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III GISによる空間解析

GISによる空間解析

GISを用いることで,様々な空間現象の解析やモデル化,シミュレーションを行うことができる.

つまりGISは,空間現象を理解し,その様子をコンピュータ上で再現するための手助けとなる.

解析の諸段階とGIS

1. データの可視化

2. 空間操作

3. 空間解析

4. 空間モデル

5. 空間シミュレーション

1. 空間解析の対象

1. 商業施設の分布パターン

2. 疾病患者の発生パターン

3. 地震の発生パターン

4. 地域間の通信量

Deaths from cholera in London, 1854

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Lung and larynx cancer cases in the Chorley-Ribble area

Lung cancerLarynx cancer

Leukaemia cases in upstate New York, 1978-82

Hazardous waste sitesLeukaemia cases

Childhood acute lymphocytic leukaemia cases,ages 0-15 years for 1980-1990 in Sweden

Nuclear power plantsLeukaemia cases

N

Spatial distribution of large earthquakes1895-1980 in Japan and its vicinity

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2. 可視化

2.1 点分布の可視化

点の分布は,点が多すぎるとその様子がよく分からない.

点分布 区画法による点分布の可視化

カーネル法による点分布の可視化

2.2 平滑化・3次元表現による理解

2次元平面上の現象は,平滑化したり,3次元で見ると理解しやすいことがある.

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3. 空間操作

3.1 重ね合わせ

+ =

3.2 バッファリング

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ひったくり・・・

中幅員道路に多い

空き巣ねらい・・・

駐車場から15mの範囲に多い

車上狙い・・・

河川沿い及び商業施設から25mの範囲に多い

得られた結論

3.3 3次元操作

1. 等高線作成2. 断面図作成3. 可視領域の同定4. 傾斜角度・方向5. 鳥瞰図作成

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可視領域の同定

1. 展望台・遊歩道の設置

2. 「富士山がどこまで見えるか」

3. アンテナ・反射板・中継局の設置

4. 屋外広告の評価

3.4 ネットワーク解析

1. 最短経路探索

2. 当時間到達圏域の同定

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現在の通勤可能地域 朝夕30分の延長保育

朝夕60分の延長保育

4. 空間解析

4.1 空間統計

例:

一見したところ,類似しているように思われる複数の分布について,「本当に」類似しているのかどうかを確認する

数カ所に集中しているように思われる点の分布について,「本当に」集中しているのかどうかを確認する

Leukaemia cases in upstate New York, 1978-82

Hazardous waste sitesLeukaemia cases

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juvenile offenders in Cardiff

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適用例

伝染性の疑われる疾病の患者分布

歴史的集落の分布

肺ガンと咽頭ガンの患者の分布

プランクトンとその捕食者の分布

鉄道駅と商業施設の分布

・・・

4.2 カルトグラム

地図をわざと歪める試み

ゴムシート処理

Census tracts of San Francisco City/County (1980)

本来の地図 人口に応じて歪めた地図(カルトグラム)

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Hypothetical cases of a disease Hypothetical cases of a disease

萬宝御江戸絵図 1861年 18×12cmの携帯用地図

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Sketch map of an 8-year-old child

4.3 サーフェス解析

連続面の解析方法

peak(頂点) bottom(底)

col(鞍点) slope(斜面)

4.4 空間的自己相関

「似たもの同士」が空間的にも近いのか?

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空間的自己相関

正 負 なし

東京都練馬区におけるコンビニエンスストアの分布

ファミリーマート セブン・イレブン ローソン その他

コンビニエンスストア間の競合関係

ファミリーマート セブン・イレブン ローソン その他

コンビニエンスストアチェーン間の競合関係

ファミリーマート

セブン・イレブン

ローソン

ファミリーマート 0.846

その他

1.200 1.0561.263

0.625 0.818 0.939

0.666 0.969

0.973

セブン・イレブン

ローソン

その他

5. 空間モデルとシミュレーション

5.1 空間選択モデル

買物先選択

居住地選択

観光地選択

経路選択

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?

ハフモデル

ある人が店舗iを買物先として選択する確率piは,

∑=

=n

j j

j

i

i

dA

dA

ip

λ

Ai:店舗iの魅力度(床面積など)di:店舗iまでの距離

5.2 点パターン過程

動植物

地震

疫病患者

犯罪

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The positions of sea anemones on a rock Cases of Childhood Cancerin the West Midlands Health Authority Region from 1980 to 1984.

Shrewsbury

Stoke on Trent

Stafford

BirminghamCoventry

Warwick

Worcester

Hereford

5.3 空間伝播モデル

文化の伝達

疫病の伝播

動植物の分布拡大

5.4 その他の空間モデル

分野ごとに,様々なモデルがある

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IV GISの応用例

Figure: US census data (http://www.census.gov/) Figure: MAPION, a map browser (http://www.mapion.co.jp)

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Figure: Shortest path search systems (http://www.jhnet.go.jp/route/, http://ekimae.toshiba.co.jp/rmap/area/tokyo.html) Figure: Car navigation system (hardware)

Figure: Car navigation system (destination input) Figure: Car navigation system (speech recognition)

Figure: Car navigation system (route guidance at a small scale) Figure: Car navigation system (route guidance at a large scale)

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Figure: Car navigation system (route guidance at a large scale) Figure: Car navigation system (realistic/transparent visualization)

Figure: Car navigation system (scale change/constellations) Figure: Air navigation system (helicopter)

Figure: Air traffic control system

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iナビ(increment p社)

パーナビ(昭文社)

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その他

• 学区再編支援システム• ゴミ収集所位置決め支援システム• 都市概念図作成支援システム• 都市イメージ可視化システム• 歴史散歩GIS• 選挙対策支援システム• ATM設置支援システム


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