2019年11月04日

「地理院地図」で情報を重ねてみよう(二宮書店「地理月報」2019.10.25号)

 二宮書店の高校教員向け冊子「地理月報」の連載「いとちりの防災教育にGIS」(シリーズ2:その2)が出ました。

 今回は、国土地理院が公開している地形図のサイト「地理院地図」を使った防災教育教材の提案です。
 全国の地形図をWebで見る(スマホでもタブレットでもOK)ことが出来る「地理院地図」は、背景を変えたり、災害情報を重ね合わせるなど、様々な使い方が出来ます。紙面の関係で、ごく限られた機能の紹介に留めていますが、今後「フィールド編」を書き進めて行く中で要所要所に登場してくることになると思います。

 「シリーズ1」の記事と、連載には載らないオリジナルの「フィールド編」を加えて書籍として刊行される予定です。
 2022年に高校で必修科目となる「地理総合」に間に合わせる形で、防災をはじめとした「身近な地域の課題の抽出と解決策の探究」のヒントになるような本に出来ればと思います。

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 本文(PDFファイル:2.6MB)itochiri2019-11.pdf

【バックナンバー】
「いとちりの防災教育にGIS(シリーズ2−1)
(いとちり:2019年5月12日)
「いとちりの防災教育にGIS」(シリーズ1)
(二宮書店「Web地理月報」より)
「いとちりの防災教育にGIS」(シリーズ1+指導書付属DVD版)
(「いとちり」2017年3月23日)
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2019年10月14日

台風19号の爪痕(国土地理院浸水推定断彩図から)

 台風19号で被害に遭われた皆様に心よりお見舞い申し上げます。
 未だ被害の全容がわからず、不自由な思いをされている方もいらっしゃるかと思いますが、被災の記録をより分かりやすい形で若い世代に伝えていくこと、情報の在り処と公開された情報をより使いやすい形で教育現場に発信することが拙職の使命と心得ております。ご理解いただければ幸いです。

 さて、今回の災害に関して、国土地理院が緊急撮影した空中写真と、それらを基に作成した浸水深の推定段彩図を公開しています。(https://www.gsi.go.jp/BOUSAI/R1.taihuu19gou.html)。ファイルサイズの大きいPDFファイルで公開されているものを、画像化し、Google Earth用のKMZファイルに変換しました。国土地理院では、転載を含む公開はOKと明記されていますので、以下掲載させていただきます。ファイルサイズの関係で解像度が若干落ちています。

shinkansen.kmz(北陸新幹線車両基地付近:8MB)
nagano-IC.kmz(長野IC付近:7.3MB)

また、浸水区域をGISソフト“QGIS”でなぞり、ポリゴン(図形)データを別途作りました。
shinsuizone.kml(Google Earth用kmlファイル)
shinsui-zone.zip(汎用GISデータ Shapeファイル)

PDFファイルを変換したkmzファイルはこんな感じです。
001.jpg
浸水範囲をなぞったデータはこんな感じです。
002.jpg
両方を合わせるとこんな感じになります。
003.jpg
 浸水断彩図から浸水範囲を取り出すことで、他のデータとの重ね合わせが可能になります。
 例えば、国土交通省の「国土数値情報」http://nlftp.mlit.go.jp/ksj/で公開されている「想定浸水範囲」のデータと重ね合わせて、どこまでが「想定内」で、どこからが「想定外」だったかや、旧版地形図の閲覧とKMZ書き出しが出来るアプリ、「今昔マップ3」http://ktgis.net/kjmap/を使って旧版地形図上に浸水範囲を重ねて地形との関連性を見るなどです(ただし、対象となる地域が限られているので、今回被災した地域すべての旧版地形図が見られる訳ではありません)。

<追記>
浸水域のkmlファイルを国土地理院の地形図閲覧サイト「地理院地図」https://maps.gsi.go.jp/#5/36.104611/140.084556/&base=std&ls=std&disp=1&vs=c1j0h0k0l0u0t0z0r0s0m0f1
で開くことが出来ます。
 機能ツール作図・ファイルの順で開き、「ファイルから読み込み」を選択
 「ファイルを選択」でkmlファイルを選び、読み込みます。
 よりくっきり、背景地図も替えられますし、立体モデルも描けます。
chiriin01.jpgchiriin03.jpg


 速報データをもとに、ざっと作ってみましたが、今回の災害はとにかく広範囲です。
 独自に空中写真のGISデータ化や、自由な利用が出来る地図の作製など、地理学者、技術者の方々が協力して作成に取り掛かっており、災害が起こるたびに頭が下がる思いです。ただ、そうやって完成したデータを防災教育に生かすためには、もう一ひねり、使いやすい形にする必要性を感じます。GISをある程度使いこなす教員(地理とは限りません)のネットワークを生かして、災害データの教材化、アーカイブ化を組織して行く必要性を感じます。

 取り急ぎの作業報告ですが、また追ってデータの加工にかかっていければと思います。





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2019年05月12日

いとちりの防災教育にGIS シリーズ2(1)

 教科書会社、二宮書店さんの高校教員向けリーフレット「地理月報」での連載が始まりました。

 本文にもある通り、「防災教育にGIS」シリーズは、2012年から始めたもので、本誌、Web限定連載、教科書の指導書付属DVDと連載の場を変えて細々と続いています。今回、「シリーズ2」として再び紙媒体に登場し、連載完了とほぼ同時期に書籍化される予定です。当ブログ「いとちり」内に、かつての記事を全部まとめたものがありますので、興味のある方は是非ご覧ください。

「いとちりの防災教育にGIS」一括公開(いとちり:2017年3月23日)

 今回のテーマは「必修化に備えた教材作り」です。

 2022年4月の入学生(現在、中学1年生)より、高校の新しい学習指導要領が実施されます。必修科目化する「地理総合」(2単位)をどうするのか、業界の集まりに出ると基本的にこの話題に終始しています。ただ、本文でも述べたように、「地理総合」という科目が必修化されるということと、「すべての高校生が再び地理の授業を受けることになる」ことの概念の使い分けが十分になされていないのではないか?という気がしてなりません。「地理の専門家」が「地理総合」を担当したら全く問題ないのか?というと、そうはいかないように思います。むしろ下手に旧来の「高校の地理とはこういうものだ」という固定観念、あるいは「アクティブラーニングとは、こうあるべきだ」といった方法論が、却って新科目の理念やプロセスを骨抜きにしてしまうのではないかと危惧しています。その典型が、「GIS」「防災」の扱いではないかと思うのです。

 GISは、地域を理解し、データを可視化する上でのツールに過ぎません。防災は、様々な地域課題を考える上での一つのトピックであり、自然環境や社会環境が入り混じります。これまでの単元主義で、「はい、GISを扱います」「はい、身近な地域の危険性を考えてみましょう」といった取り上げ方から是非脱却したいものです。世界の諸地域の学習にせよ、地図の読み方にせよ、ベーシックな部分でGISや地域課題の探求を意識して行くものだと思います。そうした積み上げ式の指導は、私自身もまだ経験したことがありません。ただ、GISがパソコンからタブレット、そして生徒が一人一台ほぼ持っているスマホでも十分に使えるようになり、その気になれば「いつでもどこでもGISにアクセス」することは技術的には可能です(ルール作りや評価、生徒指導的な部分でまだ追いついていませんけど)。また、防災をめぐる事例やデータは日進月歩で高精度化、多様化しています。そうした知識や技術を適度に取り込みつつ、地理の基礎基本(わからない場所や地名を地図で調べる、資料にあたって裏を取る、気づいたこと考えたことを言語化する)のトレーニングとステップをどう組み立てていくか、まさに模索の段階です。

 シリーズ2では、理論編(教材作成編)を3回のち、再び「フィールド編」として、ここぞという場所にお邪魔してデジタル地図と現地見学を基に教材化の提案をしてまいります。地理教育における防災は、「近くの″もしも”よりも、遠くの”リアル”」に学べる事象は多いと思っています。連載で取り上げる場所に加えて、書籍版オリジナルとして、仕事の合間を見つけて現場に足を運ぼうと思っています。皆様のお近くに行く際は、お世話になることもあると思います。どうぞよろしくお願いします。
img029.jpg
【本文はこちら(PDFファイル)】
<書誌>
伊藤智章(2019)「いとちりの防災教育にGIS 2-1ー『地理総合』の3つの柱と3つのステージ」,地理月報(555),18~19頁.

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2018年08月01日

【連載】地理教師のためのハザードマップ料理法(4) GeoTiffファイルを盛り付ける

 連載の4回目です。位置情報を持ったハザードマップ画像(Geotiff)ファイルを作りました。
 位置情報を持っていますので、様々なソフトで開いて更に料理することが可能です。ただ、ファイルサイズが大きいので、非力なコンピューターやスマホなどではちょっと扱いが大変かもしれません。代表的な利用法を紹介します。

 Google Earthの上位バージョン、Google Earth Proでは、Geotiffファイルを直に読み込んで重ね合わせ、KMZファイル(画像つきの情報ファイル)に書き出すことが出来ます。

(1)「ファイル」→「インポート」を選びます。
(2)読み込むファイルの形式から「Geotiff」を選びます。
(3)保存されている場所のGeotiffファイルを読み込みます。
(4)このような表示が出てきたら、「縮尺」を選んでください。
3−3問いかけ.jpg
(5)Google Earthの上にハザードマップが表示されました。長い道のりでした。
3−4完成.jpg
3-7立体化.jpg

有償のソフトですが、Geotiff画像を読み込んで大判印刷(A4の紙を何枚も重ねての印刷)をしたり、スマホ向けに軽いサイズのKMZファイルにすることが出来ます。
以下の図は、地図太郎Plusでファイルを読み込み、縮尺を2500分の1にして大判印刷をかける仕様の画面です。
A4で17枚の「ビッグハザードマップ」を作れます。
3-5地図太郎.jpg
地図太郎で再度ファイルを書き出す際、画像ファイルの形式(Geotiffから軽いpngやjpeg)に変えて、kmlを別々に書き出すと、ファイルサイズは10分の1以下になります。Goole Earth Proでない一般のGoogle Earthでも開けますし、スマホやタブレットでも開けるようになります。
3-6地図太郎2.jpg
3.Avenza Maps(スマホ・タブレットアプリ iOS/アンドロイド対応)
有償アプリですが、無料版でも一度に3枚まで、Geotiff画像を読み込んで、オフラインでGeotiffファイルを見られます。
GPSで現在地を表示したり、写真やメモを地図上に埋め込んだり、歩いた軌跡をルートで記録したりすることができます。
 以下、現地フィールドワークで使ったタブレットのスクリーンショットです。左の写真中央、青い丸が現在地、「地図マーカー」と書いてあるアイコンに触れると写真にリンクします。

avenza01.jpg avenza02.jpg

posted by いとちり at 18:22| Comment(0) | 防災 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

【連載】地理教師のためのハザードマップ料理法(3)ジオリファレンス

 連載の3回目です。

 第1回目は、自治体のハザードマップ(PDFファイル)を画像ファイルにしました。
 第2回目は、ハザードマップを料理するために、「QGIS」という、ちょいと玄人向けのGISソフトをインストールして国土地理院のサーバーとつなぐところまでを解説しました。料理で言うならば、1回目で仕入れと下ごしらえ、2回目で厨房の環境を整えたという感じです。
 3回目の本稿では、まだ「生」(切り身にしただけで加熱も味付けもされていない)のハザードマップ画像をQGISで料理して、色々と使える「Geotiff形式」(位置情報を持った画像データ)にする作業です。生の魚や肉は刺身ぐらいにしかなりませんけど、焼いたりフライにすれば色々味付けはできますし、パンにはさんで外で食べることも出来ますね。ただ、あまり焼き目を入れ過ぎたり、こってりと味付けしてもいけません(もともとハザードマップ自体、色々と描かれていてかなり゛脂っこい”素材ですし)。・・・料理の例えはさておき、慣れればささっと出来る作業です。手際よく捌いて、ぜひ量産に励んでいただきたいと思います。

(1)QGISの「ジオリファレンサー」ブラグイン

 位置情報を持っていない地図に位置情報を持たせる作業のことを「ジオリファレンス」と言います。パソコンは、いくら住所を言っても位置を認識しませんので、画面上の座標と地球上の位置(緯度経度)を対応させてやらないと、そもそも「この情報は地図だ」ということすらわかってくれません。しかも、「四隅はここだよ」から始まって、「この地点はここね」と指定を繰り返してやらないと、なんか場所がずれた地図になります。逆に、地図に位置情報がピタッと与えられて、現場に行ってGPSで現在地がパシッと表示されたりすると、とても気持ちいいものです。

 第2回の項目で、QGISは、「プラグイン」というオプション機能を自分で取捨選択して機能をカスタマイズできるソフトであると紹介しました。ただ、今回使う「ジオリファレンサー」プラグインは、最初から標準装備されている機能ですので、新たにインストールする必要はありません。開くところから解説します。

1-1 「ジオリファレンサー」プラグインを開く

 前回の項の終わり、QGISに「地理院地図」(地形図)が表示されている状態を前提にします。
 メニューバーの「ラスタ」から「Georeferencer」を開きます。そうすると、別ウインドウでジオリファレンサーが立ち上がります。
 2-1ジオリファレンサーを開く.jpg 2-4別ウインドウが立つ.jpg
1-2 ジオリファレンサーにハザードマップの画像を載せる
フライパンの上に、素材をのせます。
ジオリファレンサーのメニューアイコンの一番左、「ラスタを開く」をクリックして、画像を選択して読み込みます。
2-2ラスタを開く.jpg 2-5画像を選ぶ.jpg
1-3 位置情報を指示する。
 コンピューターにとってはまだ「ただの絵」に過ぎないハザードマップ画像にポイントを打ちながら、「この地点は、ここだよ」の作業を繰り返します。そのために、先ほどからつないでいる地理院地図(国土地理が提供する、緯度経度情報が完璧な地図データ)と対比させていきます。以下、ご覧ください。

<ジオリファレンサー側で>
@ポイントの追加(黄色いボタン)を選びます。
2-7ポイント追加.jpg
A地図(ハザードマップ)上で目印になる地点を探し、ポイント上で左クリックします。
例えば、特徴ある島の突端や、堤防の端、交差点などです。例えば、この長細い島の突端を目印にするとします。
カーソルを合わせて左クリックすると、位置を訪ねるウインドウが出ますので、「マップキャンパスより」のボタンをクリックします。
2-3目印.jpg  2-8ポイントを指定.jpg
<QGISメイン画面で>
 マップキャンパス=QGISのメイン画面に移ります(地形図が表示されています)。地形図上で先ほど指定した地点と同じ場所を探して、地形図上の点をクリックします。そうすると、ハザードマップ上の地点に位置座標の数字が入りますので、OKをクリックします。以下、場所を変えて10〜20地点ぐらい指定してください。最低でも3地点、地点の数がある程度あった方が位置合わせの精度が高まりますが、多すぎても処理が遅くなります。
 余談ですが、この作業を繰り返すと、嫌でも地図をじっくり見ることになりますので、初めて行く土地でも疑似的な土地勘がついて、「ああ、この景色はここね」と親しみが持てるようになります。
2-4地形図上の地点.jpg 2-5座標の認識.jpg
1-4 「ジオリファレンサー」の設定(←重要なところです)
 位置情報を当てて一気に成形するプロセスは、塩コショウをして「火入れ」するという感じです。
 ただ、しっかりと設定をせずにやみくもに火を入れても(ジオリファレンスにスイッチを入れても)生焼けグズグズ(位置ずれまくり)で食えたもんじゃない(ひどい場合には完了画面に地図が表示すらされない)状態になりますので、もう一声、火加減や温度設定(ここでは座標系と変換法)など、処理するソフト側の設定が重要です。

(1)ジオリファレンサー上で、「設定」→「変換の設定」を選びます。
 2-6変換の設定.jpg
(2)変換の設定を以下のようにします。特に、の「変換先SRS」の設定に注意してください。
 変換タイプは「線形」
 リサンプリングは「最近傍」
 変換先SRSはEPSG:3857−WGS84/Pseudo-Mercator が一番うまく行くようです。

(3)出力の設定
2-8変換の設定詳細2.jpg
 「出力ラスタ」は、ファイル(位置情報を持った画像ファイル)を保存する場所、ファイル名を指定します。
 ファイル名には日本語も使えます。
 「圧縮」はLZWを選びます。圧縮してもファイルサイズは結構大きくなります(10MB程度)
 一番下の「完了時にQGISにロードする」にチェックを入れてください。

1−5 では、ジオリファレンス開始!
ろいろややこしく説明してきましたが、全ての条件がうまく整っていれば、一瞬でジオリファレンスが完了します。
うまく行かない場合は、これまでのステップをもう一度たどってみてください。

(1)ジオリファレンス開始ボタンをクリックします。
2−9開始ボタン.jpg
(2)「完了しました」の表示が出たら、ジオリファレンサーのウインドウを最小化してください。ベースマップの地理院地図(地形図)の上に、ハザードマップの画像が重なっていれば成功です。
「レイヤー」欄の「地理院地図」の上に「tsunami-nishina modified」(ハザードマップのファイル名)が追加されていますので、右クリックして「プロパティ」を出して、透かしてみましょう。
2-10重ね合わせ.jpg
ほぼぴったり重なっているようです。
2−11重ね地図.jpg
衛星写真との重ね合わせも見てみましょう。大丈夫です。肉や魚なら、「よく焼けてる」状態です。
2−12重ね合わせ写真.jpg
1−6 位置情報付き地図ファイル(Geotiff)の取り出し
  位置情報を持たなかったただの地図画像(生の素材)を料理して、位置情報付きのファイルにしました。
 仕上げとして、これをフライパン(QGIS)から取り出して、お皿に載せるなりパンにはさむなりするための単体のファイル
 として書き出す工程です。保存の仕方がちょっと独特なので、注意してください。

(1)書き出すファイルを選択します。
 「レイヤー」欄の、ハザードマップの画像を選択して右クリックをします。
2−12書き出す地図を選択.jpg
(2)「エクスポート」→「Save as」の順で開いていきます。
2-13エクスポート.jpg
(3)保存設定の画面が出ますので、いくつかの場所の設定を変えた上で保存します。
 @まず、「出力モード」を「画像」にします。
 Aファイルを保存する場所とファイル名を決めます(この時、拡張子は"tif"になります)
 BCRSの部分を変えます。現行のものから「WGS84」(下図)に変えます。

2−18CRSを変える.jpg

CCRSを変えると、東西南北の数値がXY座標軸から緯度経度座標軸に代わります。
最終的に、下図のような設定になったら完了です。OKをクリックして、Geotiffファイルの書き出しを確認してください。
2-21Geotiff.jpg 2−21プロパティ.jpg
一見普通の画像ファイルですが、「プロパティ」を見ると33MBもサイズがあります。
スマホ用等に軽くする方法もありますが、解説は次項にします。

posted by いとちり at 10:09| Comment(0) | 防災 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする