121215 foss4 g_nagoya_qgis_handson

2012/12/15 第3回FOSS4Gツール勉強会＠名古屋 QGISハンズオン 1

オープンソースのGISソフトウェア

QuantumGISセミナー

OSGeo財団日本支部


ハンズオンの目標
● GISの基本的な使い方を覚えてもらうのが目標
● GISの基礎的な概念と表示や凡例などの操作法
● 簡単な分析方法
● プラグインの使い方
● 操作が不明なときは遠慮せずにご質問下さい
● それが一番スムーズに進みます
● 最後に質問の時間もあります
● 込み入った質問等は、そちらでお願いします


ハンズオンの流れ
● GISとは？
● GISの概要とFOSS4G、OSGeo、QGISについて
● QGISのインストールについて
● Win, Mac
● GISデータについて
● データ形式、空間参照系
● QGISの基本的操作方法
● ファイルの表示、etc...
● プラグインの使い方（時間があれば）


GISってなに？
GIS, FOSS4G and QGIS!!

QGISのインストールについて


GISとは
● 地理情報システム（Geographic Information
System）の頭文字をとったもの
● デジタル化した「地理空間情報」を扱うソフト
● 昔は「システム」でした
● 主な機能は、
● 「地理空間情報」の表示、編集、解析、公開機能を
持っている
– 「地図」ではありません


GISの主な機能
● データの表示
● 重ねあわせ，凡例の色分け
● データの編集
● 主題図の作成，位置の補正
● データの分析
● 数値演算，幾何演算，空間補間，データベース操作


研究や業務でのGIS利用の問題点

● 　ソフトが高い
● 　操作が難しい
以上の二点が大きなハードル

●　そこでFOSS4G


FOSS4Gとは？
● Free and Open Source Software for Geospatial
と呼ばれるソフトウェア、略してFOSS4G
● 「自由」に利用できるGISソフトウェアのこと
– 自由に入手・改良・再配布ができます。
– コピーして渡してもいい
– 機能が足りない場合は改良してもよい
● いわゆる「無料」のソフトはできない
● 同じ名前の会議もある
– 国際会議、国内会議ともに


FOSS4Gの利用促進と普及
● 普及と利用のためにOSGeoという組織がある
● http://www.osgeo.org
● OSGeo.JPという日本支部もあります。
● http://www.osgeo.jp


Quantum GISについて
● 「Quantum GIS」（略してQGIS）もFOSS4G
の一つ（http://www.qgis.org/）


QGISの特徴
● グラフィカルなユーザーインターフェイス(GUI)


QGISの特徴
● マルチプラットフォーム
● Windows, Mac, Linux


多彩な機能
● GRASSとの連携
● プラグインによる機能強化


QGIS日本語化プロジェクト
● GUIの日本語化はほぼ完了
● 文部科学省のプロジェクトと
しても実施中
– FOSS4Gを活用した衛星データ
利用のためのオープン・リソー
スの構築
– マニュアル等も日本語化してい
ます
● http://www.osgeo.jp/user_guide/
user_guide.html


GISってなーに？


GISとデータのお話
その１　データの形式


使用するバージョン
● 今回の実習ではQGISのVersion 1.8 を使用
● そのままでは日本語処理に文字化けのバグがあるので、
後述の設定をする必要があります。
● 以下のインストーラを使ってすでにインストール
頂いていると思います。
● http://qgis.org/downloads/QGIS-OSGeo4W-1.8.0-1-Setup.exe


ちなみにMacOS Xでは
いくつかインストール方法があるとのことです

1.自分でインストーラ（及び関連の必要プログラ
ム）を自分でダウンロード＆インストール
● http://www.kyngchaos.com/software/qgis

2. Finkを使ってのインストール（文字化けせずおす
すめ）
● http://hnd.jp.asi.finkmirrors.net/index.php?itemid=96


QGIS ver. 1.8の文字化け対策
● Windowsの場合
● C:Program Files (x86)Quantum GIS Lisboabin
フォルダにあるqgis.batファイルの
2行目に以下の行を加えます。
SET SHAPE_ENCODING=DUMMY

● C:Program Files (x86)Quantum GIS Lisboabin
フォルダに、以下のリンクからダウンロードできるgdal19.dll
ファイルを上書きコピー

https://dl.dropbox.com/u/870568/foss4g/qgis/gdal19.dll

※事前にダウンロード頂いたhandsonフォルダにも同じものを置いてあります



その1　データの形式

QGISの操作方法について


今回使用するデータ
● LANDSATの衛星画像とOpenStreetMapの
地図データを利用して、QGISの基本的使用方法を説明

● LANDSAT
– Earth Explorer
● http://earthexplorer.usgs.gov/
● OpenStreetMap
– 自由に利用できる地図データ
● http://www.openstreetmap.org/

● ハンズオンデータ
https://dl.dropbox.com/u/870568/foss4g/qgis/handson.zip


GISで扱うデータの形式
● 代表的なデータ形式

● ラスタ形式
● ベクタ形式

– この二つはデータの“記述方法”が違う


データの“記述格納”
● ラスタ形式は“セルの塗りつぶし”として記述
● “セル”とは四角形の格子。
– for ex. デジカメ写真など

● ベクタ形式は“点”や“線”、それらで囲まれた
“面(ポリゴン)”で記述
● 形を変えることができる
– for ex. PowerPointのオブジェクトなど


「橋」を表す場合

ベクタ形式では，始点と終点，ラスタ形式では，データの有無として
それをつなぐ線として記述される記録される


「水田」を表す場合

ベクタ形式では点と線でかこまれたラスタ形式ではセルに記録された
“ポリゴン”として表現される ”値”により表現される

２２２２２２
２２２２２２
２２１１１２
２２１１１２
２１１１１２
２１１１１２


その１　データ形式

QGISの操作方法
ラスタデータとGUI

プロジェクトの保存


まずはQGISを起動
メニュー
ツールバー

レイヤ
表示領域

各種情報


画面の説明
● メニュー
表示するファイルの選択や，表示、編集など
● ツールバー
メニューをアイコン表示
● レイヤ
右側の表示領域に表示されているデータ（表示順なども）
● 表示領域
データが表示される所
● 各種情報
縮尺や座標等の情報


ツールバー
● 簡単にカスタマイズが可能
右クリックで表示するものを選択できる

右クリック

ドラッグ

移動させて順序も変えられる


ラスタデータの表示
● データを表示させる場合「レイヤの追加」を使う
– 「ファイルを開く」ではない
● レイヤ→ラスタレイヤの追加･･･をクリック
● 「ラスタレイヤの追加」のアイコンをクリック
– ショートカットキーは「Ctr+Shift+R」

ラスタレイヤの追加


データの表示，続き
● 「GDALがサポートするラスタデータソースを開
く」から「handson」フォルダを選択
● ファイルの種類をGeoTIFFとし
「LE71090362000087SGS00.tif」を選択して
「開く」をクリック


ラスタデータの表示，続き
● 東海地方の画像が表示されます


地図の表示と拡大・縮小・移動
● レイヤのチェックマークをクリックすると、表示の
ON/OFFを変えられる
● メニューバーの虫眼鏡マークや手のマークで地図の拡
大・縮小、表示範囲の移動ができる
● 表示されているデータも「レイヤ」と呼ぶ


表示の調整
● レイヤからも表示を変えることができる
● 一番上がレイヤ全体を表示
● 次が最適倍率に表示
– 一番きれいに見える倍率ということ
● 「削除」はファイルの削除ではなく，「レイヤ」から
消す、つまり表示しないということ


「レイヤ」と「ファイル」の違い
● 「ラスタレイヤ」を追加
● 選択したのは「ファイル」
● 多くのGISソフトでは表示された「ファイル」を
「レイヤ」と呼んで管理する
● 基本的に表示しているだけ
● 「ファイル」メニューには「プロジェクトの
保存」がある
● 表示の凡例や倍率を保存するだけ
– 元の「ファイル」は編集されない


属性の表示
● 矢印に「i」がついたアイコンをクリック
● 表示領域にマウスを持っていくと矢印に「i」がついた
状態になり、ここで地図をクリック
● クリックされた場所の情報が表示される


レイヤのプロパティ
● 対象とするレイヤーの上で、右クリック→
「プロパティ」を選択
● レイヤの表示の変更や情報の確認に使用
– ラスタ、ベクタ問わずよくつかいます！


シンボル
● 表示方法についての設定
● ラスタの場合
– 3バンドカラー
● 今回はこのタイプ
– 単バンドグレー
● 単色グレー
● カラーマップ


3バンドカラー
● RGBの３バンド、デジカメ等の画像と同じ
● 値を色情報として読む
– スキャンした地図、マルチバンドの衛星画像等


単色グレースケール
● カラーマップが「単色グレースケール」
● 値の情報だけで色の情報を持っていない
– DEM、単バンドの衛星データなどはこれが多い


カラーマップ
● ラスタデータの値毎に色が指定されている
● 植生図、土壌図などをラスタデータした場合


QGISの操作方法（ラスタデータ）


QGISの操作方法（ベクタデータ）


「プロジェクト」とは？
● GISソフト上では表示するレイヤ、倍率、凡例等
を変えることができる
● 毎回同じように設定するのは手間
● 表示されている状態を保存する
● これを「プロジェクト」と呼ぶ
– 保存されるのは表示だけ
● データ自体を変更（編集）した場合、別途保存する


● 「ファイル」の「プロジェクトの保存」を選択
● 「QGISプロジェクトファイルを選択」、次に
「handson」フォルダを選択し、
「NAGOYA_GIS」と入力、「Save」をクリック


プロジェクトの保存の確認
● 保存したファイルを開き直してみる
● 一度QGISを終了してから再起動
● 「ファイル」の「プロジェクトを開く」で
「NAGOYA_GIS.qgs」を選択
● 保存した状態に表示が復元されます。


注意事項
● 日本語のファイル名、フォルダ名は避ける
● 二バイト文字の扱いが十分じゃない部分もある
● ファイル名、ディレクトリ名にスペースは避ける
● 同じく、問題が生じる場合も

● QGISで上手くいっても、他のプログラムで上手くいか
ない場合があるので、癖を付けた方がいい



QGISの操作方法について
ベクタデータとGUI

空間参照系について


ベクタデータの追加　その１
● 今度はベクタ形式
● レイヤ→ベクタレイヤの追加をクリック
● または，「ベクタレイヤの追加」のアイコンをクリック
– ショートカットキーは「Ctr+Shift+V」

ベクタレイヤの追加


ベクタデータの追加　その２
● 「ベクタレイヤの追加」が表示されるので、
ソースタイプが「ファイル」、エンコーディング
を「Shift_JIS」に指定、変換元データの
「ブラウズ」をクリック


ベクタデータの追加　その３
● 「OGRのサポートするベクタレイヤを開く」が表
示されるので「handson」フォルダを選択
● ファイルの種類を「ESRI Shapefiles [OGR]」、
「nagoya_lines.shp」をクリックして「開く」


ベクタデータの追加　その４
● 「ベクタレイヤの追加」に戻るので、「データ
セット」が正しく指定されているのを確認し、
「Open」をクリック
● しかし、表示されない！


全体表示をしてみます
● すると、こんな感じで表示されます


中央下に注目
● 点のようなものが見えるはず。そこにズーム


すると
● OpenStreetMapの線データがみえます！
● これは二つのデータの「空間参照系」が違うため


属性を知りたい場合
● 矢印に「i」がついたアイコンをクリック
● 地図上でクリック
● クリックしたポリゴンの情報が表示


QGISの操作方法（ベクタデータ）


空間参照系に関する各種設定


GISと位置情報
● GISデータは位置情報を持っている
● それを記述するルールが「空間参照系」で、「測地
系」と「座標系」の組み合わせで決まる。
● 例え話にすると、
● 長さを測るときに使う道具を決めるのが「測地系」
– 物差し、巻き尺、GPS、レーザ測距機？
● 長さを測るときに使う単位が「座標系」
– メートル、mile、yard、里

● 例え話ですので実際には違います！


測地系と座標系
● 測地系
● 地球上の特定の位置を表現する際の基準のセット
– 準拠楕円体、測地座標系、ジオイド面
– 日本では
● 「世界測地系」平成14年以降、JGD2000

● 「日本測地系」平成13年以前、Tokyo

● 座標系
● 位置を示すための方法と数値の組み合わせ
– 原点，単位，投影の方法

● 地理座標系と投影座標系がある

引用:国土交通大学鎌田高造氏作成資料


地理座標系と投影座標系
● みじかくいうと！
● 地理座標系は「経緯度の決め方」
– 回転楕円体、つまり地球上の目盛りの話
● 投影座標系は「経緯度の面への写し方」
– 地球（球面）上のものを面に書くときのルール
● 投影、と呼ばれます

● 詳しくは，以下のサイトで
玄天黄地：地理座標系と投影座標系
http://d.hatena.ne.jp/Geo80k/20111202/1322847537


地理座標系と投影座標系の使い分け
● 地理座標系：経緯度座標系
→主に表示に使う場合
● 単位が「度」なので距離・面積の評価には不向き
– 日本全国等の広範囲の表示には適する
● 投影座標系：UTM座標系，平面直角座標系
→面積の測定やデータの解析を行う場合
● 単位が「m」なので面積や距離等の測定に適する
– 広範囲の表示には不向き


投影図法による歪みの違い
● メルカトル図法だと高緯度と低緯度で面積が違う
● UTM図法だと面積は同じだが、端の方で歪む

日本地図センター地図のQ&Aより


どのようなデータが多い？
● 公表されているデータ
● 測地系は世界測地系
● 座標系は緯度経度
– 市町村だと平面直角座
標系の場合も
● データを作る場合
● 測地系は世界測地系
– 1/25,000程度ならUTM
座標系， 1/5,000程度
なら平面直角座標系
日本地図センター地図のQ&Aより
http://www.jmc.or.jp/faq/map2.html


今回の場合
● LANDSAT画像がUTM座標
● 単位はメートル、値は１０～１００万オーダー
● OpenStreetMapは緯度経度座標
● 単位は度、値は最大でも180
● なので、大きく離れて表示される

● 注意！！
● GISデータの処理をおこなう場合、同じ空間参照系の
データ同士で行うのが基本
– 表示は違う空間参照系でもできる



空間参照系に関する
各種設定

ベクタデータの表示方法


空間参照系に関する設定
● オンザフライCRS変換
異なる空間参照系を持つデータを，自動的に重ね合わせること
● 設定→プロジェクトのプロパティをクリック
● ショートカットキーは「Ctr+Shift+P」

WGS84 / UTM
zone 53 N を選択


EPSGコードによる空間参照系検索
● EPSGコードとは
● 「測地系」と「座標系」を組合わせでユニークな数値が
与えられる
● QGISだけでなく，他のFOSS4Gでも同じ値が使える
– 世界標準規格&Proj.4というライブラリ
● 国内でよく使われる空間参照系の例
測地系
JGD2000 WGS84 Tokyo
座緯度経度 4612 4326 4301
標 32651～32656 102151～102156
投影（UTM） 3097～3101
系
投影（平面直角） 2443～2461 ※使われない 30161～30179


ここでOpenStreetMapデータにズーム
● 「nagoya_lines」の上で右クリック
● 「レイヤの領域にズーム」を選択
● ちゃんと重なって表示されているはず


空間参照系に関する各種設定と変換

ベクタデータの表示方法

位置情報(GPS)の表示


凡例を変える　その１
● レイヤの「nagoya_lines」の上で右クリック，
「プロパティ」をクリック
● レイヤプロパティの「スタイル」タブを選択


凡例を変える　その２
● 色の「変更」をクリック
● 「カラーの選択」が出るので，好みの色を選択
● 「OK」、「OK」で地図の色が変わる


属性ごとに表示を変える
● 属性ごとに色を変えることも可能
● レイヤの「nagoya_lines」の上で右クリック，「プロ
パティ」をクリック
– レイヤプロパティの「スタイル」タブを選択


● 「共通シンボル」から「分類された」に変更
● 分類に用いる「カラム」に「timestamp」を選択し、
「分類」をクリック


● OKをクリックし、表示を確認
● データ作成時期ごとに凡例が変わっている


スタイルの利用
● 凡例を一々変えるのは面倒
● ”スタイル”として保存できる
– 参照するカラムや色など
● 今回は事前に用意したスタイルを使用
– 「nagoya_lines」の上で右クリックしてプロパティ
– 「スタイルを読み込み」をクリック
– 「handson」フォルダの中の
「nagoya_osm_history.qml」を選択して「OK」


表示の確認


ベクターレイヤの表示方法


プラグインの利用


● GPSは容易に位置情報を取得できるツールであ
り、普及も進んでいる
● GPSの位置情報の取得には二つの方法がある
– GPSのログファイルを表示する
– 位置情報をCSV形式に保存して表示する
● これらの情報をGIS上に点として表示
● CSV形式の表示を例として取り上げる
– 位置情報以外の情報も利用しやすいため
– 例えば野外調査の属性など


使用するデータ
● 「handson」の「gps.csv」ファイル
● 名大周辺のGPSログデータ
– 開いて見て下さい
– 「Lat」が緯度，「Lon」が経度
● データを追加したい場合はカラムを増やす
– カラム名には日本語を使わない方がよい
● 中身は日本語でもOK
● LatとLonは「度分秒」ではなく「度.度...」で記述
– 例えば、132度30分　⇒　132.5


CSVファイルを開く
● メニューから「レイヤ」→「デリミティッド
テキストレイヤの追加」をクリック
● 「デリミティッドテキストファイルからレイヤ
作成」が表示される


デリミティッドテキストの追加
● 「選択されたデリミタ」でカンマにチェックが
入っているのを確認
● 「参照」で「gps.csv」を選択を指定して「開く」
● レイヤ名と、XフィールドにLonが、YフィールドにLat
が自動的に設定
● OKをクリック


座標系を設定
● 「座標参照系選択」が表示される
● csvは座標系の情報を持ってないため指定する
● 「フィルタ」に「4326」を入力し「WGS84」を
選択して「OK」


ポイントにズーム
● 「gps」上で右クリックし「レイヤ領域にズーム」
● ポイントが表示されるはずですが、見にくかったら
凡例を変更


ポイントの凡例変更
● 右クリックして「レイヤのプロパティ」を表示
● 「変更」をクリック
● 「大きさ」の値を変更（例えば「3」とか）
● 「塗りつぶしカラー」を目立つ色に変更
● マーカーの形も別の形に変更（例えばひし形など）



プラグインの利用法


プラグインとは？
● QGISの機能を拡張するもの
● コアプラグイン
– インストールした時点で入っているプラグイン
– 「プラグイン」→「プラグインの管理」で確認及び
ON/OFFが設定できる。


プラグインの追加インストール
1.「プラグイン」→「Pythonプラグインを呼び出す」を
クリック
2.インストールしたいプラグインを選択して、
「プラグインをインストール」をクリックする


プラグインの検索
● 「フィルター」に文字を入れることにより、
検索できる
● 例えば「Photo」と入れると下の様になる


プラグインのインストール
● フィルタに「Google」を入れる
● 「OpenLayers Plugin」をクリック
● OpenStreetMapやGoogle Mapsを表示する
● 「プラグインをインストール/アップグレード」を
クリック
● 成功のボタンがでて、「インストール済」と表示
されれば成功
● 「閉じる」ボタンで抜けます
● ユーザー名が日本語だとエラーが出ます


使い方
● 「プラグイン」から目的のプラグインをクリック
● 「プラグイン」→「OpenLayers Plugin」→
「Add OpenStreetMap layer」をクリック


そのほかの便利なプラグイン
● Photo2Shape
スマートフォンやGPS付きデジカメで取られた位置情報付き写真を
GISデータに変換
● evis
Photo2Shapeで変換したデータを地図上に表示


ありがとうございました

● QGIS講習はここまでです
● 少々、詰め込みすぎだったかもしれません
● 使用した資料はWebサイトにて公開します


ご質問の宛先と宣伝
● ご質問等は以下のメーリングリストでも受け付け
ております。
● OSGeoJapan-discuss
● http://lists.osgeo.org/mailman/listinfo/osgeojapan-discuss
● 会員も募集しています
● http://www.osgeo.jp/about/support/

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