
                                                + 面 [0..1] : GM_Surface                                             + end


     発掘調査結果としての客観的情報                                                       研究成果としての解釈情報

30
【事例】               平城宮内裏における建物の変遷

         時期           紫宸殿      宜陽殿     春興殿
     平城宮第Ⅰ期           SB460     -       -
       (元明・元正)

     平城宮第Ⅱ期           SB450A   SB440   SB650
     (聖武 平城宮還都まで)

     平城宮第Ⅲ期           SB450A   SB440   SB650
     (聖武 平城宮還都以降)

     平城宮第Ⅳ期           SB450B   SB440   SB650
      (孝謙・淳仁・称徳)

     平城宮第Ⅴ期           SB447            SB650
                                -
         (光仁)

     平城宮第Ⅵ期           SB447            SB650
                                -
        (桓武以降)




31
【事例】           平城宮内裏における建物の変遷
                           「奈良国立文化財研究所学報第50冊 平城宮発掘調査報告 XⅢ」より
        平城宮第Ⅱ期 (740~745)

                                       平城宮第Ⅴ期 (770~780)




        紫宸殿は,別の場所に移った。
                                 論理遺構の時間関係によって表現できる。
        宜陽殿は,取り壊された。
                                 論理遺構の時間属性によって表現できる。
        春興殿は,同じ建物のまま残っている。

32
遺構情報にとっての時間的特性(まとめ)

      遺跡調査成果情報は,基本的には同一の時間的特性をもつ。

      研究者による論理的視点において,時間的特性が重要となる。
      •   遺構調査に関する情報の時間的特性は,研究者の解釈に基づいて設定され
          る要素が多い。

      •   同じ事象に対して,複数の論理的視点による整理を可能にする。

      •   研究者の論理的視点もデータ交換可能である必要がある。

      遺構情報に関する時間的特性の管理要件に対して,地理情報標準の
       「時間スキーマ」で対応可能である。
      •   順序時間参照系の適用が必要である。

      •   時間幾何だけではなく,時間位相・時間関係を活用する必要がある。

      •   編年については, ...   対策が必要 !


33
2.編年の取り扱い方




34
編年とは

     編年とは: 2つの事象の時間関係を明らかにして配列すること。
           また,その配列。



     考古学における「編年」とは:
     『 編年とは,遺構や遺物を時間と空間の系列に沿って配列する作業,または,
     その作業によって作成された遺構や遺物の序列をいう。』
                      (田中琢,佐原真 編 『日本考古学事典』,P.795,三省堂)




35
遺構の年代特定


     ある土層から土器が出土されると,同じ層はその土器と同時代
     である可能性が考えられる。




                    奈良文化財研究所編(1991)「長屋王邸・藤原麻呂邸の調査 本文編」
36                  (学報第54 冊 平城京左京二条二坊・三条二坊 発掘調査報告) より
土器による遺構の年代特定


       • 土器には型式があり,人の営みと関連がある。
       • 土器の型式は多様に変化する。
       • 土器の型式を分類することができる。
       • 土器は分布することが多い。
       • 土器は朽ちずに土中に残っている。
                :



     土器の編年(型式の変化)を,遺構の時間軸として利用できる。




37
土器の編年(例)




http://www.geocities.jp/thirdcenturyjapan/doki/doki.html より

38
編年の管理要件

      編年は,ユニークな名称をもち,これで識別する。
      編年は,多くの場合,絶対年代を特定できない。
      しかし,時として特定できる場合もある。
      開始年・終了年もあいまいであり,範囲で指定することも多い。
      編年は研究の過程で細分化されるため階層化が必要である。
      編年参照系内では,各編年の順序は固定である。
      異なった編年参照系にある2つの編年間には時間関係が定
       義できる。 ただし,その関係は新しい事実の発見や研究者の
       意図によって変更できることが必要である。


39
編年時間参照系モデル(部分)
                                                     編年集合体
                                              + name : CharacterString
       TM_ReferenceSystem
                                                                                           地理情報標準に準拠した
 + name : RS_Identifier
 + domainOfValidity : EX_Extent[0..*]                0..1    + 編年集合体
                                                                                           編年時間参照系を定義。


                                                      1..*
順序時間参照系
                                                     編年参照系
     TM_OrdinalReferenceSystem
                                           + 地域 : SI_LocationInstance[0..1]
                                           + 備考 : CharacterString[0..1]

               1     + system
                                                + system     0..1   編年参照系内では,編年
                                                                    要素は時間順序に基づい
                                                                    て定義される。
               Structure
                                                {StructurallyOrdered}                          編年を階層的に定義する
                                                                                               際に用いる。


順序年代          1..*   + component             + component 1..*           0..* + 下位
                                                                                    + 上位
           TM_OrdinalEra                              編年要素
                                                                                    0..1
       + name : CharacterString            + 開始事象 : CharacterString[0..1]
       + begin : DateTime[0..1]            + 開始時期 : 編年時期[0..1]
       + end : DateTime[0..1]              + 終了時期 : 編年時期[0..1]


40
編年時間参照系モデル(部分)
                                                                                                        編年を階層的に定義する
                                                                                                        際に用いる。


                                                                                0..* + 下位
                                                                                               + 上位      他の編年参照系の編年
           TM_OrdinalEra                                          編年要素
                                                                                               0..1      要素に対して時間関係
       + name : CharacterString                         + 開始事象 : CharacterString[0..1]                   を表す際に用いる。
       + begin : DateTime[0..1]                         + 開始時期 : 編年時期[0..1]                1
       + end : DateTime[0..1]                           + 終了時期 : 編年時期[0..1]
                                                                                           + other

                           土器型式などが
                           これに対応する。                                                                     時間関係


        <<Union>>                                0..*     + 確定時間位置                0..*     + 編年要素間関係
         編年時期
                                        <<DataType>>                                     <<DataType>>
     + 時点 : TM_Instant
                                        確定時間位置                                           編年要素間関係
     + 期間 : TM_Period
                                  + 位置 : TM_Instant                          + 時間関係 : 編年要素間関係列挙型                <<Enumeration>>
                                  + 事象 : CharacterString[0..1]                                                 編年要素間関係列挙型
                                                                                                               + After :
時点が特定できる場合は
                                                                                                               + Before :
「時点:TM_Instant」,範囲                編年の期間内で,何かの事象                                                                + Begins :
で指定する場合は「期間:                      などにより絶対年代が確定し                                                                + BegunBy :
TM_Period」を使用する。                  た際には,この要素で示す。                                                                + Contains :
                                                                                                               + During :
                                                                                                               + EndedBy :
                                                                                                               + Ends :
                                                                                                               + Equals :
                                                                                                               + Meets :
                                                                                                               + MetBy :
                                                                                                               + OverlappedBy :
41                                                                                                             + Overlaps :
編年時間参照系モデルの適用例

     例) 土器の編年
                       編年集合体




     編年要素間関係の例                   編年要素




                                 階層化した
                                 編年要素



                       編年参照系


42
遺跡情報の時間検索
       近畿編年と北九州編年との相対的な時間関係は,下図のようになる。(幅は不明)

               長原式
     近畿編年
                       第Ⅰ様式      第Ⅱ様式
                     0 1 2 3    0 1  2

     遺跡A01
     遺跡A02
     遺跡A03                               遺跡の属性(例)

                                 名称=長原遺跡
                                 住所=大阪市平野区長吉長原2丁目
                                 調査区=NG06-3
     遺跡B01                       年代=長原式(近畿編年)

     遺跡B02
     遺跡B03

     北九州編年   板付Ⅰ式    板付Ⅱ式      城ノ越式



43
遺跡情報の時間検索


               長原式
     近畿編年
                       第Ⅰ様式      第Ⅱ様式
                     0 1 2 3    0 1  2

     遺跡A01
     遺跡A02
     遺跡A03

                               近畿編年「長原式」の時期に存在した
                               遺跡を検索すると,3遺跡が該当する。

     遺跡B01
     遺跡B02
     遺跡B03

     北九州編年   板付Ⅰ式    板付Ⅱ式      城ノ越式



44
遺跡情報の時間検索


               長原式
     近畿編年
                       第Ⅰ様式      第Ⅱ様式
                     0 1 2 3    0 1  2

     遺跡A01
     遺跡A02
     遺跡A03

                                         近畿編年「第Ⅰ様式2期」
                                         以降の遺跡を検索すると,
                                         4遺跡が該当する。
     遺跡B01
     遺跡B02
     遺跡B03

     北九州編年   板付Ⅰ式    板付Ⅱ式      城ノ越式



45
3.編年時間参照系モデルの実装方法




46
リレーショナルデータベース

         データの基本構成は表形式になっている                                  (概念的に)
     EXCELの表の                                    列(カラム)
      ようなもの
                    町丁目コード         市名       町丁目名     緯度       経度       人口      世帯数
                    292014720      奈良市   山陵町        xxxxxx    xxxxxx   xxxxx   xxxxx
                    292014760      奈良市   秋篠町        xxxxxx    xxxxxx   xxxxx   xxxxx
       行(ロー)        29201725001    奈良市   右京一丁目      xxxxxx    xxxxxx   xxxxx   xxxxx
                    29201725002    奈良市   右京二丁目      xxxxxx    xxxxxx   xxxxx   xxxxx
                         :          :        :        :         :        :       :


                                                                一行が,一つのレコード,
                                                                一列が,一つのデータ項目
             カラムごとにデータ型を定義する。
              数値型               INT (整数)
         主                      FLOAT (浮動小数点数)
         な
         デ    文字列型              CHAR (固定長)
         ー                      VARCHAR (可変長)
         タ
         型    日付型               DATE (日付)
                                TIME (時刻)

47
ユーザー定義データ型(UDT)とは


      基本データタイプとは別のデータタイプを定義できる。
         市町村名           面積              人口        X座標          Y座標
        (CHAR型)    (FLOAT型)       (INTEGER型)   (DOUBLE型)     (DOUBLE型)




 POINT型を定義すると,
 (X, Y)座標値を一体のデータとして取り扱うことができる
     CREATE TYPE POINT ( X       INTEGER,
                         Y       INTEGER);

              市町村名             面積            人口           位置
              (CHAR型)        (FLOAT型)    (INTEGER型)     (POINT型)




48
ユーザー定義関数(UDF)とは

     RDBMSエンジン内で実行するユーザー関数を定義できる。
     SQL文の中で関数を呼び出すことが可能。

       select name, addr, position from customer c
                       where distance(c.position, (x,y) ) < 10;



                                   エージェント・ユニット             RDBMS
                                                           中枢機能
                  リクエスト(SQL)
                                   エージェント・プロセス
       クライアント
                   結果出力                                            DB

                                    UDFプロセス
                                    (distance など)




49
編年時間参照系のデータベース上への実装(例)

                RDBでの実装イメージ


                      年代 = 「近畿編年の長原式」



      遺構テーブル
                                 近畿編年        長原式
      ID   住所   位置   年代




                          編年参照系テーブル          編年要素テーブル
                      ID    名前   適用範囲   ID   名前   参照系




50
編年時間参照系実装のための物理モデル(例)
編年参照系(TM_ChronoReferenceSystem)
 ReferenceID         INT        NOT NULL
 RefName         VARCHAR (100)NOT NULL
 GeoAreaName     VARCHAR (100)
 ChronoGroupName VARCHAR (100)




編年要素(TM_ChronoElement)                                     編年要素間関係(TM_ChronoElementRelationship)
 ElementID     INT                NOT NULL                  OrgElementID INT (FK)
 ElementName   VARCHAR (100)      NOT NULL                  DestElementID INT
 ReferenceID   INT                         (FK)             RelationType INT
 StartTime     TM_ChronoTimeRange
 EndTime       TM_ChronoTimeRange

                                                            RelationType:
     実装の際には,StartTimeFrom, StartTimeTo,                     0=集約(細分化)
     EndTimeFrom,EndTimeToを直接定義する                           1=時間関連(after)
                                                            2=時間関連(before)
                                                            3=時間関連(begins)
                                                              :

編年時期(TM_ChromoTimeRange)
                                             時点の場合は,FromとToとは同じ値を
 ChronoTimeFrom TM_Instant                   設定する。
 ChronoTimeTo   TM_Instant


51
UDTの定義(例)

 UDT定義:

 ① 編年要素型…地物の時間属性値として指定できる。
    (TM_ChronoTime型)

 ② 編年時期型…編年要素の開始時期・終了時期を表現するために利用する。
    (TM_ChronoTimeRange型)



          調査成果テーブル                      遺構テーブル
     ID     調査名   調査年月             ID     遺構名     年代




     「調査年月」属性       データ型=Date型     「年代」属性       データ型=TM_ChronoTime型

          調査年月=”2013/02/01”             年代=”長原式, 10”    10 は近畿編年のIDとする。




52
UDFの定義(例)

 UDF定義:
 ① TM_ChronoTimeType (elementName: VARCHAR, refID: INT) : TM_ChronoTime
    編年要素名をTM_ChronoTime型に変換する。
    refIDは編年参照系IDだが,編年要素名の定義に重複がなければ特に指定しなく
    てよい。(0 を指定)

 ② TM_ChronoTimeName (chronoTime: TM_ChronoTime) : VARCHAR
    編年要素型データを編年要素名に変換する。

 ③ TM_ChronoCompare (chronoTime1: TM_ChronoTime,
                     chronoTime2: TM_ChronoTime ) : INT
    編年要素型を比較する。
    結果=1:初めの要素のほうが新しい
     =0:両方が同じ時期
     =-1:初めのほうが古い
     =98:関連は定義されているが時期の前後関係は不明
     =99:関連が定義されていない


53
SQL文による編年時間参照系モデルの実装(例)

 ① テーブル作成
   CREATE TABLE SampleTbl1
        (FeatureID VARCHAR(30) NOT NULL Primary Key,
         AttrName VARCHAR(50),
         PeriodName TM_ChronoTime,
         AttrSize   FLOAT);




                            遺構テーブル
                           ID   住所   位置   年代




54
SQL文による編年時間参照系モデルの実装(例)

 ② データの追加
   INSERT INTO SampleTbl1 (FeatureID, AttrName, PeriodName, AttrSize)
        VALUES (‘地物1’, ‘名称1’, TMChronoTimeType(‘長原式’, 10), 12.7);


                                                       近畿編年のID


                                        RDBMS

       SQLコマンド    リクエスト(SQL)
                                      標準エージェント
                                        プロセス

     遺跡情報                              UDFプロセス

                                                        遺構テーブル
                                                       ID   住所   位置   年代




55
SQL文による編年時間参照系モデルの実装(例)

 ③ データの検索
   SELECT FeatureID, AttrName, TM_ChronoTimeName(PeriodName), AttrSize
        FROM SampleTbl1
        WHERE TM_ChronoTimeCompare
                          (PeriodName, TM_ChronoTimeType('長原式', 10)) <= 0;


                                          RDBMS

       SQLコマンド     リクエスト(SQL)
                                        標準エージェント
                                          プロセス
         検索結果          結果出力
                                         UDFプロセス

                                                          遺構テーブル
                                                         ID   住所   位置   年代




56
4.編年時間参照系モデルの有効性と意義




57
編年参照系モデルのメリット(1)

      編年のモデル化について

       •   編年を時間参照系として活用するしくみが定義できた。

       •   編年時間参照系をRDBで標準的に実装することが可能になった。

       •   異なった編年参照系の相互関係を明確に定義できる仕組みが提
           供可能となった。

       •   編年間の整合性チェックや,特定の編年要素に関する影響範囲を
           明らかにできるようになる。

       •   多くの研究者の合意がとれた標準的な編年と,個別に研究段階の
           編年を同じ仕組みの元で定義し,利用できることによって,編年の
           研究を幅広くサポート可能となる。

       •   編年を情報システムで取り扱うことが可能になり,編年をサポート
           するシステム構築が可能になった。
58
編年参照系モデルのメリット(2)

      遺構・遺物の時間属性表現について

       •   遺構・遺物に対して,編年を時間参照系として用いた時間属性の設
           定が,地理情報標準に準拠した形で可能になった。

       •   調査報告書の自動作成など,遺跡調査業務への情報技術活用の
           足がかりとなる。



      考古学データ全般について

       •   考古学研究にふさわしい時間参照系が設定できるようになった。




59
編年時間参照系モデルを過去の情報に適用することの意義

      時代区分など,常識とされてきた分類方法の変化に対応しやすい

      •   時代区分は編年として定義できるので,時代区分の変更は編年の
          定義の変更に置き換えることが可能。

      •   過去のさまざまな事象に関する蓄積データは,基本的に変更しない
          で時代区分だけ変更することが可能。



      編年も含め,過去の情報に対して情報技術活用のチャンスが増える

      •   編年時間参照系モデルは情報システムで実装可能であり,さまざま
          な処理に情報技術を活用できる。

      •   複数の時代区分のなかで生じたかもしれない論理矛盾を指摘可能
          になる。

60
日本史時代区分
                           開始時期・終了時期は定まらない

     ☆               ☆             ☆             ☆              ☆             710

            旧石器時代          縄文時代          弥生時代           古墳時代           飛鳥時代




     710             794          1185           1333          1573           1603

            奈良時代           平安時代          鎌倉時代           室町時代          安土桃山時代


                                                南北朝時代      戦国時代

     1603           1868          1912          1926           1989

            江戸時代           明治時代          大正時代           昭和時代          平成時代




                            時代区分は,編年のひとつ
                            (ただし,編年の場合は時代が粒度の単位)
61
日本の経済史
                                   分類は,ウィキペディア 「日本の経済史」 による。

     戦後混乱・復興期
                                編年の設定は,研究者によりまちまち。
            高度経済成長期

                      安定成長期

                              バブル経済期

                                           低成長期

                                       バブル崩壊
                                         いざなみ景気
                                               世界金融危機
     ある事象を集めて,
     編年との組み合わせのもとで分析すると,
     新しい情報価値が生み出される。



62
編年時間参照系モデルの位置づけ
     編年時間参照系モデルは,客観的に集められた履歴情報に対して,時間軸における任意
     の分類法を提供する。その分類により分析した結果から,新たな情報価値を生み出す。




                             生         適
                                  情    用     編年参照系A
                             み    報
                             出         し
           事象                     価   新て
                         す            た
                                 を値
                                      な


       (地理空間情報でなくてもよい)



                                             編年参照系B
        履歴としての客観的情報                        研究のための解釈情報

63
編年時間参照系モデルを現代の情報に適用することの意義


  現代の情報への適用について

     • 現代の情報についても,集約し分析する段階で時間的分類が必要となる。
     その際に,この編年参照系を適用できる。
     (建築史学,美術史学,社会学,哲学,系統生物学,地球惑星科学 など多方面)

     • 現代の情報を収集・蓄積する作業は粛々と進めればよく,編年による分類
     を想定する必要はない。

     • 編年時間参照系は,研究者が研究の視点にもとづいて定義すればよい。

     • 蓄積されている履歴情報に対して,ある編年時間参照系による編年の分
     類を適用し分析することが可能。その結果,新しいモノが見えてくる。

64
まとめ


      現代のデータも蓄積・保存すると歴史データになる。



     歴史データに対して,研究視点をもつと分類が必要になる。



        時間軸での分類は,すなわち編年である。



     編年時間参照系はデータベースで直接実装可能である。



      編年時間参照系は,今後の情報処理に役立つはず。


65

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遺跡Gisモデリングにおける編年時間参照系 村尾

  • 1. 第2回 時間GIS研究会 - 時間を取り巻く諸問題 - 遺跡GISモデリングにおける 「編年時間参照系」 2013年 2月 23日 村尾 吉章 日本アイ・ビー・エム株式会社 奈良大学文学部地理学科非常勤講師 1
  • 2. はじめに 本日のお話は,2008年度,2009年度,2012年度GIS学会研究発表大会で 発表した内容およびその後の研究成果をベースとしています。 タイトル: -遺構情報モデルへの時間スキーマ適用法の検討 -考古遺物の時間属性表現を目的とした地理情報標準準拠の 編年参照系モデル -地理情報標準に準拠した遺構情報モデルのRDBへの実装 共同執筆者: 奈良大学 碓井 照子 奈良文化財研究所 森本 晋 (株)かんこう 清水 啓治 同志社大学 藤本 悠 京都大学大学院 清野 陽一 ナカシャクリエイティブ(株) 玉置 三紀夫 奈良文化財研究所 山本 由佳 日本アイ・ビー・エム(株) 村尾 吉章 2
  • 3. 説明内容 1. 遺跡情報と時間属性 2. 編年の取り扱い方 3. 編年時間参照系モデルの実装方法 4. 編年時間参照系モデルの有効性と意義 3
  • 5. 遺跡データ とGIS 遺跡分布図 遺跡調査 遺構図 これまでの情報化の課題点 • 図面を再現するCADシステムでは研究目的に合わない。 • 地図と整合のとれた情報管理ができていない。 • オブジェクト(考古学的地物)を分類した管理ができていない。 • 過去のデータを活用できない。 • 研究者間でデータ交換できない。 歴史的データでは 時間特性の管理が 必須 GISを活用した遺跡データの情報化が必要 5
  • 6. 遺構情報の情報化と GIS  明確で妥当なオブジェクト分類を行う。  位置や形状を含んだ属性情報や時間軸の属性情報を共通の整理手法 のもとで管理する。  長期保管,履歴管理,複数の調査データの統一管理,研究者間のデー タ交換や情報共有を可能とする。  情報処理技術を利用した情報分類・検索・分析を容易にし,自動化への 道を拓く。 地理情報標準によるGISモデリング技術を遺構情報に適用 6
  • 7. 【参考】 国際規格 ISO 19100シリーズ • Geographic Information / Geomatics (地理情報 / 地理情報科学) の 標準化を図るため,ISO(国際標準化機構)に1994年に専門委員会 (TC211)が設立された。 • 現在, TC211には Pメンバー 32カ国,Oメンバー31カ国が参加 • TC211で開発された各規格は,19100番台の番号が割り当てられた規 格シリーズとなっている。 • ISO 19100シリーズでは,既に,改訂版も含め56種類の国際規格をリ リースしている。 • 地球上の位置と直接・間接の関係をもった事物や現象に関する情報や, それらに対する処理機能,ツール,サービスなどについての仕様を,体 系的に整理し定義している。 7
  • 8. 【参考】 ISO 19100シリーズとJIS規格(抜粋) 規格番号 斜体: 発行予定 ISO規格番号 JIS規格番号 タイトル ISO/TS 19103:2005 - 概念スキーマ言語 ISO 19105:2000 JIS X 7105:2001 適合性と試験 ISO 19107:2003 JIS X 7107:2005 空間スキーマ ISO 19108:2002 JIS X 7108:2004 時間スキーマ ISO 19109:2005 JIS X 7109:2009 応用スキーマのための規則 ISO 19110:2005 JIS X 7110:2009 地物カタログ化法 ISO 19111:2007 JIS X 7111:2004 座標による空間参照 ISO 19112:2003 JIS X 7112:2006 地理識別子による空間参照 ISO 19113:2002 JIS X 7113:2004 品質原理 ISO 19114:2003 JIS X 7114:2009 品質評価手順 ISO 19115:2003 JIS X 7115:2005 メタデータ ISO 19117:2012 - 描画法 ISO 19118:2011 JIS X7118 符号化 ISO 19123:2005 JIS X7123 被覆の幾何と関数に関するスキーマ ISO 19141:2008 - 移動体地物のためのスキーマ ISO 19136:2007 JIS X7136:2011 GML ISO 19155:2012 JIS X7155:2011 場所識別子(PI)アーキテクチャ 8
  • 9. 【参考】 ISO 19100 による地理空間情報作成プロセス 地理空間情報作成対象の世界(論議領域) 地物型の抽出 データ取得 設計 符号化 GFM 規定 応用スキーマ 導出 符号化仕様 仕様 地理空間情報 UMLを利用 XMLを利用 ISO 19109 応用スキーマのための規則 ISO 19118 符号化 本体 (基本概念) ISO 19107 空間スキーマ ISO 19118 符号化 附属書 (符号化規則) ISO 19108 時間スキーマ ISO 19136 GML (符号化規則) ISO 19110 地物カタログ化法 など 9
  • 10. 【参考】 地理空間データの設計  応用スキーマは、地理情報を分類しその構造をUMLクラス図で記述したもの。 応用スキーマ 架設 建 物 引込 電 線 電 柱 名称 接続 名称 名称 地物の抽出 住所 電線種別 電柱種別 XX 公園 電話番号 被覆加工 付属設備 XX 病院 電話番号 所有者 工事日 属性・機能・振舞い・ 面要素 表現方法などが共 線要素 通するものを集約し 点要素 て地物とする。 病 院 公 園 ISO 19100 による規定 名称 名称 診療科目 面積  応用スキーマを記述するルール 診療時間 面要素 施設  空間属性・時間属性などを定義するための部品 住所 これにより、業務システムの一環として GIS技術を利用することが可能になる。 遺構情報にもこの技術を適用できる。 10
  • 11. 遺構情報モデル (骨格部分) すべての調査担当者が作成する 遺跡 調査報告書の「遺構図」をベースに 0..* 遺構情報を整理 調査成果 調査報告書に対応 0..* 遺構図 各遺構図に対応 遺構平面図 遺構断面図 0..* 個々の遺構の図形に対応 遺構図形 調査区図形 撹乱図形 参照図形 1..* 遺構素 遺構群 遺構のグループ化 遺構を高さで分類 (共通の分類尺度) 穴遺構 盛上げ遺構 平面遺構 11
  • 12. 遺構図例と各クラスへの割当て 発掘区壁 別の遺構図 別の遺構図 撹乱構造物 平面遺構 遺物位置 穴遺構 土木ケバ 盛上遺構 遺構図間関係点 (この場合は,明示されていない) 12
  • 13. 遺構情報にとっての時間的特性 遺構情報モデルの時間的特性に関する特徴:  発掘調査の内容に対して,できるだけ研究者の主観を入れない状態で の客観的な情報化を目指す。 → 時間的特性も客観的な情報と研究者の主観とを峻別する。  一回の発掘調査成果を対象としているため,ほとんどの遺構にとって時 間属性は共通。  個々の遺構の時間属性が,客観的に明確になることは少ない。 (同時に発掘された土器の編年や木簡によって,遺構の年代特定が可 能となる場合もある。) 13
  • 14. 遺構の時間属性 暦年参照 710年,天平3年 など 年代特定 時代参照 平安時代,鎌倉時代 など 編年参照 神宮寺式土器,鬼高式土器 など 編年: 2つの事象の時間関係を明らかにして 配列すること。また,その配列。 これらの時間属性を どのように表現すればよいか? 14
  • 15. 地物の定義例 ビルディング 名称: 文字列型 住所: 文字列型 延床面積: 実数型 階数: 整数型 地下階数: 整数型 室数: 整数型 所有者名: 文字列型 所有者住所: 文字列型 テナント: テナント情報 [0..*] 時間属性 建物構造: 文字列型 竣工年月: TM_Instant 営業開始年月: TM_Instant 空間属性 位置: GM_Point 1階形状: GM_Surface 15
  • 16. 時間属性に関する標準データ型 種別 意味 クラス名 説明 1つの時間位置情報だけで表現したいとき 時点 TM_Instant に用いる部品 時間幾何 要素 2つの時間位置情報によって示すことので 期間 TM_Period きる範囲で表現したいときに用いる部品 時間的な位相を表現したいときに、つなが 時間ノード TM_Node り関係をもつ交点として扱うべきときに用い る部品 時間位相 要素 時間的な位相を表現したいときに、ノード間 時間エッジ TM_Edge をつなぐものとして扱うべきときに用いる部 品 16
  • 17. 時間に伴う地物の変化 ≪Feature≫ 建 物 + 存在期間:TM_Period 新旧それぞれの建物の情報を, 時間属性の設定により 別インスタンスとして保持できる 1954年4月~1997年9月 2001年7月~ 建物インスタンスA 建物インスタンスB 17
  • 18. 時間位置情報と時間参照系  時間的な位置を表現するための方法を定義する。 時間位置は時間参照系のもとで特定される。 時間位置情報 時間参照系 (TM_Position) (TM_ReferenceSystem) 2008年10月23日,710年 時間座標参照系(グレゴリオ暦,協定世界時) 平成20年10月23日,和銅3年 暦参照系(和暦) 奈良時代,平安時代 暦参照系(時代定義) 聖武天皇Ⅱ期,平城宮第Ⅴ期 暦参照系(時代定義) 縄文時代前期,古墳時代後期 順序時間参照系 ジュラ紀,白亜紀,新生代 順序時間参照系 18
  • 19. 時間位置情報 時間位置情報 時間座標位置 順序時間位置 暦日 19 時刻
  • 20. 時間参照系 順序時間参照系 暦参照系 時間座標参照系 時計参照系 20
  • 21. 時間参照系 - 時間座標参照系 時間座標参照系 時間位置情報 時間参照系 (TM_Position) (TM_ReferenceSystem) 2008年10月23日,710年 時間座標参照系(グレゴリオ暦,協定世界時) グレゴリオ暦であれば, date8601を直接使用してもよい。 21
  • 22. 時間参照系 - 暦参照系と時計参照系 暦参照系 時計参照系 暦年代 時間位置情報 時間参照系 (TM_Position) (TM_ReferenceSystem) 平成20年10月23日,和銅3年 暦参照系(和暦) 奈良時代,平安時代 暦参照系(時代定義) 22 聖武天皇Ⅱ期,平城宮第Ⅴ期 暦参照系(時代定義)
  • 23. 時間参照系 - 順序時間座標系 順序時間参照系 順序年代 時間位置情報 時間参照系 (TM_Position) (TM_ReferenceSystem) 縄文時代前期,古墳時代後期 順序時間参照系 ジュラ紀,白亜紀,新生代 順序時間参照系 23
  • 24. 遺構の時間属性 暦年参照 710年,天平3年 など 時間座標参照系,暦参照系でよい。 年代特定 時代参照 平安時代,鎌倉時代 など 暦参照系で暦年代を定義すればよい。 編年参照 神宮寺式土器,鬼高式土器 など 編年: 2つの事象の時間関係を明らかにして 「編年参照」 は,どのよう 配列すること。また,その配列。 に表現すればよいか? 24
  • 25. 遺構間の時間関係 同時存在 複数遺構の時間的同一性,同時代性 など 時間幾何情報の比較でよい。 継承 時代性の異なる複数遺構の機能継承性など 時間関係 種類の異なった遺構類型への時間的変化 遷移 など 時間位相,時間関係で表現可能。 対応 遺構間の時間に関する一般的な関係付け 時間関係で表現可能。 25
  • 26. 遺構情報への時間的特性の割り当て 遺構情報への時間的特性の割り当て: • 遺構をグループ化し,意味づけすることから始まる。 • 土器の編年などによる共通的な時間属性を,周辺の遺構に割り当てる。 • 研究者の判断を付加することにより時間関係が明確に定義される。 • 複数の調査成果を横断的に検討することによって明らかになる時間関係 も多い。 26
  • 27. 遺構情報に時間特性を付加する上での機能要件 遺構情報への時間的特性の割り当て 必要とされる機能要件 • 遺構をグループ化し,意味づけすること 遺構を自由にグループ化できる必要 がある。 から始まる。 • 土器の編年などによる共通的な時間属 グループ化したものに時間属性を割り 当てることができる必要がある。 性を,周辺の遺構に割り当てる。 • 研究者の判断を付加することにより時 グループ化したものに時間関係・時間 位相を定義できる必要がある。 間関係が明確に定義される。 • 複数の調査成果を横断的に検討するこ 調査成果をまたがってさまざまな定義 とによって明らかになる時間関係も多い。 ができる必要がある。 27
  • 28. 穴遺構データの例 柱穴の遺構から,適切に抽出したものを グループ化することにより,建物の存在や 形状が推定できる。 28
  • 29. 複数の遺跡・遺構間の関連づけ 遺構グループ間で関係づけ 遺構のグループ化,遺構間の関連づけなどは, 調査担当者や研究者の主観にもとづく部分が 少なくない。 29
  • 30. 遺構情報モデルへの時間的特性の追加 研究主体 遺跡 + 主題 : CharacterString <<CodeList>> + 説明 [0..1] : CharacterString 論理遺構種別 + 付加属性 [0..*] : 付加属性値 0..* + 調査成果 + 建築物 : 調査成果 + 建築物以外の建造物 : + 古墳 : + 墓: 0..* + 遺構図 遺構図 + 論理遺構 0..* 0..* + 部分 0..* + 論理遺構時間ノード 0..* 論理遺構 論理遺構時間ノード 0..* + 遺構図形 + 論理遺構種別 : 論理遺構種別 + 集合 + 時点 [0..1] : TM_Instant + 構成要素 + 遺構図形 + 論理遺構 + 識別名 [0..1] : CharacterString + 説明 [0..1] : CharacterString 遺構図形 1..* + 存続期間 : TM_Period + 付加属性 [0..*] : 付加属性値 0..* 0..* + 先行 + 説明 [0..1] : CharacterString + 付加属性 [0..*] : 付加属性値 0..* 0..* + 後続 遺構群 遺構素 遺物位置 時間関係 0..* + 論理遺構図形 論理遺構図形 0..1 + 時間エッジ 0..1 + 時間ノード 穴遺構 盛上げ遺構 平面遺構 + start + 点 [0..1] : GM_Point TM_Edge TM_Node + 線 [0..1] : GM_Curve + 面 [0..1] : GM_Surface + end 発掘調査結果としての客観的情報 研究成果としての解釈情報 30
  • 31. 【事例】 平城宮内裏における建物の変遷 時期 紫宸殿 宜陽殿 春興殿 平城宮第Ⅰ期 SB460 - - (元明・元正) 平城宮第Ⅱ期 SB450A SB440 SB650 (聖武 平城宮還都まで) 平城宮第Ⅲ期 SB450A SB440 SB650 (聖武 平城宮還都以降) 平城宮第Ⅳ期 SB450B SB440 SB650 (孝謙・淳仁・称徳) 平城宮第Ⅴ期 SB447 SB650 - (光仁) 平城宮第Ⅵ期 SB447 SB650 - (桓武以降) 31
  • 32. 【事例】 平城宮内裏における建物の変遷 「奈良国立文化財研究所学報第50冊 平城宮発掘調査報告 XⅢ」より 平城宮第Ⅱ期 (740~745) 平城宮第Ⅴ期 (770~780) 紫宸殿は,別の場所に移った。 論理遺構の時間関係によって表現できる。 宜陽殿は,取り壊された。 論理遺構の時間属性によって表現できる。 春興殿は,同じ建物のまま残っている。 32
  • 33. 遺構情報にとっての時間的特性(まとめ)  遺跡調査成果情報は,基本的には同一の時間的特性をもつ。  研究者による論理的視点において,時間的特性が重要となる。 • 遺構調査に関する情報の時間的特性は,研究者の解釈に基づいて設定され る要素が多い。 • 同じ事象に対して,複数の論理的視点による整理を可能にする。 • 研究者の論理的視点もデータ交換可能である必要がある。  遺構情報に関する時間的特性の管理要件に対して,地理情報標準の 「時間スキーマ」で対応可能である。 • 順序時間参照系の適用が必要である。 • 時間幾何だけではなく,時間位相・時間関係を活用する必要がある。 • 編年については, ... 対策が必要 ! 33
  • 35. 編年とは 編年とは: 2つの事象の時間関係を明らかにして配列すること。 また,その配列。 考古学における「編年」とは: 『 編年とは,遺構や遺物を時間と空間の系列に沿って配列する作業,または, その作業によって作成された遺構や遺物の序列をいう。』 (田中琢,佐原真 編 『日本考古学事典』,P.795,三省堂) 35
  • 36. 遺構の年代特定 ある土層から土器が出土されると,同じ層はその土器と同時代 である可能性が考えられる。 奈良文化財研究所編(1991)「長屋王邸・藤原麻呂邸の調査 本文編」 36 (学報第54 冊 平城京左京二条二坊・三条二坊 発掘調査報告) より
  • 37. 土器による遺構の年代特定 • 土器には型式があり,人の営みと関連がある。 • 土器の型式は多様に変化する。 • 土器の型式を分類することができる。 • 土器は分布することが多い。 • 土器は朽ちずに土中に残っている。 : 土器の編年(型式の変化)を,遺構の時間軸として利用できる。 37
  • 39. 編年の管理要件  編年は,ユニークな名称をもち,これで識別する。  編年は,多くの場合,絶対年代を特定できない。  しかし,時として特定できる場合もある。  開始年・終了年もあいまいであり,範囲で指定することも多い。  編年は研究の過程で細分化されるため階層化が必要である。  編年参照系内では,各編年の順序は固定である。  異なった編年参照系にある2つの編年間には時間関係が定 義できる。 ただし,その関係は新しい事実の発見や研究者の 意図によって変更できることが必要である。 39
  • 40. 編年時間参照系モデル(部分) 編年集合体 + name : CharacterString TM_ReferenceSystem 地理情報標準に準拠した + name : RS_Identifier + domainOfValidity : EX_Extent[0..*] 0..1 + 編年集合体 編年時間参照系を定義。 1..* 順序時間参照系 編年参照系 TM_OrdinalReferenceSystem + 地域 : SI_LocationInstance[0..1] + 備考 : CharacterString[0..1] 1 + system + system 0..1 編年参照系内では,編年 要素は時間順序に基づい て定義される。 Structure {StructurallyOrdered} 編年を階層的に定義する 際に用いる。 順序年代 1..* + component + component 1..* 0..* + 下位 + 上位 TM_OrdinalEra 編年要素 0..1 + name : CharacterString + 開始事象 : CharacterString[0..1] + begin : DateTime[0..1] + 開始時期 : 編年時期[0..1] + end : DateTime[0..1] + 終了時期 : 編年時期[0..1] 40
  • 41. 編年時間参照系モデル(部分) 編年を階層的に定義する 際に用いる。 0..* + 下位 + 上位 他の編年参照系の編年 TM_OrdinalEra 編年要素 0..1 要素に対して時間関係 + name : CharacterString + 開始事象 : CharacterString[0..1] を表す際に用いる。 + begin : DateTime[0..1] + 開始時期 : 編年時期[0..1] 1 + end : DateTime[0..1] + 終了時期 : 編年時期[0..1] + other 土器型式などが これに対応する。 時間関係 <<Union>> 0..* + 確定時間位置 0..* + 編年要素間関係 編年時期 <<DataType>> <<DataType>> + 時点 : TM_Instant 確定時間位置 編年要素間関係 + 期間 : TM_Period + 位置 : TM_Instant + 時間関係 : 編年要素間関係列挙型 <<Enumeration>> + 事象 : CharacterString[0..1] 編年要素間関係列挙型 + After : 時点が特定できる場合は + Before : 「時点:TM_Instant」,範囲 編年の期間内で,何かの事象 + Begins : で指定する場合は「期間: などにより絶対年代が確定し + BegunBy : TM_Period」を使用する。 た際には,この要素で示す。 + Contains : + During : + EndedBy : + Ends : + Equals : + Meets : + MetBy : + OverlappedBy : 41 + Overlaps :
  • 42. 編年時間参照系モデルの適用例 例) 土器の編年 編年集合体 編年要素間関係の例 編年要素 階層化した 編年要素 編年参照系 42
  • 43. 遺跡情報の時間検索 近畿編年と北九州編年との相対的な時間関係は,下図のようになる。(幅は不明) 長原式 近畿編年 第Ⅰ様式 第Ⅱ様式 0 1 2 3 0 1 2 遺跡A01 遺跡A02 遺跡A03 遺跡の属性(例) 名称=長原遺跡 住所=大阪市平野区長吉長原2丁目 調査区=NG06-3 遺跡B01 年代=長原式(近畿編年) 遺跡B02 遺跡B03 北九州編年 板付Ⅰ式 板付Ⅱ式 城ノ越式 43
  • 44. 遺跡情報の時間検索 長原式 近畿編年 第Ⅰ様式 第Ⅱ様式 0 1 2 3 0 1 2 遺跡A01 遺跡A02 遺跡A03 近畿編年「長原式」の時期に存在した 遺跡を検索すると,3遺跡が該当する。 遺跡B01 遺跡B02 遺跡B03 北九州編年 板付Ⅰ式 板付Ⅱ式 城ノ越式 44
  • 45. 遺跡情報の時間検索 長原式 近畿編年 第Ⅰ様式 第Ⅱ様式 0 1 2 3 0 1 2 遺跡A01 遺跡A02 遺跡A03 近畿編年「第Ⅰ様式2期」 以降の遺跡を検索すると, 4遺跡が該当する。 遺跡B01 遺跡B02 遺跡B03 北九州編年 板付Ⅰ式 板付Ⅱ式 城ノ越式 45
  • 47. リレーショナルデータベース データの基本構成は表形式になっている (概念的に) EXCELの表の 列(カラム) ようなもの 町丁目コード 市名 町丁目名 緯度 経度 人口 世帯数 292014720 奈良市 山陵町 xxxxxx xxxxxx xxxxx xxxxx 292014760 奈良市 秋篠町 xxxxxx xxxxxx xxxxx xxxxx 行(ロー) 29201725001 奈良市 右京一丁目 xxxxxx xxxxxx xxxxx xxxxx 29201725002 奈良市 右京二丁目 xxxxxx xxxxxx xxxxx xxxxx : : : : : : : 一行が,一つのレコード, 一列が,一つのデータ項目 カラムごとにデータ型を定義する。 数値型 INT (整数) 主 FLOAT (浮動小数点数) な デ 文字列型 CHAR (固定長) ー VARCHAR (可変長) タ 型 日付型 DATE (日付) TIME (時刻) 47
  • 48. ユーザー定義データ型(UDT)とは 基本データタイプとは別のデータタイプを定義できる。 市町村名 面積 人口 X座標 Y座標 (CHAR型) (FLOAT型) (INTEGER型) (DOUBLE型) (DOUBLE型) POINT型を定義すると, (X, Y)座標値を一体のデータとして取り扱うことができる CREATE TYPE POINT ( X INTEGER, Y INTEGER); 市町村名 面積 人口 位置 (CHAR型) (FLOAT型) (INTEGER型) (POINT型) 48
  • 49. ユーザー定義関数(UDF)とは RDBMSエンジン内で実行するユーザー関数を定義できる。 SQL文の中で関数を呼び出すことが可能。 select name, addr, position from customer c where distance(c.position, (x,y) ) < 10; エージェント・ユニット RDBMS 中枢機能 リクエスト(SQL) エージェント・プロセス クライアント 結果出力 DB UDFプロセス (distance など) 49
  • 50. 編年時間参照系のデータベース上への実装(例) RDBでの実装イメージ 年代 = 「近畿編年の長原式」 遺構テーブル 近畿編年 長原式 ID 住所 位置 年代 編年参照系テーブル 編年要素テーブル ID 名前 適用範囲 ID 名前 参照系 50
  • 51. 編年時間参照系実装のための物理モデル(例) 編年参照系(TM_ChronoReferenceSystem) ReferenceID INT NOT NULL RefName VARCHAR (100)NOT NULL GeoAreaName VARCHAR (100) ChronoGroupName VARCHAR (100) 編年要素(TM_ChronoElement) 編年要素間関係(TM_ChronoElementRelationship) ElementID INT NOT NULL OrgElementID INT (FK) ElementName VARCHAR (100) NOT NULL DestElementID INT ReferenceID INT (FK) RelationType INT StartTime TM_ChronoTimeRange EndTime TM_ChronoTimeRange RelationType: 実装の際には,StartTimeFrom, StartTimeTo, 0=集約(細分化) EndTimeFrom,EndTimeToを直接定義する 1=時間関連(after) 2=時間関連(before) 3=時間関連(begins) : 編年時期(TM_ChromoTimeRange) 時点の場合は,FromとToとは同じ値を ChronoTimeFrom TM_Instant 設定する。 ChronoTimeTo TM_Instant 51
  • 52. UDTの定義(例) UDT定義: ① 編年要素型…地物の時間属性値として指定できる。 (TM_ChronoTime型) ② 編年時期型…編年要素の開始時期・終了時期を表現するために利用する。 (TM_ChronoTimeRange型) 調査成果テーブル 遺構テーブル ID 調査名 調査年月 ID 遺構名 年代 「調査年月」属性 データ型=Date型 「年代」属性 データ型=TM_ChronoTime型 調査年月=”2013/02/01” 年代=”長原式, 10” 10 は近畿編年のIDとする。 52
  • 53. UDFの定義(例) UDF定義: ① TM_ChronoTimeType (elementName: VARCHAR, refID: INT) : TM_ChronoTime 編年要素名をTM_ChronoTime型に変換する。 refIDは編年参照系IDだが,編年要素名の定義に重複がなければ特に指定しなく てよい。(0 を指定) ② TM_ChronoTimeName (chronoTime: TM_ChronoTime) : VARCHAR 編年要素型データを編年要素名に変換する。 ③ TM_ChronoCompare (chronoTime1: TM_ChronoTime, chronoTime2: TM_ChronoTime ) : INT 編年要素型を比較する。 結果=1:初めの要素のほうが新しい =0:両方が同じ時期 =-1:初めのほうが古い =98:関連は定義されているが時期の前後関係は不明 =99:関連が定義されていない 53
  • 54. SQL文による編年時間参照系モデルの実装(例) ① テーブル作成 CREATE TABLE SampleTbl1 (FeatureID VARCHAR(30) NOT NULL Primary Key, AttrName VARCHAR(50), PeriodName TM_ChronoTime, AttrSize FLOAT); 遺構テーブル ID 住所 位置 年代 54
  • 55. SQL文による編年時間参照系モデルの実装(例) ② データの追加 INSERT INTO SampleTbl1 (FeatureID, AttrName, PeriodName, AttrSize) VALUES (‘地物1’, ‘名称1’, TMChronoTimeType(‘長原式’, 10), 12.7); 近畿編年のID RDBMS SQLコマンド リクエスト(SQL) 標準エージェント プロセス 遺跡情報 UDFプロセス 遺構テーブル ID 住所 位置 年代 55
  • 56. SQL文による編年時間参照系モデルの実装(例) ③ データの検索 SELECT FeatureID, AttrName, TM_ChronoTimeName(PeriodName), AttrSize FROM SampleTbl1 WHERE TM_ChronoTimeCompare (PeriodName, TM_ChronoTimeType('長原式', 10)) <= 0; RDBMS SQLコマンド リクエスト(SQL) 標準エージェント プロセス 検索結果 結果出力 UDFプロセス 遺構テーブル ID 住所 位置 年代 56
  • 58. 編年参照系モデルのメリット(1)  編年のモデル化について • 編年を時間参照系として活用するしくみが定義できた。 • 編年時間参照系をRDBで標準的に実装することが可能になった。 • 異なった編年参照系の相互関係を明確に定義できる仕組みが提 供可能となった。 • 編年間の整合性チェックや,特定の編年要素に関する影響範囲を 明らかにできるようになる。 • 多くの研究者の合意がとれた標準的な編年と,個別に研究段階の 編年を同じ仕組みの元で定義し,利用できることによって,編年の 研究を幅広くサポート可能となる。 • 編年を情報システムで取り扱うことが可能になり,編年をサポート するシステム構築が可能になった。 58
  • 59. 編年参照系モデルのメリット(2)  遺構・遺物の時間属性表現について • 遺構・遺物に対して,編年を時間参照系として用いた時間属性の設 定が,地理情報標準に準拠した形で可能になった。 • 調査報告書の自動作成など,遺跡調査業務への情報技術活用の 足がかりとなる。  考古学データ全般について • 考古学研究にふさわしい時間参照系が設定できるようになった。 59
  • 60. 編年時間参照系モデルを過去の情報に適用することの意義  時代区分など,常識とされてきた分類方法の変化に対応しやすい • 時代区分は編年として定義できるので,時代区分の変更は編年の 定義の変更に置き換えることが可能。 • 過去のさまざまな事象に関する蓄積データは,基本的に変更しない で時代区分だけ変更することが可能。  編年も含め,過去の情報に対して情報技術活用のチャンスが増える • 編年時間参照系モデルは情報システムで実装可能であり,さまざま な処理に情報技術を活用できる。 • 複数の時代区分のなかで生じたかもしれない論理矛盾を指摘可能 になる。 60
  • 61. 日本史時代区分 開始時期・終了時期は定まらない ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 710 旧石器時代 縄文時代 弥生時代 古墳時代 飛鳥時代 710 794 1185 1333 1573 1603 奈良時代 平安時代 鎌倉時代 室町時代 安土桃山時代 南北朝時代 戦国時代 1603 1868 1912 1926 1989 江戸時代 明治時代 大正時代 昭和時代 平成時代 時代区分は,編年のひとつ (ただし,編年の場合は時代が粒度の単位) 61
  • 62. 日本の経済史 分類は,ウィキペディア 「日本の経済史」 による。 戦後混乱・復興期 編年の設定は,研究者によりまちまち。 高度経済成長期 安定成長期 バブル経済期 低成長期 バブル崩壊 いざなみ景気 世界金融危機 ある事象を集めて, 編年との組み合わせのもとで分析すると, 新しい情報価値が生み出される。 62
  • 63. 編年時間参照系モデルの位置づけ 編年時間参照系モデルは,客観的に集められた履歴情報に対して,時間軸における任意 の分類法を提供する。その分類により分析した結果から,新たな情報価値を生み出す。 生 適 情 用 編年参照系A み 報 出 し 事象 価 新て す た を値 な (地理空間情報でなくてもよい) 編年参照系B 履歴としての客観的情報 研究のための解釈情報 63
  • 64. 編年時間参照系モデルを現代の情報に適用することの意義  現代の情報への適用について • 現代の情報についても,集約し分析する段階で時間的分類が必要となる。 その際に,この編年参照系を適用できる。 (建築史学,美術史学,社会学,哲学,系統生物学,地球惑星科学 など多方面) • 現代の情報を収集・蓄積する作業は粛々と進めればよく,編年による分類 を想定する必要はない。 • 編年時間参照系は,研究者が研究の視点にもとづいて定義すればよい。 • 蓄積されている履歴情報に対して,ある編年時間参照系による編年の分 類を適用し分析することが可能。その結果,新しいモノが見えてくる。 64
  • 65. まとめ 現代のデータも蓄積・保存すると歴史データになる。 歴史データに対して,研究視点をもつと分類が必要になる。 時間軸での分類は,すなわち編年である。 編年時間参照系はデータベースで直接実装可能である。 編年時間参照系は,今後の情報処理に役立つはず。 65