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地理学卒論・修論生のための

QGIS入門

奈良大学大学院 田村賢哉
QGISとは?

Open Sourceでできているソフトウェアで,自由に使うことができる!
大学だけのGISでなく,家でもどこでも扱うことが可能なため卒業論文作成がはかどる!!!?

http://www.qgis.org

特徴
1.グラフ...
QGISは何ができる?
卒業論文でやることと言えば・・・?

・地図の作成

→地理学の卒論では地図が必須???

・分析

→分析をしてそれらを総合的に考察しなければ!!
高級なGISソフトの条件とQGIS

GISデータの読み込み・書き出し...
QGISと卒業論文

地理学は空間ならびに自然と、経済・社会との関係を対象とする.
地図 はその空間を投影したものであり,地理学では重要な研究ツールである.
GISは新しい学問という認識より,GISは 地理学と地図学 が培ってきた知識の上で成り...
今日の流れと目標
・測地系、座標系ってなに?
・GISのデータ形式と用途とは?
・データはどこから取得する?
・どうやったらきれいな地図が描けるのか?
QGISを用いた地理学研究におけるデータ作成の流れ

QGISで基盤データ作成→QGISで予...
今日の進行の仕方
悩み・・・疑問をChapterごとに設定
実習・・・解説の前にQGISを触ってみる!
解説・・・つまりどういうことか解説
QGISで作業をしているときにつまづいたら、
参照できるようにネタを小分けしました。
Chap0

QGISを立ち上げたら必ずやる操作
QGISの立ち上げ
プロジェクト新規や保存 GISデータのインポートや新規作成
GISデータのエディタ機能

←ダブルクリック

レイヤの選択や情報取得
地図の拡大・縮小,移動

↑まずはこの部分の基本操作できるように!

GISデータの表示画...
QGISは最初にCRS設定

読み込むデータの座標系をプロジェクトに定義しないといけない
←
①メニューバーの 設定 > オプション をクリック
オプション とはQGIS全体の設定を管理する機能と考
えたら良い。

→
② CRS > 新しいプ...
QGISは最初にCRS設定

ここでは基本操作のみ

←
①フィルターで「JGD2000」と入
力

←
② JGD2000 を選択し、
OK をクリック
そしてQGISを再起動。

JGD2000は日本測地系2000(世界測地系)の地理座標系...
ベクトルデータの読み込み
←いよいよGISデータを読み込む
① ベクトルレイヤの追加 をクリック

←するとこんなウィンドウが開く

QGISで文字化けがおこる><という人必見→
②エンコーディングのタブから
Shift-JIS を選択し、 ブ...
ベクトルデータの読み込み
←今日、配布したデータを読み込もう!
①「Chap0/World.shp」を選択、
開く をクリック。

いよいよ読み込む準備完了→
② Open をクリック
手間が多いけどここまで丁寧にやってベクトルデータ
を読み込...
Chap1

日本測地系2000(世界測地系)と旧日本測地系の違い
→Appleがこれで失敗してる。それくらい重要!!
QGISは最初にCRS設定
読み込むデータの座標系をプロジェクトに定義しないといけない
←
①ダブルクリック
←
②メニューバーの 設定 > オプション をクリック
オプション とはQGIS全体の設定を管理する機能と考
えたら良い。

→
③ ...
QGISは最初にCRS設定
←
①フィルターで「JGD2000」と入力

←
② JGD2000 を選択し、
OK をクリック
そしてQGISを再起動。

JGD2000は日本測地系2000(世界測地系)の地理座標系のこと。詳しくは後ほど・・・
ベクトルデータの読み込み
←いよいよGISデータを読み込む
① ベクトルレイヤの追加 をクリック

←するとこんなウィンドウが開く

→

②エンコーディングのタブから
Shift-JIS を選択し、 ブラウズ をクリック
ベクトルデータの読み込み
←今日、配布したデータを読み込もう!
①「Chap0/World.shp」を選択、 開
く をクリックし、 Open をクリック。

→

こうなればOK!!
あれ、ズレてる?
ズレを測る

←
②このツールでズレの長さを測る

↑
①         
これらのツールを使って拡大してみよう!

約400mズレている!!?
測地系を確認してみる
←
①レイヤの 奈良市_新測地系 奈良市_旧測地系 の上で右クリック
をし、 プロパティ を選択する。

それぞれ違うことがわかる

日本測地系2000はGRS80楕円体
旧日本測地系はベッセル楕円体
回転楕円体を統一させる処理
←初期設定の色がださかったりする。
①レイヤの 奈良市_旧測地系 の上で右クリックを
し、 名前をつけて保存... を選択する。

←
②形式
 「ESRI Shapefile」
 名前をつけて保存
 「奈良市_旧測地...
これでズレがなおった!
日本全国の日本測地系と世界測地系の違い

測地系が違えばズレが生じている
それぞれの地域でズレがある! その違いは?

回転楕円体の違い
「回転楕円体とは地球上の位置を表す基準」
旧日本測地系はベッセル楕円体
日本測地系2000はGRS80楕円体

(

1)

(

)

(

)
なぜ地球の位置を表す基準が複数あるのか?

地球の形は測量に不都合
→地球は厳密な「球体」ではなく起伏が激しく表面は不均一
のため場所によって重力が違ってくる
でも・・・
測量の基準は重力方向に傾く
1.測量は重力に直角な面を基準にしている
2...
各国基準から世界基準へ
ヘイフォード楕円体(1909)
クラーク楕円体(1880)

クラソフスキー楕円体(1943)

ベッセル楕円体(1841)

ヘイフォード楕円体(1909)

ベッセル楕円体(1841)

「回転楕円体」は、回転楕円体...
さっきの作業からわかること
奈良市のGISデータ設定

QGISの設定

日本測地系2000

○

日本測地系2000

旧日本測地系
QGIS側の設定とGISデータ同士の
回転楕円体を揃える必要がある。
つまり、 を○にする作業が必要!

...
Chap2

地理座標系と投影座標系とは・・・?
①

まずは、地理座標系をみる
をクリックし、Chap2/奈良市_地理座標系.shpをインポートする。

10進数の経緯度表示されている
次の前にまたQGISはCRS設定
読み込むデータの座標系をプロジェクトに定義しないといけない
←
①ダブルクリック
←
②メニューバーの 設定 > オプション をクリック
オプション とはQGIS全体の設定を管理する機能と考
えたら良い。

→...
とにかくQGISは最初にCRS設定
ここでは基本操作のみ

←
①フィルターで「JGD2000」と入力

←
② JGD2000/Japan Plane
Rectangular CSⅥ を選択し、
OK をクリック
そしてQGISを再起動。

...
①

まずは、地理座標系をみる
をクリックし、Chap2/奈良市_平面直角座標系.shpをインポートする。

mの距離表示されている
①

まずは、両方をインポート
をクリックし、Chap2/奈良市_地理座標系.shpを追加する。

JGD2000の地理座標系
ちっちゃい・・・
②これをクリックすると全体表示される

JGD2000の平面直角座標系
投影座標系を一時的に重ねる
←
① 設定 から プロジェクトのプロパティ を選択する

→
②「 オンザフライ CRS変換を有効にする」
にチェックをいれて、 OK をクリック!

↑こんな感じに重なる!でもあくまで
QGISが裏で一時的に重ね...
回転楕円体という位置を表すための基準が
決まったのになぜ座標系が必要なの?

実は、回転楕円体だけでは任意の位置を決定することができない。「座標系」が必要になる。

回転楕円体は位置を表すための基準
座標系は位置をどう表すかの方法
→つまり、回...
任意場所を表す方法には2つの方法がある

(↑のはず...他にあったら教えてもらいたい)

角度・・・N32 12 32  E137 24 50   
距離・・・ある原点から北へ123.45m、東へ344.6m
「角度」で表すか?「距離」で表す...
地理座標系とは?

「地理座標系」=場所を定義するのに3次元の球面を使用。
 ・ 「測地座標系」・・・ 「経緯度」で「位置」表す「座標系」
 ・ 「地心座標系」・・・「回転楕円体」の中心を「原点」とする「座標系」
地理座標系は地球を表現する方法...
投影座標系とは?

「投影座標系」=場所を定義するのに2次元の平面を使用。
 ・UTM(ユニバーサル横メルカトル図法)
     ・・・国土地理院の地形図(1/10000,1/25000,1/50000)で利用
 ・平面直角座標系・・・大縮尺の...
ところで、
投影法ってどこかで聞いたことがある

高校生のときに習った地図の投影法の概念と
GISの投影法は同じもの
http://ja.wikipedia.org/wiki/地図投影法の一覧
Chap3

ベクトルデータってなに?
QGISは最初にCRS設定

←
① 設定 → プロジェクトのプロパティ を選択

→
② 空間参照システム(CRS) をクリックし「オン
ザフライCRS変換を有効にする」にチェックを
いれる。

③フィルターに「JGD2000」と入力し、
J...
ベクトルデータの読み込み
←
① ベクトルレイヤの追加 をクリックし、
「Chap3/29-20110131-行政区画25000.shp」
を選択し、読み込む。

→
こうなればOK!!
レイヤの色の設定
←初期設定の色がださかったりする。
①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上
で右クリックをし、 プロパティ を選択する。

→

② スタイル を選択するし、
変更 のボタンをクリック。
レイヤの色の設定

←
① 「塗りつぶしスタイル」で ブラ
シ無し を選択し、ボーダーの太さを
「0.6」くらいに変更。

←
② OK をクリックする
地図の拡大

↑
①         
これらのツールを使って拡大してみよう!
ベクトルデータの特徴その1

拡大してもぼやけない!
ノードの確認
↑
①   をクリックしてGISデータの
編集機能をONにする。

←
②拡大してみる。

↑
③   をクリックしてGISデータの
編集機能をOFFにする。

ポリゴンは点と点で結ばれていることがわかる。
そのデータの情報を取得してみる
←各レイヤの基本設定はレイヤの上でとにかく右クリック!!
①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上で右クリック
をし、 属性テーブルを開く(O) を選択する。

↑読み込んだGISデータの情報...
ひとつの地物の情報を取得する
←
①メニューバーのこれをクリックする

←地物が選択される。
②任意でひとつの地物をクリックする。

選択された属性データを確認→
③レイヤの 29-20110131-行
政区画25000 の上で右クリック
をし...
行政区画に 英名の行政名 を加える
←英名の情報をもっている「行政区画_英名.dbf」を加えたい。

↓ベクトルデータと同じ要領でインポート
① ベクトルレイヤの追加 をクリックし、ファイルの種類を「全ファ
イル(*)(*.*)」を選択し、「行...
空間情報をもっていない行列データも読み込み可能

←こんな感じに表示されたらOK!!地図には表示されないけど、
データはQGISで読み込まれている。

→
属性テーブルを開くとこんな感じ

ExcelやCSVファイル等、
行列で整理できるデータ...
実際に属性を結合させる
←
①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上
で右クリックをし、 プロパティ を選択する。
↓
②プロパティのバーの 結合 をクリックし、をクリックす
る。

→

③レイヤを結合する
 「行政区画_...
属性が結合されているか確認
←何度もやるけど・・・
①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上で右クリック
をし、 属性テーブルを開く(O) を選択する。

↓「 29-20110131-行政区画25000.shp」に英名の行...
結合結果を保存
いまは、一時的に結合をしている状態なので新しくエクスポートをする必要がある。
↓
①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上で
右クリックをし、 名前をつけて保存 を選択する。

←
②形式
 「ESRI Sh...
では、奈良市には何件の建築がある?

c

建築物の属性情報をみたけど、奈良市に何件建物があるかわかる情報はあるだろうか?↑
・・・建築物の数は138522件あるけど、どの建物がどこに属しているかの情報がない。
建築物のGISデータをインポート
←別のGISデータをレイヤとして追加する
① ベクトルレイヤの追加 をクリックし、
「29-20080331-建築物25000.shp」を追加する。

→
拡大するとこんな感じ!
行政区画を使って建築物に新しい情報を付加する
←
① ベクタ(t) をクリックし、
  データマネジメントツール(D) から
  場所で属性を結合する を選択する。

←
② 対処ベクタレイヤ
「29-20080331-建築物25000.shp...
奈良市の建物を探す
←何度もやるけど・・・
①レイヤの 建物空間結合 の上で右クリックをし、
属性テーブルを開く(O) を選択する。

↑
②検索のところに「NarakenNarashi」と入力し NAME を
選択し、 (S)検索 をクリック...
奈良市の建物が地図上で選択された状態
奈良市の建物だけのGISデータを作成する
←
①レイヤの 建物空間結合 の上で右クリックをし、
選択を名前をつけて保存... を選択する。
←
②形式
 「ESRI Shapefile」
 名前をつけて保存
 「奈良市建物.shp」
 エンコーデ...
奈良市だけの建物データ完成
ベクトルデータの特徴その1

明確な境界の情報を図形(点・線・面)として表現
いまやった作業からわかるベクトルデータの特徴
・データの場所を座標値(X,Y,Z等)で表現するデータ形式
・座標値は「点」だが、その座標を結ぶ事によって「線」や「面」...
IDを使って属性を結合させる
GISデータ:29-20110131-行政区画25000.shp

「K4_1」というIDが一致するので、これで属性結合をおこなう。

行列データ:行政区画_英名.dbf
空間で属性を結合する
建築物データ
表札
田中

構造
木造

+

階数
2

建築物に行政界の情報を付加したい

行政界データ
都道府県
奈良県

新しい建築物データ
表札
田中

構造
木造

階数
2

市
奈良市

都道府県
奈良県
...
ベクトルデータの特徴その2
+

非空間データ(属性情報)

空間データ(図形情報)

表札
田中

構造
木造

階数
2

都道府県
奈良県

市
奈良市

行政コード
⃝⃝△△

いまやった作業からわかるベクトルデータの特徴
・ベクトルデ...
Chap4

ラスターデータってなに?
QGISは最初にCRS設定
←
① 設定 → プロジェクトのプロパティ を選択

→
① 空間参照システム(CRS) をクリックし「オン
ザフライCRS変換を有効にする」にチェックを
いれる。

→

②フィルターに「JGD2000」と入力し、...
ラスターデータの読み込み
←
① ラスタレイヤの追加 をクリックし、
「Miyagi_10mDEM.tif」を選択し、読み込む。

こんな感じになる。→
ラスターデータの色の編集
←
① Miyagi_10mDEM.tif を右クリックか
ら プロパティ をだし、 スタイル のタブを選
択する。そして、「カラーマップ」を 原色 を
選び、 OK をクリック

カラー表示され、さっきよりわかりやす...
自分の設定で標高に色をつける
←
① スタイル タブの「カラーマップ」を カラー
マップ に変更する。

↑
②「色の補間」を 離散的 を選択し、 エ
ントリを追加 する。そして、各標高に
合わせた色を設定する。
こんな感じになるだろうか?→
ラスターレイヤを拡大してみる
←
①これまで使ってきた拡大ツールで拡大

↑どんどん荒くなっていくことがわかる

何かに似てる?→
点・線・面でなく、ピクセル!!
植生分類図を追加する

Discussion!!
さて標高20m以上に展開しているアカマツ群落を抽出するにはベクトルデータとラスタデータどちらが良い?
適当に植生分類図を色分け
←
①プロパティから スタイル を選択し、
分類された のタブを選択し分類する。

→
余裕のある人は分類を!
1448個の地物の多さ・・・
1448個の地物が存在している

ベクトルをラスタ化するためには数値型の属性分類をする必要がある...
1448個も属性をいれていく?
いっそのことまとめてしまえ!
←
① ベクタ から 空間演算ツール の 融合 を選択する。

②ベクタレイヤーの入力
 「p574130」
 融合フィールド
 「ORG_NO」
 出力Shapefileを
「p574130_Merge.shp」
...
複数のポリゴンがひとまとに

←1つの選択で複数のポリゴンが選択されるように!!

合計で33地物になった。
分類の値をいれていく
↓①Mergeした属性テーブルを開く
←⑤数値を入力していく

編集開始

②⑥
⑦
保存

③

新しい列の追加

↑④(a)名前
  「Vegi」
  タイプ
  「整数値(integer)」
  幅
  「3」
  ...
Vegiに数値での分類ができた。

→Vegi・・・Vegetation!!
いらない属性値を削除していく
←
① プラグイン(P) から Table の Table
manager を選択する。

↓
②「ORG_NO」と「Vegi」以外を残して
あとは Delete ボタンをおして属性の削除
をし、 Save を押す...
せっかくなので属性結合もする

とにかく何度も繰り返す!

Merge前とMerge後の属性値が結合される
やっと本題のラスタ変換
←
① ラスタ(R) から 変換 の ラスタ化(ベクタの
ラスタ化) を選択する。

→

②・入力ファイル(Shapefile)
  「p574130_Merge」
 ・属性フィールド
  「Vegi」
 ・ラスタ化さ...
ラスタも投影変換が可能!

実は植生分類はWGS84なのでDEMのデータと同じ座標系にする必要がある

←
な
ん
か
近
未
来
な
名
前
w

→

①・入力ファイル
  「Miyagi_Vegi」
 ・出力ファイル
  「MIyagi_...
アカマツ群落だけを表示させる
←
①Miyagi_Vegi.tifのプロパティからカラーマッ
プを選択し、
色の補間:厳密
でアカマツ群落のみに色をつける。
いよいよ

標高20m以上に展開しているアカマツ群落の抽出

「 ( Miyagi_Vegi_Warp@1 = 2 ) AND ( Miyagi_10mDEM@1 >= 20 ) 」

↑①ラスタ演算式を入力し、出力レイヤ:Miyagi_Veg...
標高との関係をもった分類完了!

青が20m高い
ピンクが20mより低い
これじゃ寂しいので・・・
←
ちょっとミニクイかな...

→

① ラスタ(R) から 解析手法 を選択し、
DEM(テリアンモデル) をクリックする。
DEMから陰影図を作成する
←
①入力ファイル:Miyagi_10mDEM
 出力ファイル:Miyagi_hilshade.tif
 モード:陰影図
 「終了時にキャンパスにロードします」にチェック
陰影図を使った3D表示
←
①「Miyagi_hilshade.tif」のプロパティから 透過
性 を選択し、全体の透過率を50%くらいに設定する。

DEMのみ

DEMと陰影図
ちょっと分析用の図も
←
①入力ファイル:Miyagi_10mDEM
 出力ファイル:Miyagi_slope.tif
 モード:傾斜
 「終了時にキャンパスにロードします」にチェック

②色の設定を変えることで傾斜をわかりやすくする→
斜面の方位も色分け表示

←
①入力ファイル:Miyagi_10mDEM
 出力ファイル:Miyagi_espect.tif
 モード:傾斜方位
 「終了時にキャンパスにロードします」にチェック

②色の設定を変えることで傾斜をわかりやすくする...
ラスターデータの特徴その1

拡大するとピ
クセル(マス目)状になっていることがわかる。

いまの作業からわかること
・それぞれ小さな格子を「ピクセル(画素)」と呼ぶ。それの集合体。
・変形を行うとピクセルの再構築を行う必要があり、データの劣化...
ラスターデータの特徴その2
値:1
値:0
例)ピクセル情報の取得
セル/ピクセルの配列
(列,行)=(2,4)
値:1

いまの作業からわかること
・ひとつのピクセルにひとつのデータが格納されている
・シンプルなデータ構造
・⃝行△列目のデー...
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地理学卒論・修論生のためのQGIS講座_総合編

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地理学卒論・修論生のためのQGIS講座_総合編

  1. 1. 地理学卒論・修論生のための QGIS入門 奈良大学大学院 田村賢哉
  2. 2. QGISとは? Open Sourceでできているソフトウェアで,自由に使うことができる! 大学だけのGISでなく,家でもどこでも扱うことが可能なため卒業論文作成がはかどる!!!? http://www.qgis.org 特徴 1.グラフィカルユーザーインターフェイス(GUI) 2.マルチプラットフォーム 3.多彩な機能 →この3つの特徴を理解しよう! http://www.slideshare.net/wata909/qgisfoss4g-2012-hokkaido
  3. 3. QGISは何ができる? 卒業論文でやることと言えば・・・? ・地図の作成 →地理学の卒論では地図が必須??? ・分析 →分析をしてそれらを総合的に考察しなければ!! 高級なGISソフトの条件とQGIS GISデータの読み込み・書き出し・編集ができる → 自分の求める主題図作成には編集ができることが重要 空間解析機能が充実している →オープンソースのため日々様々な分析ツールが公開されている データベースでの管理が可能 →日本語に弱いところがあるが日々強化されている https://sites.google.com/site/qgisnoiriguchi/zatsudan/03
  4. 4. QGISと卒業論文 地理学は空間ならびに自然と、経済・社会との関係を対象とする. 地図 はその空間を投影したものであり,地理学では重要な研究ツールである. GISは新しい学問という認識より,GISは 地理学と地図学 が培ってきた知識の上で成り立っている. QGISを卒業論文で使うメリット ・きれいな地図がかける ・分析の選択肢が広がる ・家でも高級なGIS操作・分析が可能 ・ソフトが無料!!わからないときはコミュニティに相談!!これも無料!! 地理学研究におけるデータ作成の流れ 基盤データ作成→予察図作成→調査→調査データ入力→分析→主題図作成→考察 この流れにQGISを使うメリットをはめ込もう!
  5. 5. 今日の流れと目標 ・測地系、座標系ってなに? ・GISのデータ形式と用途とは? ・データはどこから取得する? ・どうやったらきれいな地図が描けるのか? QGISを用いた地理学研究におけるデータ作成の流れ QGISで基盤データ作成→QGISで予察図作成→Andoroid版QGISで調査→QGISで調査データ入力 →QGISで分析→QGISで主題図作成→(考察) 卒論で提出する地図はQGISで 作成できることを目標にする! ↑これは今日じゃなくて卒論の目標
  6. 6. 今日の進行の仕方 悩み・・・疑問をChapterごとに設定 実習・・・解説の前にQGISを触ってみる! 解説・・・つまりどういうことか解説 QGISで作業をしているときにつまづいたら、 参照できるようにネタを小分けしました。
  7. 7. Chap0 QGISを立ち上げたら必ずやる操作
  8. 8. QGISの立ち上げ プロジェクト新規や保存 GISデータのインポートや新規作成 GISデータのエディタ機能 ←ダブルクリック レイヤの選択や情報取得 地図の拡大・縮小,移動 ↑まずはこの部分の基本操作できるように! GISデータの表示画面
  9. 9. QGISは最初にCRS設定 読み込むデータの座標系をプロジェクトに定義しないといけない ← ①メニューバーの 設定 > オプション をクリック オプション とはQGIS全体の設定を管理する機能と考 えたら良い。 → ② CRS > 新しいプロジェクトはいつも このCRSで起動するの 選択 をクリック
  10. 10. QGISは最初にCRS設定 ここでは基本操作のみ ← ①フィルターで「JGD2000」と入 力 ← ② JGD2000 を選択し、 OK をクリック そしてQGISを再起動。 JGD2000は日本測地系2000(世界測地系)の地理座標系のこと。詳しくは後ほど・・・
  11. 11. ベクトルデータの読み込み ←いよいよGISデータを読み込む ① ベクトルレイヤの追加 をクリック ←するとこんなウィンドウが開く QGISで文字化けがおこる><という人必見→ ②エンコーディングのタブから Shift-JIS を選択し、 ブラウズ をクリック QGISを触り始めてはじめの罠が文字化けだったりする。文 字化けが発生したら、まず読み込むGISデータのエンコーデ ィングに合わせた設定でGISデータをインポートしよう!
  12. 12. ベクトルデータの読み込み ←今日、配布したデータを読み込もう! ①「Chap0/World.shp」を選択、 開く をクリック。 いよいよ読み込む準備完了→ ② Open をクリック 手間が多いけどここまで丁寧にやってベクトルデータ を読み込もう。それでも読み込めない場合はコミュニ ティに相談だ。
  13. 13. Chap1 日本測地系2000(世界測地系)と旧日本測地系の違い →Appleがこれで失敗してる。それくらい重要!!
  14. 14. QGISは最初にCRS設定 読み込むデータの座標系をプロジェクトに定義しないといけない ← ①ダブルクリック ← ②メニューバーの 設定 > オプション をクリック オプション とはQGIS全体の設定を管理する機能と考 えたら良い。 → ③ CRS > 新しいプロジェクトはいつも このCRSで起動するの 選択 をクリック
  15. 15. QGISは最初にCRS設定 ← ①フィルターで「JGD2000」と入力 ← ② JGD2000 を選択し、 OK をクリック そしてQGISを再起動。 JGD2000は日本測地系2000(世界測地系)の地理座標系のこと。詳しくは後ほど・・・
  16. 16. ベクトルデータの読み込み ←いよいよGISデータを読み込む ① ベクトルレイヤの追加 をクリック ←するとこんなウィンドウが開く → ②エンコーディングのタブから Shift-JIS を選択し、 ブラウズ をクリック
  17. 17. ベクトルデータの読み込み ←今日、配布したデータを読み込もう! ①「Chap0/World.shp」を選択、 開 く をクリックし、 Open をクリック。 → こうなればOK!! あれ、ズレてる?
  18. 18. ズレを測る ← ②このツールでズレの長さを測る ↑ ①          これらのツールを使って拡大してみよう! 約400mズレている!!?
  19. 19. 測地系を確認してみる ← ①レイヤの 奈良市_新測地系 奈良市_旧測地系 の上で右クリック をし、 プロパティ を選択する。 それぞれ違うことがわかる 日本測地系2000はGRS80楕円体 旧日本測地系はベッセル楕円体
  20. 20. 回転楕円体を統一させる処理 ←初期設定の色がださかったりする。 ①レイヤの 奈良市_旧測地系 の上で右クリックを し、 名前をつけて保存... を選択する。 ← ②形式  「ESRI Shapefile」  名前をつけて保存  「奈良市_旧測地系_変換.shp」  エンコーディング  「Shift_JIS」  CRS  「選択されたCRS」→JGD2000  保存されたファイルを地図に追加する  チェックをいれる そして、 OK を押す これでちゃんと重なることが 確認できたと思う!
  21. 21. これでズレがなおった!
  22. 22. 日本全国の日本測地系と世界測地系の違い 測地系が違えばズレが生じている
  23. 23. それぞれの地域でズレがある! その違いは? 回転楕円体の違い 「回転楕円体とは地球上の位置を表す基準」 旧日本測地系はベッセル楕円体 日本測地系2000はGRS80楕円体 ( 1) ( ) ( )
  24. 24. なぜ地球の位置を表す基準が複数あるのか? 地球の形は測量に不都合 →地球は厳密な「球体」ではなく起伏が激しく表面は不均一 のため場所によって重力が違ってくる でも・・・ 測量の基準は重力方向に傾く 1.測量は重力に直角な面を基準にしている 2.測量の基準は糸に錘をたらして決定する 3.重力は地殻の密度によって強さがことなる
  25. 25. 各国基準から世界基準へ ヘイフォード楕円体(1909) クラーク楕円体(1880) クラソフスキー楕円体(1943) ベッセル楕円体(1841) ヘイフォード楕円体(1909) ベッセル楕円体(1841) 「回転楕円体」は、回転楕円体の長軸と短軸の長さ(扁平率)等を定義しているが、当初は全地球規模 で楕円体の形状を決める方法がなかったため、地域ごとの弧長測量によって楕円体が決定されてきた。 世界共通にしたのが 測地基準系1980(GRS80楕円体) 日本は2000年に世界測地系に準拠した日本の測地系を整備 日本測地系2000(世界測地系)
  26. 26. さっきの作業からわかること 奈良市のGISデータ設定 QGISの設定 日本測地系2000 ○ 日本測地系2000 旧日本測地系 QGIS側の設定とGISデータ同士の 回転楕円体を揃える必要がある。 つまり、 を○にする作業が必要! 変換 日本測地系2000
  27. 27. Chap2 地理座標系と投影座標系とは・・・?
  28. 28. ① まずは、地理座標系をみる をクリックし、Chap2/奈良市_地理座標系.shpをインポートする。 10進数の経緯度表示されている
  29. 29. 次の前にまたQGISはCRS設定 読み込むデータの座標系をプロジェクトに定義しないといけない ← ①ダブルクリック ← ②メニューバーの 設定 > オプション をクリック オプション とはQGIS全体の設定を管理する機能と考 えたら良い。 → ③ CRS > 新しいプロジェクトはいつも このCRSで起動するの 選択 をクリック
  30. 30. とにかくQGISは最初にCRS設定 ここでは基本操作のみ ← ①フィルターで「JGD2000」と入力 ← ② JGD2000/Japan Plane Rectangular CSⅥ を選択し、 OK をクリック そしてQGISを再起動。 JGD2000は日本測地系2000(世界測地系)の地理座標系のこと。詳しくは後ほど・・・
  31. 31. ① まずは、地理座標系をみる をクリックし、Chap2/奈良市_平面直角座標系.shpをインポートする。 mの距離表示されている
  32. 32. ① まずは、両方をインポート をクリックし、Chap2/奈良市_地理座標系.shpを追加する。 JGD2000の地理座標系 ちっちゃい・・・ ②これをクリックすると全体表示される JGD2000の平面直角座標系
  33. 33. 投影座標系を一時的に重ねる ← ① 設定 から プロジェクトのプロパティ を選択する → ②「 オンザフライ CRS変換を有効にする」 にチェックをいれて、 OK をクリック! ↑こんな感じに重なる!でもあくまで QGISが裏で一時的に重ねているだけ。
  34. 34. 回転楕円体という位置を表すための基準が 決まったのになぜ座標系が必要なの? 実は、回転楕円体だけでは任意の位置を決定することができない。「座標系」が必要になる。 回転楕円体は位置を表すための基準 座標系は位置をどう表すかの方法 →つまり、回転楕円体はあくまで基準面であって、 地理情報を地球上の位置と関連付ける必要がある。 地理識別子による空間参照 座標による空間参照 X:139.363718* Y:36.10886 地理情報を地球上の位置と関連付けることを空間参照という。 座標系はその空間参照を座標で表現したもの!
  35. 35. 任意場所を表す方法には2つの方法がある (↑のはず...他にあったら教えてもらいたい) 角度・・・N32 12 32  E137 24 50    距離・・・ある原点から北へ123.45m、東へ344.6m 「角度」で表すか?「距離」で表すか? この任意の場所を表現する方法が「座標系」 もっと専門っぽくGISで扱う座標系は3種類 角度で表すのが、地理座標系 距離で表すのが、投影座標系 高さをも表すのが鉛直座標系 今回は鉛直座標系は扱わない。というより、扱ったことがまだない。
  36. 36. 地理座標系とは? 「地理座標系」=場所を定義するのに3次元の球面を使用。  ・ 「測地座標系」・・・ 「経緯度」で「位置」表す「座標系」  ・ 「地心座標系」・・・「回転楕円体」の中心を「原点」とする「座標系」 地理座標系は地球を表現する方法としてよく用いられる http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/datum/tokyodatum.html#p2
  37. 37. 投影座標系とは? 「投影座標系」=場所を定義するのに2次元の平面を使用。  ・UTM(ユニバーサル横メルカトル図法)      ・・・国土地理院の地形図(1/10000,1/25000,1/50000)で利用  ・平面直角座標系・・・大縮尺の地図(1/2500、1/500)で利用  ・距離や面積の計算ができる UTM )÷ ÷10000 130km
  38. 38. ところで、 投影法ってどこかで聞いたことがある 高校生のときに習った地図の投影法の概念と GISの投影法は同じもの http://ja.wikipedia.org/wiki/地図投影法の一覧
  39. 39. Chap3 ベクトルデータってなに?
  40. 40. QGISは最初にCRS設定 ← ① 設定 → プロジェクトのプロパティ を選択 → ② 空間参照システム(CRS) をクリックし「オン ザフライCRS変換を有効にする」にチェックを いれる。 ③フィルターに「JGD2000」と入力し、 JGD2000/Japan Plane Retangular CSⅥ をクリックし、 OK をクリック。 これは再起動の必要がないCRS設定の方法!! →
  41. 41. ベクトルデータの読み込み ← ① ベクトルレイヤの追加 をクリックし、 「Chap3/29-20110131-行政区画25000.shp」 を選択し、読み込む。 → こうなればOK!!
  42. 42. レイヤの色の設定 ←初期設定の色がださかったりする。 ①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上 で右クリックをし、 プロパティ を選択する。 → ② スタイル を選択するし、 変更 のボタンをクリック。
  43. 43. レイヤの色の設定 ← ① 「塗りつぶしスタイル」で ブラ シ無し を選択し、ボーダーの太さを 「0.6」くらいに変更。 ← ② OK をクリックする
  44. 44. 地図の拡大 ↑ ①          これらのツールを使って拡大してみよう! ベクトルデータの特徴その1 拡大してもぼやけない!
  45. 45. ノードの確認 ↑ ①   をクリックしてGISデータの 編集機能をONにする。 ← ②拡大してみる。 ↑ ③   をクリックしてGISデータの 編集機能をOFFにする。 ポリゴンは点と点で結ばれていることがわかる。
  46. 46. そのデータの情報を取得してみる ←各レイヤの基本設定はレイヤの上でとにかく右クリック!! ①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上で右クリック をし、 属性テーブルを開く(O) を選択する。 ↑読み込んだGISデータの情報をみることができる。
  47. 47. ひとつの地物の情報を取得する ← ①メニューバーのこれをクリックする ←地物が選択される。 ②任意でひとつの地物をクリックする。 選択された属性データを確認→ ③レイヤの 29-20110131-行 政区画25000 の上で右クリック をし、 属性テーブルを開く (O) を選択する。
  48. 48. 行政区画に 英名の行政名 を加える ←英名の情報をもっている「行政区画_英名.dbf」を加えたい。 ↓ベクトルデータと同じ要領でインポート ① ベクトルレイヤの追加 をクリックし、ファイルの種類を「全ファ イル(*)(*.*)」を選択し、「行政区画_英名.dbf」読み込む。
  49. 49. 空間情報をもっていない行列データも読み込み可能 ←こんな感じに表示されたらOK!!地図には表示されないけど、 データはQGISで読み込まれている。 → 属性テーブルを開くとこんな感じ ExcelやCSVファイル等、 行列で整理できるデータはQGISでインポートできる。
  50. 50. 実際に属性を結合させる ← ①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上 で右クリックをし、 プロパティ を選択する。 ↓ ②プロパティのバーの 結合 をクリックし、をクリックす る。 → ③レイヤを結合する  「行政区画_英名」  フィールドを結合する  「ID」  ターゲットフィールド  「id」 をそれぞれ選択して OK をクリック
  51. 51. 属性が結合されているか確認 ←何度もやるけど・・・ ①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上で右クリック をし、 属性テーブルを開く(O) を選択する。 ↓「 29-20110131-行政区画25000.shp」に英名の行政名が追加された
  52. 52. 結合結果を保存 いまは、一時的に結合をしている状態なので新しくエクスポートをする必要がある。 ↓ ①レイヤの 29-20110131-行政区画25000 の上で 右クリックをし、 名前をつけて保存 を選択する。 ← ②形式  「ESRI Shapefile」  名前をつけて保存  「 29-20110131-行政区画 25000_2.shp」  エンコーディング  「Shift_JIS」  CRS  「レイヤCRS」  保存されたファイルを地図に追加する  チェックをいれる そして、 OK を押す
  53. 53. では、奈良市には何件の建築がある? c 建築物の属性情報をみたけど、奈良市に何件建物があるかわかる情報はあるだろうか?↑ ・・・建築物の数は138522件あるけど、どの建物がどこに属しているかの情報がない。
  54. 54. 建築物のGISデータをインポート ←別のGISデータをレイヤとして追加する ① ベクトルレイヤの追加 をクリックし、 「29-20080331-建築物25000.shp」を追加する。 → 拡大するとこんな感じ!
  55. 55. 行政区画を使って建築物に新しい情報を付加する ← ① ベクタ(t) をクリックし、   データマネジメントツール(D) から   場所で属性を結合する を選択する。 ← ② 対処ベクタレイヤ 「29-20080331-建築物25000.shp」  ベクタレイヤを結合する 「29-20110131-行政区画25000_2.shp」 属性の集計方法 「最初に見つかった地物の属性を利用する」 をそれぞれ選択し、保存先を設定したら OK をクリック。 気長にまとう
  56. 56. 奈良市の建物を探す ←何度もやるけど・・・ ①レイヤの 建物空間結合 の上で右クリックをし、 属性テーブルを開く(O) を選択する。 ↑ ②検索のところに「NarakenNarashi」と入力し NAME を 選択し、 (S)検索 をクリックすると、青く選択される。
  57. 57. 奈良市の建物が地図上で選択された状態
  58. 58. 奈良市の建物だけのGISデータを作成する ← ①レイヤの 建物空間結合 の上で右クリックをし、 選択を名前をつけて保存... を選択する。 ← ②形式  「ESRI Shapefile」  名前をつけて保存  「奈良市建物.shp」  エンコーディング  「Shift_JIS」  CRS  「レイヤCRS」   「 保存されたファイルを地図に追加する」 にチェックし、 OK をクリックす る。
  59. 59. 奈良市だけの建物データ完成
  60. 60. ベクトルデータの特徴その1 明確な境界の情報を図形(点・線・面)として表現 いまやった作業からわかるベクトルデータの特徴 ・データの場所を座標値(X,Y,Z等)で表現するデータ形式 ・座標値は「点」だが、その座標を結ぶ事によって「線」や「面」が出来る ・座標値で場所が決まるので、拡大縮小や変形をしても品質が劣化しない (作成された精度を保持する) 例)建物、河川、地形分類、国境、商店 自分の作成したいデータは点・線・面で表現できるのかを検討して、 それに見合ったGISデータを作成する。
  61. 61. IDを使って属性を結合させる GISデータ:29-20110131-行政区画25000.shp 「K4_1」というIDが一致するので、これで属性結合をおこなう。 行列データ:行政区画_英名.dbf
  62. 62. 空間で属性を結合する 建築物データ 表札 田中 構造 木造 + 階数 2 建築物に行政界の情報を付加したい 行政界データ 都道府県 奈良県 新しい建築物データ 表札 田中 構造 木造 階数 2 市 奈良市 都道府県 奈良県 行政コード ⃝⃝△△ 市 奈良市 空間結合とは二つのデータが空間的に重なっている時、 行政コード ⃝⃝△△ 一方の情報をもう一方のデータにくっつけること。
  63. 63. ベクトルデータの特徴その2 + 非空間データ(属性情報) 空間データ(図形情報) 表札 田中 構造 木造 階数 2 都道府県 奈良県 市 奈良市 行政コード ⃝⃝△△ いまやった作業からわかるベクトルデータの特徴 ・ベクトルデータは空間データと非空間データで構成されている ・ベクトルデータはひとつの図形情報に複数の属性情報をもたせることができる ・属性の関係、空間の関係を用いて新しい情報として付加させることができる 複数のGISの情報を活用することで 位置関係や属性関係を導きだすことができる。
  64. 64. Chap4 ラスターデータってなに?
  65. 65. QGISは最初にCRS設定 ← ① 設定 → プロジェクトのプロパティ を選択 → ① 空間参照システム(CRS) をクリックし「オン ザフライCRS変換を有効にする」にチェックを いれる。 → ②フィルターに「JGD2000」と入力し、 JGD2000/Japan Plane Retangular CSⅥ を クリックし、 OK をクリック。 これは再起動の必要がないCRS設定の方法!!
  66. 66. ラスターデータの読み込み ← ① ラスタレイヤの追加 をクリックし、 「Miyagi_10mDEM.tif」を選択し、読み込む。 こんな感じになる。→
  67. 67. ラスターデータの色の編集 ← ① Miyagi_10mDEM.tif を右クリックか ら プロパティ をだし、 スタイル のタブを選 択する。そして、「カラーマップ」を 原色 を 選び、 OK をクリック カラー表示され、さっきよりわかりやすくなったかな?→
  68. 68. 自分の設定で標高に色をつける ← ① スタイル タブの「カラーマップ」を カラー マップ に変更する。 ↑ ②「色の補間」を 離散的 を選択し、 エ ントリを追加 する。そして、各標高に 合わせた色を設定する。 こんな感じになるだろうか?→
  69. 69. ラスターレイヤを拡大してみる ← ①これまで使ってきた拡大ツールで拡大 ↑どんどん荒くなっていくことがわかる 何かに似てる?→ 点・線・面でなく、ピクセル!!
  70. 70. 植生分類図を追加する Discussion!! さて標高20m以上に展開しているアカマツ群落を抽出するにはベクトルデータとラスタデータどちらが良い?
  71. 71. 適当に植生分類図を色分け ← ①プロパティから スタイル を選択し、 分類された のタブを選択し分類する。 → 余裕のある人は分類を!
  72. 72. 1448個の地物の多さ・・・ 1448個の地物が存在している ベクトルをラスタ化するためには数値型の属性分類をする必要がある... 1448個も属性をいれていく?
  73. 73. いっそのことまとめてしまえ! ← ① ベクタ から 空間演算ツール の 融合 を選択する。 ②ベクタレイヤーの入力  「p574130」  融合フィールド  「ORG_NO」  出力Shapefileを 「p574130_Merge.shp」  最後に OK を押す。 →
  74. 74. 複数のポリゴンがひとまとに ←1つの選択で複数のポリゴンが選択されるように!! 合計で33地物になった。
  75. 75. 分類の値をいれていく ↓①Mergeした属性テーブルを開く ←⑤数値を入力していく 編集開始 ②⑥ ⑦ 保存 ③ 新しい列の追加 ↑④(a)名前   「Vegi」   タイプ   「整数値(integer)」   幅   「3」    OK を押す
  76. 76. Vegiに数値での分類ができた。 →Vegi・・・Vegetation!!
  77. 77. いらない属性値を削除していく ← ① プラグイン(P) から Table の Table manager を選択する。 ↓ ②「ORG_NO」と「Vegi」以外を残して あとは Delete ボタンをおして属性の削除 をし、 Save を押す。 ← シンプルに!
  78. 78. せっかくなので属性結合もする とにかく何度も繰り返す! Merge前とMerge後の属性値が結合される
  79. 79. やっと本題のラスタ変換 ← ① ラスタ(R) から 変換 の ラスタ化(ベクタの ラスタ化) を選択する。 → ②・入力ファイル(Shapefile)   「p574130_Merge」  ・属性フィールド   「Vegi」  ・ラスタ化されたベクタ出力ファイル(ラスタ)(O)   「Miyagi_vegi.tif」  ・「新しいサイズ(出力ファイルが存在しない場合必 要)」にチェックをいれ、「幅:1000 高さ:800」を 入力する。  最後に OK を押す。
  80. 80. ラスタも投影変換が可能! 実は植生分類はWGS84なのでDEMのデータと同じ座標系にする必要がある ← な ん か 近 未 来 な 名 前 w → ①・入力ファイル   「Miyagi_Vegi」  ・出力ファイル   「MIyagi_Vegi_Warp」  ・ソースSRS(S)   「WGS84」  ・ターゲットSRS(T)   「JGD2000/Japan Plane Rectangular Ⅹ」  ・データ無しの値   「0」 そして、 OK を押す。
  81. 81. アカマツ群落だけを表示させる ← ①Miyagi_Vegi.tifのプロパティからカラーマッ プを選択し、 色の補間:厳密 でアカマツ群落のみに色をつける。
  82. 82. いよいよ 標高20m以上に展開しているアカマツ群落の抽出 「 ( Miyagi_Vegi_Warp@1 = 2 ) AND ( Miyagi_10mDEM@1 >= 20 ) 」 ↑①ラスタ演算式を入力し、出力レイヤ:Miyagi_Vegi_20.tifを決め て OK をクリック。 式の意味 【Miyagi_Vegi_Warp.tifのバンド1の値、Vegi = 2(アカマツ群落) かつ Miyagi_10mDEM.tif(標高)が20m以上】 標高20m以上のアカマツ群落(Vegi:2)を抽出する
  83. 83. 標高との関係をもった分類完了! 青が20m高い ピンクが20mより低い
  84. 84. これじゃ寂しいので・・・ ← ちょっとミニクイかな... → ① ラスタ(R) から 解析手法 を選択し、 DEM(テリアンモデル) をクリックする。
  85. 85. DEMから陰影図を作成する ← ①入力ファイル:Miyagi_10mDEM  出力ファイル:Miyagi_hilshade.tif  モード:陰影図  「終了時にキャンパスにロードします」にチェック
  86. 86. 陰影図を使った3D表示 ← ①「Miyagi_hilshade.tif」のプロパティから 透過 性 を選択し、全体の透過率を50%くらいに設定する。 DEMのみ DEMと陰影図
  87. 87. ちょっと分析用の図も ← ①入力ファイル:Miyagi_10mDEM  出力ファイル:Miyagi_slope.tif  モード:傾斜  「終了時にキャンパスにロードします」にチェック ②色の設定を変えることで傾斜をわかりやすくする→
  88. 88. 斜面の方位も色分け表示 ← ①入力ファイル:Miyagi_10mDEM  出力ファイル:Miyagi_espect.tif  モード:傾斜方位  「終了時にキャンパスにロードします」にチェック ②色の設定を変えることで傾斜をわかりやすくする→
  89. 89. ラスターデータの特徴その1 拡大するとピ クセル(マス目)状になっていることがわかる。 いまの作業からわかること ・それぞれ小さな格子を「ピクセル(画素)」と呼ぶ。それの集合体。 ・変形を行うとピクセルの再構築を行う必要があり、データの劣化の可能性がある ・ラスタデータのファイル形式として画像ファイル(BMP,JPEG,GIF,TIFF,PNG)がある ・GISではタグ部分に座標値の地理情報を格納した「GeoTIFF」を主に使われる あれ?ベクトルデータより劣ってる?
  90. 90. ラスターデータの特徴その2 値:1 値:0 例)ピクセル情報の取得 セル/ピクセルの配列 (列,行)=(2,4) 値:1 いまの作業からわかること ・ひとつのピクセルにひとつのデータが格納されている ・シンプルなデータ構造 ・⃝行△列目のデータはXXという値 ・ピクセルが最小単位であり、どのピクセルも均質なため分析がしやすい

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