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データキャプチャ

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目的:

ベクターとその属性データの作り方と編集の仕方を学びましょう。

キーワード:

編集、データの取り込み、ヘッドアップ、テーブル、データベース。

概要

先の二つのトピックでは,ベクターデータを見てきました。ベクターデータには,ジオメトリ**と**属性**の2つのキーコンセプトがありました。ベクターフィーチャーのジオメトリは,**図形**と**位置**を示し,**属性**は**プロパティ (色,大きさ,年など)を示します。

このセクションでは,より詳しくジオメトリーと属性の双方のベクターデータの作成と編集の過程について見ていきます。

GISのデジタルデータはどのようにして保存されていますか。

ワードプロセッサ、スプレッドシート、グラフィックパッケージはすべて、デジタルデータを作成し編集するプログラムです。アプリケーションの各タイプでは、特定のファイル形式にそのデータを保存します。例えば、グラフィックスプログラムであれば図画を:file:.jpg JPEG画像として、ワードプロセッサであれば書類を:file:.odt OpenDocumentか:file:` .doc` ワード文書として保存できるでしょう。

これらの他のアプリケーションとまったく同様に、GISアプリケーションではコンピュータのハードディスク上のファイルにそのデータを保存できます。GISデータのファイル形式はさまざまありますが、最も一般的なものは、おそらく「シェイプファイル」です。名前に少し奇妙なところがあります。シェイプファイル(単数)と呼びますが、それは実際にはtable_shapefile_に示すように、デジタルベクトルデータを保存するために一緒に動作する最低3つの異なるファイルで構成されます。

拡張子

説明

.shp

このファイルにはベクタ地物のジオメトリが保存されます

.dbf

ベクタ地物の属性はこのファイルに保存されます

.shx

このファイルはフィーチャをより早く検索するためにGISアプリケーションを助けるインデックスです。

表シェープファイル1:一緒に「シェープファイル」を構成する基本的なファイル。

コンピュータのハードディスク上のシェープファイルを構成するファイルを見てみると、figure_shapefile_のようなものが表示されます。他の人とシェープファイルに保存されたベクトルデータを共有したい場合、そのレイヤーのためのファイルすべてを渡すことが重要です。figure_shapefile_に示す樹木レイヤーの場合、:file: trees.shp、:file:` trees.shx`、:file: trees.dbftrees.prj、:file:`trees.qml`を渡す必要があります。

Figure Shapefile 1:

../../_images/shapefile_on_disk.png

コンピュータのファイルマネージャで見られるような「木」シェープファイルを構成するファイル。

多くのGISアプリケーションでは、**データベース**内にもデジタルデータを保存できます。データベースにGISデータを保存することは、データベースは、**大量**のデータを**効率的**に保存でき、迅速にGISアプリケーションにデータを提供できるため、一般的に良いソリューションです。データベースを使用すると、多くの人が同時に同じベクトルデータレイヤーで作業できます。GISデータを格納するデータベースを設定するのはシェープファイルを使用するよりも複雑ですので、このトピックでは、シェープファイルの作成および編集に焦点を当てます。

始める前に計画する。

新しいベクトルレイヤー(シェープファイルに保存される)を作成する前に、そのレイヤーの形状(ポイント、ポリラインまたはポリゴン)がどうか、そのレイヤーの属性がどうなるか知っている必要があります。いくつかの例を見てみましょう、そうすればこれをやって行く方法がより明確になるでしょう。

例1:旅行地図の作成

お住まいの地域のために素敵な観光地図を作成したいと思っているとしましょう。最終的な地図に対するビジョンは、観光客への関心のサイトのためにオーバーレイマーカーと5万分の1の toposheetです。まずは、幾何形状について考えてみましょう。ベクトルレイヤーはポイント、ポリラインまたはポリゴンの地物を使用して表現できることはわかっています。この観光地図にはどれが最も理にかなっていますか?外を見るポイント、記念碑、古戦場などの特定の位置をマークしたい場合はポイントを使用できます。峠を通じて風光明媚なルートなど、ルートに沿って観光客を取るしたい場合は、ポリラインを使用しても意味があります。自然保護区や文化村など、全体が観光上関心のある領域がある場合は、ポリゴンを選択するのが良いかもしれません。

おわかりのように、必要とするジオメトリのタイプを知ることはしばしば容易ではありません。この問題に対する1つの一般的なアプローチは、必要とする各ジオメトリタイプごとに1つレイヤーを作ることです。南アフリカ地図測量室が提供するデジタルデータを見るのであれば、例えば、彼らは河川区域(ポリゴン)レイヤーや河川ポリラインレイヤーを提供しています。河川の広い拡がりを表現するためには河川区域(ポリゴン)を使用し、川の狭い拡がりを表現するために河川ポリラインを使用しています。figure_tourism_では、すべての3つのジオメトリタイプを使用した場合、当社の観光レイヤーが地図上でどのように見えるかがわかります。

Figure Tourism 1:

../../_images/tourism_map.png

観光レイヤーを有するマップ。適切に彼らが必要なすべての情報を与え、訪問者のために必要な機能の種類を表すことができるよう、観光のデータのための3つの異なるジオメトリタイプを使用していました。

例2:川に沿った汚染レベルの地図作成

川のコースに沿って汚染レベルを測定したい場合は、通常はボートで川に沿って移動するか、その土手に沿って歩きます。一定間隔で止まって、溶存酸素(DO)レベル、大腸菌群(CB)カウント、濁度レベルおよびpHなどの様々な測定値を取ることでしょう。自分の位置の地図読みをしたり、GPS受信機を使用して自分の位置を取得する必要もあります。

GISアプリケーションでは、このような実習から収集したデータを格納するためには、おそらく点ジオメトリを持つGISレイヤを作成します。撮影した各サンプルは非常に限られた場所での条件を表しているため、点ジオメトリを使用することはここでは意味があります。

属性のために我々は、サンプルサイトを説明する各々の物事に対して**フィールド** が欲しくなるでしょう。だからtable_river_attributes_のように見える属性テーブルで終わることがあります。

サンプルナンバー

pH DO CB

濁り

採取者

データ

1 7 6 N

低い

患者

2009/12/01

2 6.8 5 Y

中程度

Thabo

2009/12/01

3 6.9 6 Y

高い

ベクター

2009/12/01

テーブル河川属性1:ベクトルレイヤーを作成する前に、このようなテーブルを描くと、どんな属性フィールド(列)が必要となるかを決定できるようになります。ジオメトリ(サンプルが採取された位置)は属性テーブルに示されていないことに注意してください— GISアプリケーションではジオメトリは別途保存されます!

空のShapeファイルを作成する。

どんな地物をGISに取り込むか、またそれぞれの地物がどんなジオメトリタイプと属性を持つべきか計画したら、空のシェープファイルを作成するための次のステップに進むことができます。

このプロセスは通常、GISアプリケーションで「新規ベクトルレイヤー」オプションを選択して、ジオメトリタイプを選択することから始まります(figure_new_shapefile_を参照)。以前のトピックで取り上げたように、これはジオメトリにポイント、ポリラインまたはポリゴンのどれを選ぶかを意味します。

Figure New Shapefile 1:

../../_images/new_shapefile.png

新しいベクトルレイヤーを作成することは、フォームにいくつかの詳細に記入するのと同じくらい簡単です。まず、ジオメトリタイプを選択し、それから属性フィールドを追加します。

次は属性テーブルにフィールドを追加します。通常は、短くて空白を含まず、フィールドに格納されている情報の種類を示唆するフィールド名を与えます。例フィールド名は「PH」、「屋根色」、「道路種別」などでしょう。各フィールドの名前を選択するのと同様に、情報がそのフィールドに格納する方法を示す必要がある—つまりそれが数か、単語や文章か、または日付か?

コンピュータプログラムは、通常、言葉や文章の’文字列‘で構成された情報を呼び出します。だから通りの名前や川の名前のようなものを保存する必要がある場合は、フィールドタイプに’文字列’を使用する必要があります。

シェープファイル形式は、数値フィールド情報を全体の数(整数)または小数(浮動小数点)のいずれかとして保存できます—キャプチャしようとしている数値データが小数点以下を持っているかどうかを事前に考えておく必要があります。

シェープファイルを作成するための最後のステップは、(figure_save_shapefile_に示されるように)、名前と、それが作成されるべきであるコンピュータのハードディスク上の場所を与えることです。もう一度シェープファイルに短くて意味のある名前を付けることをお勧めします。良い例は「河川」、「水質標本」などです。

Figure New Shapefile 2:

../../_images/save_shapefile.png

新しいレイヤーのジオメトリと属性を定義したら、それをディスクに保存する必要があります。シェープファイルに短いが意味のある名前を与えることが重要です。

すぐに再度処理をおさらいしてみましょう。最初にそれを保持するジオメトリの種類を言うシェープファイルを作成するには、属性テーブルのために1つ以上のフィールドを作成し、認識しやすい名前を使用してハードディスクにシェープファイルを保存します。1-2-3のように簡単に!

Shapeファイルにデータを追加する。

これまでのところは、空のシェープファイルを作成しただけです。今は、GISアプリケーションの「編集を有効」メニューオプションまたはツールバーのアイコンを使用してシェープファイルでの編集を有効にする必要があります。シェープファイルが誤って、それらに含まれるデータの変更や削除を防ぐために、デフォルトでは編集のために有効になっていません。次は、データの追加を開始する必要があります。シェープファイルに追加するレコードごとに、2つのステップを完了する必要があります。

  1. ジオメトリの取得

  2. 属性の入力

ジオメトリの取得プロセスはポイント、ポリラインおよびポリゴンかによって異なります。

ポイントをキャプチャする には、まず、マップのパンとズームツールを使用して、データを記録しようとしている正しい地理的領域に行きます。次にポイントキャプチャツールを有効にする必要があります。それが終わったら、 マップビューの中の**マウスの左ボタン** で次にクリックした場所が、新しいポイント**ジオメトリ** を配置したい場所です。地図をクリックした後、ウィンドウが表示され、(figure_attribute_dialog_を参照)、その点に対して**属性データ** のすべてを入力できます。与えられたフィールドのデータが不明な場合は、通常は空白のままにしますが、空白のフィールドを多く残しているとデータから有用なマップを作るのは難しいだろうことはご承知おきください!

Figure Attribute Dialog 1:

../../_images/attribute_dialog.png

ポイントジオメトリをキャプチャした後は、その属性を記述するように求められます。属性フォームは、ベクターレイヤを作成したときに指定したフィールドに基づいています。

ポリラインをキャプチャする には、手順はポイントと同様で、まず正しい地理的エリアへマップビューでマップを移動するためにパンとズームツールを使用する必要があります。新しいベクトルポリライン地物が適切な縮尺を持つようにするには十分にズームインする必要があります(縮尺の問題の詳細については、 ベクタデータ を参照)。準備ができたら、ツールバーのポリラインキャプチャアイコンをクリックし、地図をクリックしてライの描画を開始できます。最初のクリックをした後、マウスカーソルを移動するとそれを追いかけて線がゴムバンドのように伸びることがわかります。マウスの左ボタン でクリックするたびに、新しい頂点がマップに追加されます。この手順は、figure_capture_polyline_に示されています。

Figure Capture Polyline 1:

../../_images/capture_polyline.png

観光マップのラインをキャプチャします。ラインレイヤーを編集する場合、頂点はラインのジオメトリを調整するために、マウスで動き回ることができ、円形のマーカーで示されています。(赤で表示)新しい行を追加する場合は、マウスをクリックするたびに、新しい頂点を追加します。

ラインの定義が終了したら、編集が完了したことをGISアプリケーションを伝えるために マウスの右ボタン を使用します。ポイント図形をキャプチャする手順のときと同じように、新しいポリライン地物の属性データへの入力を求められます。

ポリゴンをキャプチャ するためのプロセスは、ツールバーでポリゴンキャプチャツールを使用する必要があることを除けば、ほとんどポリラインをキャプチャするのと同じです。また、画面上の図形を描画する際に、GISアプリケーションでは常に閉じた領域が作成されることに気づくでしょう。

最初の地物を作成した後に新しい地物を追加するには、単にアクティブポイント、ポリラインまたはポリゴンキャプチャツールでマップを再度クリックして、次の地物の描画を開始できます。

もう追加する地物がなくなったら、常に「編集を許可」アイコンをクリックしてそれをオフに切り替えてください。GISアプリケーションは、ハードディスクに新たに作成したレイヤを保存します。

ヘッズアップデジタル化

おそらく今までに発見されているでしょうが、上記の手順に従った場合、基準点として使用できる他の地物がない場合、空間的に正確 な地物を描くことはかなり困難です。この問題に対する一つの一般的な解決策は、ラスタレイヤー(例えば、航空写真や衛星画像など)を背景レイヤーとして使用することです。そのとき基準地図としてこのレイヤーを使用するとか、地物が表示されている場合はラスターレイヤーからベクトルレイヤーへ地物をトレースできます。このプロセスは、「ヘッドアップデジタル化」として知られており、figure_headsup_digitizing_に示されています。

Figure Digitizing 1:

../../_images/headsup_digitizing.png

ヘッズアップ背景として、衛星画像を使用してデジタル化します。画像がその上トレースすることによりポリラインフィーチャを捕捉するための基準として使用されます。

デジタル化テーブルを使用してデジタル化

ベクトルデータを捕捉する別の方法は、デジタル化テーブルを使用することです。このアプローチは、GIS専門家による場合を除いてあまり一般的には使用されず、高価な設備を必要とします。デジタル化テーブルを使用するプロセスは、テーブルの上に紙の地図を配置することです。紙の地図は、クリップを使用して所定の位置に確実に保持されます。そして、「パック」と呼ばれる特殊なデバイスがマップから機能をトレースするために使用されます。パックに小さな十字線は線や点が正確に描かれていることを確認するために使用されます。パックはコンピュータに接続されており、パックを使用して捕捉されている各機能は、コンピュータのメモリに格納されます。デジタル化パックがどのように見えるかをfigure_digitizing_table_で確認できます。

Figure Digitizing 2:

../../_images/digitizing_table.jpg

デジタル化テーブルやパックは、GISの専門家が既存の地図から地物をデジタル化したいときに使用されています。

地物がデジタル化された後...

地物がデジタル化されたら、前のトピックで学んだ技術をレイヤのシンボルを設定するために使用できます。記号を適切に選択すると、地図を見るときにキャプチャしたデータをより良く理解できるようになります。

一般的な問題 / 注意すべき点

航空写真や衛星画像などの背景ラスタレイヤを使用してデジタル化している場合、ラスターレイヤーが適切に地理参照されていることが非常に重要です。適切に地理参照されたレイヤーは、地球についてのGISアプリケーションの内部モデルに基づいて、マップビュー内の正しい位置に表示されます。figure_georeference_issue_で地理参照が上手くない画像の効果を確認できます。

Figure Digitizing 2:

../../_images/georeferencing_issue.png

ヘッドアップデジタル化のために適切に地理参照のラスター画像を使用することの重要性。我々は、画像を見ることができます左側には適切georegisteredであると(オレンジ色)道路の機能が完全に重なっています。(右図のように)画像が悪い地理参照された場合の機能は十分に整列されることはありません。新機能をキャプチャする場合さらに悪いことに、右の画像が基準として使用されている場合、新たに取得されたデータは不正確になります!

また、作成するベクトル地物が有用になるように、適切な縮尺にズームインすることが重要であることを覚えておいてください。ベクトルジオメトリについての前のトピックで見たように、キャプチャしたデータを後で1:50 000のスケールで使用する場合は、1:1000 000のスケールにズームアウトしているときにデータをデジタル化することは悪い考えです。

わかりましたか?

ここでは以下のことを学びました:

  • デジタル化 は、 地物の**ジオメトリ** と**属性** の知識を、コンピュータのディスクに保存される**デジタルフォーマット** へとキャプチャするプロセスです。

  • GISデータは**データベース** あるいは ファイル として保存されます。

  • 一般的なもファイルフォーマットの1つは、実際に3つまたはそれ以上のファイル(.shp, .dbf and .shx)のグループである **シェープファイル**です。

  • 新しいベクタレイヤファイルを作成する前にどの**ジオメトリ**タイプかと、含める**属性**フィールドの両方を 計画する必要があります。

  • ジオメトリはポイントまたは,ポリライン,ポリゴンです。

  • 属性は 整数**(整数)、 **浮動小数点**(小数)、**テキスト型 (文字) または **日付型**でありえます。

  • デジタル化プロセスは、**のマップビューで**ジオメトリを描画して、その属性を入力することで構成されています。これは、各機能ごとに繰り返されます。

  • **ヘッズアップデジタル化**は、多くの場合、バックグラウンドでラスタ画像を使用してデジタル化する時の方向性を提供するために使用されます。

  • プロフェッショナルGISユーザは時々、紙の地図から情報を取得する **デジタル化テーブル**を使用します。

やってみよう

ここでは人に教える際のアイデアいくつか述べていきます:

  • キャプチャすることは興味深いことだと思うご自分の学校とその周辺地物のリストを描画します。たとえば、次のように学校の境界、火災アセンブリポイントの位置、各クラスの部屋のレイアウト、および。異なるジオメトリタイプのミックスを使用してみてください。今、グループに学習者たちを分割し​​、各グループにキャプチャするいくつかの地物を割り当てます。彼らは見て、より意味のあるように、彼らに自分たちのレイヤーを記号化させます。すべてのグループからのレイヤーを組み合わせると、学校とその周辺の素敵な地図が出来上がります!

  • 地元の川を見つけて、その長さに沿って水のサンプルを取ります。GPSを使用して、各サンプルの位置を慎重にメモしておきますかtoposheetでそれをマークすることもできます。各試料について等のpH、溶存酸素として測定はGISアプリケーションを使用してデータをキャプチャし、適切なシンボルを有する試料を示すマップを作る取ります。懸念の任意の領域を特定できますか?GISアプリケーションはこれらの領域を識別するために助けになりましたか?

考えてみよう

コンピュータが利用できない場合は、透明シートとノートブックを使用して同じ手順をたどることができます。背景レイヤーとして航空写真、orthosheetや衛星画像のプリントアウトを使用してください。お使いのノートブックにページ下の列を描画し、情報を格納したい各属性のフィールドの列見出しを書き入れます。今では識別できるように、次の各機能に番号を書いて、透明シート上にフィーチャのジオメトリをトレースします。今、ノートブックでテーブルの最初の列に同じ番号を書き、次に記録したいすべての追加情報を入力します。

より詳しく知りたい場合は

ウェブサイト http://www.k12science.org/curriculum/waterproj/S00project/miami2000/miamiriverfinal.html — A school project to assess water quality in their local river.

QGISユーザーガイドでは, QGISにおけるベクタデータのデジタイズについてより詳細な情報が含まれています.

次は?

次のセクションでは、GISでイメージデータをどのように使用できるかのすべてを学ぶために、**ラスタデータ**について詳しく見てみましょう。