素人でもはじめられる！地理情報を使うソフトウェア開発！

02/10/2021

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ある日、突然に地理情報を扱うプロジェクトが降ってきた。

ぼくは地理データについては素人。さて、どうする。という、ことで学んだことを書いていく。

こんなことを書く

  • プロジェクトがどの方向に進むにしても、最低限は知っておきたいことを紹介する。
  • で地理情報を扱うためのさわり情報を書いておく。

地理情報を扱うために知っておきたいこと

ド素人がいきなり地理情報の世界に放り込まれた時に、こんなことを知っておきたかった。という知識を書く。

: Geographic information system

GISとは要するにソフトウェアである。

GISソフトウェアさえあれば、手元のPCで地理情報をいじるためのことは、たいていなんでもできる。

GISソフトウェアは２大巨塔が存在する。

  1. ESRI
    1. 有料。
    2. サポートついているし、ドキュメントも充実している。
  2. QGIS
    1. 無料。オープンソースプロジェクト。
    2. だいたいのことはQGISで済むと思う。ぼくはQGISだけでプロジェクトを完了させた。

この２つのソフトウェアはこんなことができる。

  • 地理データの取り込み
  • 誰かが作ったメタ情報の取り込み
  • メタ情報の追加 & 編集

メタ情報というのは「ここにヤバイお店ありますよ〜」という情報（Googleマップのピンに相当）だったり、「このルートは鬼門ですよ〜」という範囲情報（Googleマップのルートに相当）である。

建物情報、道情報はすべてメタ情報である。あなたの家の前にある道もメタ情報なしでは、GISソフトウェアは「道」と認識できない。

Google Mapとは何が違うのか？

Google Mapも広義ではGISソフトウェアと言っていい。

ただし、Google Mapは座標系の変換（後述）やImport / Exportに難がある。

なので、Google Mapは「GISソフトウェアのうち、Viewerだけを取り出した」と言ってもいいだろう。

OpenStreetMap

オープンソースのメタ情報プロジェクト。要するにGIS界のWikipediaと思えばいい。

GISソフトウェアは、ベースになる地図情報を用意しないと何もできない。

そこで、OpenStreetMapから地図情報とメタ情報をダウンロードして使う。

イメージとしては、次の流れでOpenStreetMapを使う。

  1. QGISで、OpenStreetMapからフランクフルト地域の地図とメタ情報をダウンロード
  2. フランクフルトのラーメン店一覧のメタ情報を上から付け加える。

地図情報とメタ情報はESRIや他のベンダーが有料で販売していることもある。

もちろん、こうした有料メタ情報を購入して、そして、利用しても良い。

CRS(Coordinate Reference System)とEPSGコード

すべての土地は座標を持っている。座標というと、緯度・経度が一般的だと思う。

たとえば、フランクフルトにある日本領事館は”50.112593, 8.652885″である。

余談だけど、この近くにラーメン屋がある。割とうまい。

この緯度・経度は「球体の地球を平面とみなした場合に割り当てた地点」のことである。

球面を平面にする地図として、メルカトル図法が有名だと思う。

で、ここでポイントなのが、「球体を平面とみなして、数値を割り当てるときに、表現方法が色々ある」ということだ。

余談だが、この記事は良かった。「えっ、緯度・経度じゃないってどういうこと？」という固定概念を簡単に説明してくれた。

www.aeroasahi.co.jp
 
QGIS and A
https://www.aeroasahi.co.jp/qgis/post/2020/02/crs_01/
朝日航洋による QGIS サポート

Google Mapで使ってるような緯度・経度は WGS84 or EPSG:3857 というコードである。

Geographic Information Systems Stack Exchange
 
EPSG 3857 or 4326 for GoogleMaps, OpenStreetMap and Leaflet
https://gis.stackexchange.com/questions/48949/epsg-3857-or-4326-for-googlemaps-openstreetmap-and-leaflet
The discussion at What is the difference between WGS84 and EPSG4326? shows that 4326 is just the EPSG identifier of WGS84..Wikipedia entries for Google Maps and OpenStreetMap shows that they both...

WGS84というのは、表現計算方法の名前。他にも計算方法はいくつもあって、用途によって使い分ける。

ESPGは表現方法のコード。

たとえば、EPSG: 3857は全世界の地点に数値を割り当てる数値表現方法。

たとえば、地域をWGS84で表現しようと思えば、EPSG: 32632というコードも使える。

簡単にまとめると、

  • CRSは計算方法の名前
  • EPSGはすべての計算方法のカタログコード

GISのデータ表現方法

GISソフトウェアは、レイヤーシステムを使う。

ESRIジャパン株式会社
レイヤーとは？ | GIS基礎解説
https://www.esrij.com/gis-guide/arcgis-basic/layer-map/
レイヤーとは、現実世界に存在する地物（例：建物、道路、河川など）や事象（人口分布、天気、渋滞情報など）を GIS で管理・表現するために、主題ごとに分類したそれぞれの「層」を指します。主題を別々のレイヤーとして管理することによって、ある特定の主題のみに着目することができたり、複数のレイヤーを組み合わせて分析することによって、新しい情報を生み出したりすることができます。

Adobe Illustratorに少し似ている。

例えば、街があるとする。ベースの情報は画像でしかない。

この状態では、道・建物の判別はできない。ただの画像だから。

画像の上に「道のレイヤー」・「建物のレイヤー」とレイヤーを重ねると、データとして意味がある地図になる。

Shapefile

ShapefileはGISソフトウェアで一般的なデータImport / Export形式。

Shapefileと「ファイル」っぽい名前のひびきのくせに、実体は複数のファイルから構成される「ファイル群」である。

Pythonと地理情報

データ操作

Pythonは強力に地理情報を扱える（他の言語のことは知らない）

事実、ESRIの有償ソフトウェアはPython向けにライブラリを公開している。

QGISに至っては、プラグインの実装言語はPythonである。

どちらのソフトウェアでも、データ操作の自動化はすべてPythonで可能。

地理情報を使ったWebアプリ

GeoDjangoというものがある。

docs.djangoproject.com
 
GeoDjango | Django documentation | Django
https://docs.djangoproject.com/en/3.1/ref/contrib/gis/

WebフレームワークのDjangoを地理情報向けに拡張したものと考えればいい。

GeoDjangoを使えば、Djangoのフレームワークでこんなことができる。

  • 地図表示Webアプリ開発
  • 地図編集Webアプリ開発
  • 地図をなにやらデータ加工してどうにかこうにかするWebアプリの開発
  • etc.

ぼくが仕事したプロジェクトでは、GeoDjangoを使った。

GIS ProgrammingGIS,Python

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