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地図学・地理情報システム（ GIS ）

担当　村山祐司TA 　山本倫芳

GIS とは何か？

　地理情報システム（ Geographic Information Systems ）は，

　　電子化した地図情報と空間情報（地理的位置や空間に関する情報を持った自然・社会・経済等のデータ）を，コンピュータで総合的に扱うことができます．

近年，様々なシーンで GISが利用されています．

個人デジタル地図，路線検索，経路検索，カーナビ

ビジネス立地評価・商圏分析等マーケティング，土木工事の設計・施工管理，ライフライン・インフラの管理

自治体森林管理，都市計画，防災，資産税管理

GISystem から GIScience へ

地理学における GIS 研究では，空間データを扱うツールとしての　　　　　 GISystem （地理情報システム）は，

空間データの整備や，情報を操作する手段の探求，様々な研究領域に応用されていく学問分野としての

　　　　　　　　 GIScience （地理情報科学）へと変化し

ています．

地球学類に関連する GIS

GIS 学会　関連学会 地理関連学会連合 電子情報通信学会 日本建築学会 日本地形学連合 日本水文科学会

日本地理学会 日本気象学会 日本林学会 人工知能学会 情報処理学会

参考までに， GIS に関連する学会を挙げます．地理学，水文学，地質学，大気学といった地球学

類に関係の深い学会も見られますね．

それでは次に，多種多様な空間データを分析・解析する GIS

の　　　　　　　　　　　　　　機能について

説明します．

GIS の機能

１．入出力機能：地図情報を入力し，地図上の情報を面・線・点として数値化し，必要に応じて処理や変換を行なって出力する機能．

２．データベース機能：地図要素と非地図要素を一元管理し，地図要素からも非地図要素からも検索できる機能．

３．解析機能：異なる種類の複数の情報から新しい情報を生成する機能．空間的解析・統計処理・モデリング・シミュレーション機能・画像解析など．

GIS には主に３つの機能があります．

例えば経路検索の場合．．．

② 　経路を地図情報から取得③ 　路線図，運賃表，ダイヤ，出口案内，時刻　

・・・　　　　　　　　様々な情報を加味して最短経路

を抽出．

結果の提示スムーズな移動の実現

① 　 GPS 機能を使い，現在位置の情報を取得．もしくは入力．

GIS の構造

GIS は大きく分けて２種類のデータを扱います．

一つが　地図データ，もう一つが　属性データです．

この 2 つのデータからなる一枚の地図を　　　　　　　　　　　　　　　　　　レイヤ

ーと呼びます．

異なるデータを持つ，複数のレイヤーを重ね合わせることにより，現実の空間を表現します．

http://www.esrij.com/whatisgis/gis/gis2.shtml

それでは次に， GIS の構造について見ていきましょう．

GIS のデータ①　地図データ

地図データは地図に描かれた図形のデータです．図形をコンピュータが扱える形に表現する主な方法は２つあります．

ラスター型 ベクター型

http://www.alpsmap.jp/mapinfo/knowledge/GISfiles/chapter_1.html http://www.alpsmap.jp/mapinfo/knowledge/GISfiles/chapter_1.html

GIS のデータ①　ラスター型

http://www.alpsmap.jp/mapinfo/knowledge/GISfiles/chapter_1.html

　実空間の対象物について，セル（グリッド）と呼ばれる規則的に並んだ四角形を使って図形を表現します．例えば，衛星画像や航空写真，国土地理院が発行している数値地図 50 ｍメッシュ ( 標高 ) ，気温や降水量などがラスター型データとして扱えます．

空間に連続的に分布するデータを表現するデータ構造で，地形や気候といった自然物の表現に適しています．そのため資源や環境に関連する分野において広く利用されています．

GIS のデータ①　ベクター型

　実空間の対象物について，ポイント（点），ライン（線），ポリゴン（面）の図形要素を座標値の組で表します．例えば，国土地理院発行の数値地図2500( 空間データ基盤 ) や地方公共団体による独自の地図情報があります．

http://www.alpsmap.jp/mapinfo/knowledge/GISfiles/chapter_1.html

ポイント：信号、交差点、気象観測点、など長さや

　　　　　幅のない対象物 ライン：道路、電話線、上下水管など長さと方向とを備え、

複数　　　　　　　の点を接続する線 ポリゴン：池、水田、運動場など地図上で一つの地

域を表　　　　　す、閉領域の面

GIS のデータ②　属性データ

　　属性データとは，地図の各セル・図形が持っている特徴のデータのことです．地理行列における列項目にあたります．

　　例えば，国勢調査などの統計情報が属性データです．

人口県名世帯数など

GIS で空間分析を行うには・・・

ArcExproler （ http://www.esrij.com/index.shtml）

MANDARA （ http://www5c.biglobe.ne.jp/~mandara/） SDAM （ http://land.geo.tsukuba.ac.jp/teacher/murayama/sdam/）

ダウンロード詳細　　 http://gis.sk.tsukuba.ac.jp/

　 GIS で空間分析を行うには GIS ソフトウェアが必要です．市販の GIS には， ArcGIS ， MapInfo ， GeoMedia など高度な操作機能を備えたソフトウェアがあります．

筑波大学では ArcGIS のサイトライセンスを導入 しています．

また，ウェブ上で提供されている無料の空間分析ソフトウェアもあります．

自分で使ってみよう！

空間分析の事例①甲府盆地における高速道路と土地利用変化との関連

　高速道路から 3km と 6km のバッファを作成し，変化地域との関連を分析しています．

　高速道路からの直線距離が 3km以内の地域での変

化が著しいことが分かります．

図　李虎相，水谷千明　作成

空間分析の事例②水戸市における高齢者に対する需要と供給のバランス

　高齢者の歩行距離を 500mと仮定し，カーネル密度推定（ 2乗重みカーネル）を用いて高齢者の生鮮食料品に対する需要と供給のサーフェイスを算出しました．

　中心市街地において需要が供給を大きく上回っているのがわかります．図　駒木伸比古　作成

空間分析の事例③警視庁による犯罪発生マップ　ひったくり

http://www.keishicho.metro.tokyo.jp/toukei/yokushi/yokushi.htm

　ウェブ上で公開されている東京都内におけるひったくり犯罪の発生頻度を表した地図です．

　池袋や新宿の都心部で多いことがわかります．

空間分析の事例④1980年における東京大都市圏の人口構造

　若年型は都心西部に集中していること，高齢型は主要 JR 線が通っていない場所に分布していることがわかります．

　 1980年の東京大都市圏における各市区町村の人口構造を明らかにするために，クラスター分析と因子分析を行った地図です．

図　林祐亮　作成

空間分析の事例⑤異なる限界道路距離の累積歯科医院数

1km以内 5km以内3km以内

これは，限界道路距離を設定して歯科医への近接性を分析した地図です． ArcGIS のネットワークアナリスト機能を使用しています．

限界道路距離が長くなるほど，隣接市町村の歯科医数が影響し近接性が異なることがわかります．

図　高松大樹　作成

参考文献

岡部篤行・村山祐司 (2006) ：「GIS で空間分析 -ソフトウェア活用術 -」，古今書院．

高橋重雄ほか (2005) ：「事例で学ぶGIS と地域分析」，古今書院．

野上道男ほか (2001) ：「地理情報学入門」，東京大学出版会．

村山祐司（ 2005 ）：「地理情報システム」，シリーズ人文地理学，朝倉書店．