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序文

地理情報システム (GIS)のすばらしい世界へようこそ!

Quantum GIS (QGIS) はオープンソースの地理情報システムです.このプロジェクトは2002年5月に開始され,同じ年の6月 SourceForgeのプロジェクトを立ち上げました. (かつては高価で独占的ソフトであった)GISソフトウェアを作成する作業は困難を伴いました.このソフトウェアはだれでもパーソナルコンピュータを使って地理情報に関する基本的作業に使う有効な手段になります.QGISは多くのUnix,Windows,OS Xで動作します.QGISは Qt toolkit (http://qt.nokia.com) と C++ で開発されています.これによってはQGISは軽快で使いやすいグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を利用できるようになりました.

QGISはGISの一般的は機能や特徴をそなえた使いやすいシステムになることをねらってます.最初のQGISの開発目標はGISデータの表示システムでした.多くの人がGISのデータを見たいという要求を持っていたのでこの目標は達成されました.QGISは多くの種類のラスタデータとベクタデータをサポートします.またプラグイン方式を利用することで新たなデータ形式に簡単に対応できます.

QGISは GNU General Public License (GPL)でリリースされています. QGIS はこの ライセンスで開発されているのであなたはソースコードを調べたり改造することができます.いつでも無料でGISプログラムにアクセスでき,自由に改造できます. その場合QGISのライセンスの全てを適用する必要があります.ライセンスの詳細はAppendix GNU General Public License.を参照してください.

ちなみに

Up-to-date Documentation

The latest version of this document can always be found in the documentation area of the QGIS website at http://documentation.qgis.org

GIS入門

地理情報システム (GIS) (Mitchell 2005 文献とWeb参照) とは地理空間データを作成,表示,検索,解析するためのソフトウェアのことです. 空間データは同じ意味で別の言い方がいくつかあります.地理データ, GISデータ,地図データ,位置データ,座標データ,地理空間データなどです.

空間データを利用するアプリケーションには様々な機能があります.地図作成機能が空間データ利用に最もわかりやすい仕事でしょう.地図プログラムは空間データにアクセスしてそれを描画して可視化します.通常はコンピュータの画面や紙を利用して地図を表示します.アプリケーションでは静的な地図(単純なイメージ)かダイナミックに表示を変えられる地図を表示します.ダイナミックな地図はデスクトッププログラムかWebページを使って地図のみかけを変えることができます.

多くの人たちは空間情報アプリケーションの機能は地図を作成するだけだと誤解しています.しかし空間データ解析は空間情報アプリケーションの別の重要な機能です.いくつかの典型的な解析処理はコンピュータの計算処理を含んでいます:

  1. 位置間の距離計算

  2. ある領域内の面積集計 (たとえば平方メートル)

  3. どの地物が他の地物と重なりあっているかの判定

  4. 地物間の重なり部分の集計

  5. ある位置から指定した距離内にある地物の数

  6. 等々...

これらのことは単純なことのように見えるかもしれません.しかしこれらの機能はいろいろな方法で多くの分野に適用できます.分析の結果を地図上に表示することは経営の意思決定をサポートするレポートとして頻繁に使われます.

最近の位置情報サービスでは多くの機能を紹介しています.それらの機能の 多くは地図と解析処理の組み合わせで構成されています.たとえば携帯電話であなたの位置を記録できます.あなたが適切なソフトウェアを持っていれば歩いていける距離にあるレストランを携帯電話で探せます.これは空間情報テクノロジーのを使った新しいアプリケーションです.この機能のためには空間データを解析して結果を一覧にする ことが必要です.

それは何か新しい機能なんでしょうか?

いいえちがいます.空間情報サービスをモバイルで利用するための新しい機器はたくさんあります.そのために多くのオープンソース空間情報アプリケーションは利用できますが,既存の空間情報用ハードウェアとソフトウェアはなにか新しいものではありません.グローバルポジショニングシステム(GPS)レシーバーは10年以上もの間様々な産業で使われるようになり,ありふれたデバイスになりました.同じようにデスクトップマッピングと解析ツールは大きなコマーシャルマーケットを形成しています.たとえば自然資源管理の産業などが主要な対象です.

新しいことというのは最新のハードウェアとソフトウェアが利用されていることと,誰がそれを使っているかということです.旧来のマッピングと解析ツールのユーザーはGISアナリストかCADツール利用と同じようなデジタルマッピングについて高度に訓練されたユーザーです.現在は家庭用PCの計算能力とオープンソースソフトウェア(OSS)パッケージの利用によってホビイスト,プロフェッショナル,WEB開発者等の大群が空間データを扱えるようになりました.学習曲線は低下しています.コストも低下しています.空間情報テクノロジの進化は加速しています.

どのように空間データは保存されているでしょうか? 一言でいえば2つのタイプの空間データの利用が今日では幅広い支持を集めています.これに加えて伝統的な表形式データも空間アプリケーションで幅広く利用されています.

ラスタデータ

空間データの一つのタイプはラスタデータまたは単に”ラスタ”とよばれます.ラスタデータとして最も わかりやすい例がデジタル衛星写真や航空写真です. 標高の陰影図やデジタル標高モデルも典型的なラスタデータといえます. 任意のタイプの地図地物はラスタデータとしてあらわすことができます.しかし制限があります.

ラスタデータはセルによって構成される規則的な格子,またはピクセルで構成されるイメージで形成されています.それらは固定の行と列でできています.それぞれのセルは数値と地理上のサイズ(例 30x30 メーター)を持っています.

複数の重なったラスタは1個の色の値を使って表現されます (例 一つのラスタは赤、緑、青の値の重ね合わせでカラーイメージを作成します).衛星イメージは複数の”バンド”で構成されます.それぞれのバンドは特有の光学波長持ち分離させられており,空間的に重ね合わせられます.また広範なラスタはより大きなファイルサイズが必要になることが想像できます.

ラスタのセルサイズが小さくなればさらに詳細がわかりますが,これはファイルスペースの増大もまねきます. セルのサイズを記憶する目的と,解析またはマッピングに利用するためのセルサイズのバランスを見出すことが計略として必要です.

ベクタデータ

ベクタデータも地理情報アプリケーションで利用されます.あなたが三角法と空間幾何学の授業で起きていたならばベクタデータの特徴になじんでいるはずです.簡単にいうとベクタとは座標群を利用して位置を表す方法です. それぞれの座標はxとyの値で表現されている地理座標システムを参照しています.

これは学校で教えているx軸とy軸で表わされるデカルト座標系を参考にしています.あなたもこのようなグラフを退職後の貯えの減少や複合ローンの利息の増加計算に使ったかもしれません.しかしこの概念は空間データ解析とマッピングの本質的要素です.

あなたの目的に合致した空間情報表示方法はたくさんあります.これは地図投影という分野で別の日に勉強すべき分野です.

ベクタデータには3種類の形態があります,それぞれ進歩してさらに複合して構築されています.

  1. 点 - 単一座標(x y) で個別の地理的位置を表します

  2. Lines - Multiple coordinates (x1 y1, x2 y2, x3 y3, ... xn yn) strung together in a certain order, like drawing a line from Point (x1 y1) to Point (x2 y2) and so on. These parts between each point are considered line segments. They have a length and the line can be said to have a direction based on the order of the points. Technically, a line is a single pair of coordinates connected together, whereas a line string is multiple lines connected together.
  3. 多角形 - 複数のラインが2点以上の連続で並び,最後の点が最初の点と等しい場合を多角形とします.三角形,円,四角形,etcはすべて多角形です. 多角形の特徴は固定領域が内部にあることです.