データキャプチャ¶

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。ベクター地物のジオメトリは， 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、ベクターデータ（ベクター地物のジオメトリと属性の両方）を作成し編集する過程を詳しく見ていきます。

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 .jpg JPEG画像として、ワードプロセッサであれば書類を .odt OpenDocumentか .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「シェープファイル」です。名前に少し奇妙なところがあります。シェープファイル（単数）と呼びますが、それは実際には table_shapefile に示すように、デジタルベクター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。

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ター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、 trees.shp 、 trees.shx 、 trees.dbf 、 trees.prj 、 trees.qml を渡す必要があります。

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ター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¶

新しいベクターレイヤー（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のトポシートです。まずは、ジオメトリについて考えてみましょう。ベクター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。

観光レイヤーを有する地図。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地物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。

空のシェープ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「新規ベクターレイヤー」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。

新しいベクター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。フィールド名の例としては「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どう格納されるかを示す必要があります—つまりそれは数か、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（ 浮動小数点数 ）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。今度も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。

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。

再び処理を手短におさらいしてみましょう。シェープファイルを作成するには、最初にそれが保持するジオメトリの種類を言い、それから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！

シェープ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、地図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、 地図ビューの中の 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 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地図を作るのは難しいだろうことはご承知おきください！

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、ベクターレイヤー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地図ビューで地図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。新しいベクター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、 ベクターデータ 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、新しい頂点が地図に追加されます。この手順は、 figure_capture_polyline に示されています。

観光地図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。ポイント地物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、単にポイント、ポリラインまたはポリゴンキャプチャツールをアクティブにして地図を再度クリックすると、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、必ず「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ーを保存します。

上向きのデジタル化¶

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、ラスターレイヤー（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ターレイヤーへ地物をトレースできます。このプロセスは、「上向きのデジタル化」として知られており、 figure_headsup_digitizing に示されています。

背景として衛星画像を使用した上向きのデジタル化。画像はその上をトレースすることによってポリライン地物をキャプチャ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する¶

ベクターデータをキャプチャする別の方法は、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地図から地物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、パックを使用してキャプチャされた各地物は、コンピュータのメモリに格納されます。デジタル化パックの外見は figure_digitizing_table で確認できます。

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ーのシンボルを設定するために使用できます。シンボル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ーレイヤー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ジオリファレンスされていることが非常に重要です。適切にジオリファレンスされたレイヤーは、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、地図ビュー内の正しい位置に表示されます。 figure_georeference_issue でジオリファレンスが上手くない画像の効果を確認できます。

上向きのデジタル化のために適切にジオリファレンスされたラスター画像を使用することの重要性。左側には適切georegisteredされて道路の地物（オレンジ色）が完全に重なっています画像を見ることができます。（右図のように）画像が下手にジオリファレンスされた場合の地物は十分に整列されることはありません。新地物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、作成するベクター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。ベクター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の縮尺で使用するつもりならば、1:1000 000の縮尺にズームアウトしてデータをデジタル化するのは良くないです。

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 とは、 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。

• 一般的なファイルフォーマットの１つは シェープファイル です。これは実際には３つ（ .shp 、 .dbf 、 .shx ）またはそれ以上のファイルのグループです。

• 新しいベクターレイヤーファイルを作成する前には、それはどの ジオメトリ タイプでどんな 属性 フィールドを含めるか、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）、 浮動小数点数 （小数）、 テキスト （文字）または 日付 でありえます。

• デジタル化プロセスは、の地図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、各地物ごとに繰り返されます。

• 上向きのデジタル化 は、多くの場合、背景にラスター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。

• 専門的なGISユーザーは時々、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:

• キャプチャすると興味深い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、学校の境界、火災避難場所の位置、各クラスの部屋のレイアウト、等々。異なるジオメトリタイプを混ぜて使用してみてください。今、生徒たちをグループに分割し​​、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シンボル化させます。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を使用するかトポシートでそれをマークすることで、各サンプルの位置を慎重にメモしておきます。各サンプルについてpH、溶存酸素等などの値を計測します。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サンプルを示す地図を作ります。懸念の領域を何か特定できますか？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、オルソシート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、次の各地物に番号を書いて、透明シート上に地物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¶

Website http://www.k12science.org/curriculum/waterproj/S00project/miami2000/miamiriverfinal/ — A school project to assess water quality in their local river.

QGISユーザーガイドでは, QGISにおけるベクター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で画像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、 ラスターデータ について詳しく見てみましょう。