地理空間情報分野のossの動向と活用事例

初心者のためのＱｕａｎｔｕｍＧＩＳ入門

ＦＯＳＳ４Ｇ２０１１

TＯＫＹＯ/OＳＡＫＡ

OSGeo財団日本支部嘉山陽一

2011年11月5日初心者のためのQuantumGIS入門 2

このコースのねらい

• オープンソースソフトウェア（OSS）とは何かを理解する

• 地理空間情報分野のOSS動向について把握する

• Quantum GISを実際に使ってみてその可能性を探る


本日の配布テキストは

– 本日配布テキストは1日では全部終了しない分量の予定。テキスト残り部分はお持ち帰りの上、是非ご自分の環境で自習をお願いします

– その他参考資料もＤＶＤにはいっています

本教材は『地理空間情報分野のOSSの動向と活用事例』大伴真吾 2011『「自由」なGISソフトウェアFOSS4Gの紹介』森亮 2009

を許諾を受けて参照して再構成しています。

地理空間情報分野のOSSの動向と活用事例

オープンソースソフトウェアの活用


内容

1. オープンソースソフトウェア（OSS）とは

2. 地理空間情報分野のOSSの動向

3. 活用事例


1. オープンソースソフトウェア（OSS）とは

• 1.1 定義

• 1.2 特徴

• 1.3 事例


1.1 定義• Open Source Software（OSS）• ソフトウェアの設計図にあたるソースコードを、インターネットなどを通じて無償で公開し、誰でもそのソフトウェアの改良、再配布が行えるようにすること。また、そのようなソフトウェア。（IT用語辞典 e-Words）– フリーソフトウェア（Free Software）は「自由に使うことができるソフトウェア」のことで、ソースコードが公開されているもの（OSS）を指す場合もある。

• freeは「自由」と「無料」の二つの意味があるが、英語でfree softwareと表記される場合は「無料で使えるソフトウェア」の意味日本語では使い分けが出来ていない…


何が自由にできるのか？• GPL（GNU General Public License）

– プログラムを実行すること

– プログラムの動作を調べ、それを改変すること

– 複製物の再頒布すること

– プログラムを改良し、改良を公衆にリリースすること


1.2 特徴• メリット

– ライセンス費用がかからない• 無料で使用できる。

– 問題の発見、解決を行いやすい• ソースコードをいつでも見ることができるため、ソフトウェアを利用する人がバグを修正することができる。

– 動作を確認できる• ブラックボックスではないので、どのような処理を行っているかを確認できる。(第3者がソフトウェア内部の動作を検証できる）

– ソフトウェアの機能追加が可能• ソースコードを修正して自分が使いやすいように変更することができる。


1.2 特徴• デメリット

– マニュアル等の不備が多い

• 日本語化が遅れがちである。

– 実は便利な機能があるのにもかかわらず、その存在を知らない、あるいはその使い方がわからない。

– 問題が発生したときに誰も責任を取らない

• 利用者の責任において利用するので、何か問題が生じてもその責任を提供者に問えない。

– 商用のソフトウェアでも使用条件をよく読むと、同じようなことが書かれている場合が多い。


1.3 事例• 代表的なOSS製品

– OS• Linux、Android…

– Webブラウザ

• Google Chrome、FireFox…– オフィス製品

• Open Office– データベース管理システム

• PostgreSQL、MySQL


1.3 事例• 商用サービス

– OSS導入・運用・保守サービス

• 傍から見て使いにくいと思われるOSS製品を、責任を持って導入、運用、保守を支援するサービス

– カスタマイズサービス

• OSS製品をベースに、カスタマイズを行うサービス


OSSに対する政府の考え• 「情報システムに係る政府調達の基本指針」（2007年）

– 開かれた参画プロセスの下で合意され、具体的仕様が実装可能レベルで公開されていること

– 誰もが採用可能であること

– 技術標準が実現された製品が市場に複数あること

以上の全てを満たしている技術標準に従ってソフトウェアの導入を推奨


2. 地理空間情報分野のOSSの動向

• 2.1 FOSS4G

• 2.2 ＦＯＳＳ４Ｇの３つの自由


2. FOSS4G• Free Open Source Software for Geospatial• 地理空間分野のためのフリーオープンソースソフトウェアのこと

• 代表的な製品は国際的非営利組織OSGeo財団にて公式プロジェクトにて開発支援

http://www.osgeo.org/• 各プロジェクトは、開発者、ユーザ、支援者・団体からなるコミュニティ（数名～数千名）が支援

知の共有財産• FOSS4Gツールは「知の共有財産」

–コミュニティの財産として、皆で育てる

• コミュニティの中では皆は平等

• 商用ベンダーの場合は「その会社の財産」– 使いたい人は「使用許諾契約」に同意し、ライセンス料を支払う

– 「ベンダー」と「ユーザー」とは明快に分かれる

• ベンダーが圧倒的に有利


FOSS4Gツール• 開発主体は小規模だが、コミュニティが大きい

FOSS４G

社外の開発者、テスター

社外のサポーター・プロモーター


非オープンソース（商用ベンダ）

• 企業自体は大規模で、コストをかけて囲い込む

商用ベンダ

社内の開発者、テスター

社内のマーケティング・セールス



OSGeo財団• Open Source Geospatial Foundation• 空間情報系オープンソースコミュニティ間の調整機関

• 非営利団体

• 2006年設立

• 日本支部あり

– http://www.osgeo.jp/– 2010年10月 IPA（独立行政法人情報処理推進機構）から「日本OSS奨励賞」受賞

– メーリングリストあり


OSGeo財団公式プロジェクト• Web マッピング

– deegree– geomajas– GeoServer– Mapbender– MapBuilder– MapFish– MapGuide Open

Source– MapServer– OpenLayers

• メタデータカタログ– GeoNetwork

• デスクトップアプリケーション– GRASS GIS– OSSIM– Quantum GIS– gvSIG

• 地理空間ライブラリ– FDO– GDAL/OGR– GEOS– GeoTools– MetaCRS– PostGIS

FOSS4G３つの自由

２．２


その１

選ぶ自由


ツールを選ぶ

ジオコーディング

逆ジオコーディング

経路探索

フォーマット変換

世界各地の無償デ

ータ

３D表示

データマイニング連

携

ブログ連携

300ものツール

毎日新鮮!! http://freegis.org/

地図表示編集

画像分析地図配信



代表的な製品• デスクトップアプリケーション

– Quantum GIS– GRASS– gvSIG

• Webマッピング

– MapServer– MapGuide Open Source

• 地理空間ライブラリ

– GDAL/OGR– PostGIS


Quantum GIS• 特徴

– 多くの人が考える「GIS」ソフトウェアにもっとも近いもの– 使いやすいグラフィカル・インターフェイス（GUI）をもち、Windows、

Mac、Linux等さまざまな環境で動作する– ベクタ形式（shapeやKMLなど）、ラスタ形式（GeoTiffなど）のファイル

の読み書きが可能– 日本独自の平面直行座標系を含め多くの測地系にも対応– メニューのほとんどが日本語化済み– 初めてGISを使おうとする人はもちろん、今までGISを使っていて、そ

のデータを利用しつつFOSS4Gに乗り換えようという人にも最適な製品

• 主な機能– データの表示– データの検索と地図の作成– データの作成、編集、管理と変換– データ解析– プラグインを使った機能拡張– インターネット上の地図データの表示


Quantum GIS


GRASS• 特徴

– GRASS（Geographic Resources Analysis Support System；地理的資源解析サポートシステム）は代表的なFOSS GIS製品

– 陸軍の土地管理や環境計画のために米国陸軍技術部隊の建築工学研究所で、1982年ころから開発

– GRASS6.4の日本語化対応済み

• 主な機能– ファイル・地域管理モジュール

– 画像表示モジュール

– ラスタープログラムモジュール

– 画像処理モジュール

– ベクトルプログラムモジュール

– データベース管理モジュール

– ボリュームプログラムモジュール

– ハードコピー出力モジュール


GRASS• 3次元可視化ツールNVIZ

Olympus Mons, Mars topography from Mars Global Surveyor MOLA datascreenshot: Hamish Bowman

Slovakia precipitation 3D raster data with isosurfaces added in NVIZscreenshot: Helena Mitasova


GRASS• Quantum GISからGRASS Mapの表示


MapServer• 特徴

– Webページで表示される地図の背後で動作するマッピングエンジン– 1994 年にアメリカのミネソタ大学で開発

– 以降改良を積み重ね、高い実用性を備えたオープンソースのマッピングエンジンとして最も利用されている

• 主な機能– 地図表示機能

• クライアントの要求に応じて地図ファイルからデータを取得、指定のスタイルのマップを作成し、凡例、参照図、スケールバーを作成、必要に応じて縮尺の変更や異なる投影法の変換を行うなど、地図表示に関する様々な機能を安定かつ高速に提供

– 地図描画機能• 地図の線や色、文字の種類や大きさ、記号の作成、縮尺に応じての表示・非表示

の設定や図式の設定などの地図表現に関して、きめ細かい設定可能• Quantum GIS を利用することで、実際の地図表示を行いながら設定可能

– オープンスタンダードの対応• OGC（Open Geospatial Consortium）の仕様に基づくWeb サービスに対応• バージョン5.6.6では、WMS Server、WMS Client、WMS Time、Map Context、

WFS Server、WFS Client、WFS Filter Encoding、SLD、WCS Server、SOS Server に対応


MapServer• マピオン（地図表示部分）


MapGuide Open Source• 特徴

– 空間データを扱うWeb アプリケーションやWeb サービスを手早く開発・展開するためのプラットフォーム

– Autodesk社が2005年11月にリリースし、2006年3月にOSGeo財団にソースコードを提供

– Autodesk社がAutodesk MapGuide Enterpriseとして商品化、日本語版を含むローカライズや、CAD ファイルなども追加可能なGUI オーサリングツールAutodesk MapGuide Studioなどの独自機能を追加して販売

• 主な機能– フィーチャの選択、プロパティの確認、マップチップのサポート、バッ

ファ、範囲選択、測定などの操作が標準で搭載されているインタラクティブなビューア

– コンテンツ管理のためのXMLデータベース、一般的な地理空間ファイル形式フォーマットやデーターベース、OGCなどの標準規格をサポートしているサーバ

– ApacheやIISなどのWebサーバを拡張するWeb Extension


MapGuide Open Source


GDAL/OGR• GISで利用される様々なファイルフォーマットに対して読み込み／書き込みを行うライブラリ

• 幾何変換やオーバービューの作成などGISデータを取り扱うための様々な機能を提供

• GDALを利用するプログラム側は、取り扱うファイル

のフォーマットを意識することなくデータにアクセス可能

• GDALライブラリはGRASS、Quantum GIS、MapServer等多くのGISソフトウェアにおけるファイル入出力を管理するライブラリとして広く利用


GDAL/OGR• Quantum GISでの利用


PostGIS• 特徴

– オープンソースのリレーショナルデータベースPostgreSQLに対する空間拡張ツール

– PostgreSQL と組み合わせることで、通常のリレーショナルデータベースが提供するテーブル形式のデータ管理機能に空間データ管理機能を加えることができる

• 主な機能– 空間データの取り扱い

• PostgreSQLにジオメトリ型を追加したことで、2次元と2.5次元（高さ情報付き）のポイント、ライン、ポリゴン及びこれらの複数型の空間データの取り扱いが可能

– 空間インデックス機能• 空間データベースにインデックスを付与することで高速な検索を実現

– 座標変換• 異なる座標型同士のデータ変換処理

– 空間演算• 交差、包含などの空間演算機能を提供

– データ形式の変換• SVG形式、GML形式、KML形式で結果を返す

– マッピングエンジンからの接続• MapServer あるいはGeoServer から、PostGISを呼び出し可能

その２

使う自由


使い方の自由• インストール

– どのPCに何回インストールしようと、制限を受けない

– 「使用許諾契約書に同意」しなくて良い

– ライセンス認証やキーが不要

• 複製する– コピーをしてもかまわない

• 改変・改良する– 中身をいじくってもかまわない

• 配布する– 誰にいくつ配布してもかまわない


ツール同士をつなげる

FOSS4Gツール

MapServer

MapGuideOpensource

GDAL/OGROpenLayers

GeoServer

QGIS

GRASS GISPostGIS

特定のブランドでなくてもシステムが広がるオープンスタンダード対応はオープンソースが急速に普及した理由の1つ


商用ベンダの場合

商用ベンダA社

A社製品

B社製品

FOSS4Gツール

FOSS4Gツール

D社製品

C社製品

A社製品

A社製品

基本は特定のブランドでユーザーを囲い込みツールが足りないとソリューションの広がりが止まるオープンスタンダード対応はいつも遅い


その３

参加する自由


コミュニティに参加する• 開発に参加する

– 新機能提供、バグつぶし、日本語メニューの提供

• ドキュメントを書く– 日本語訳を書く

• 意見、提案を言う– メーリングリストを購読、カンファレンスで発言

• 普及に協力する– OSGeo財団のメンバーになる、周りに宣伝、発表で採用、論文に注記、ブログで紹介etc

• 財政支援をする– プロジェクトに採用、OSGeo財団のメンバーになる


OSGeo財団に参加する• OSGeo財団に参加＝コミュニティーに参加

• 目的

– コミュニティーが先導して、FOSS4Gの利用と開発を促進すること

• 活動内容

– 「コミュニティ」の”場”作りを支援する

• 皆で集まって成果を発表して、そして楽しむ– 年次カンファレンス

» ワールドワイド：今秋にシドニーで

» 国内：今秋に東京、大阪で

– 様々なイベント（飲み会も！）


24時間365日．．．


東京と大阪でも…



コミュニティによるソフトウェア維持• 誰でもコミュニティには参加可能

• 参加をすればソフトウェアの開発、維持、発展の様々な場面に加われる

• 海外を中心としたＦＯＳＳ４Ｇソフトウェアの開発の進化に追いつかないと国内のＧＩＳの力が相対的に低くなる

（低コストで空間情報を利用したり、そのためのシステム開発が行える国内技術者層増えなければいつまでたっても国内ＧＩＳのコスト高が終息しない。QuantumGISは国内のＦＯＳＳ４Ｇユーザを増加させるために先行して日本語化作業を行った）


3. 活用事例• 街区基準点管理システム

– 北海道北見市

• 水害発生時避難経路検索システム

– 国土交通省関東地方整備局河川部河川管理課

• みんなでつくるよこはまっぷ

– 神奈川県横浜市


街区基準点管理システム• 北海道北見市

• 街区基準点成果が国から移管されたことによる街区基準点管理

• Quantum GISを利用

• 国土地理院の基盤地図情報を背景として活用

「基盤地図情報の利活用事例集」（平成23年3月、国土地理院）より


街区基準点管理システム

「基盤地図情報の利活用事例集」（平成23年3月、国土地理院）より


水害発生時避難経路検索システム

• 国土交通省関東地方整備局河川部河川管理課

• 河川レーザデータの利活用事例

• 既存の50mメッシュ単位の想定浸水深データを河川レーザデータを利用して細かく再計算

• 10分単位の想定浸水深データをGISにインストール

• 道路ネットワークデータとオーバーレイ処理を行い、浸水していない道路を対象とした避難経路を探索


水害発生時避難経路検索システム


システム構成

河川レーザDEM

浸水深データ

道路ネットワーク

避難所データ

PostgreSQLオープンソースデータベース管理システム

PostGISオープンソース空間DB

pgRoutingオープンソース経路探査

Quantum GIS空間情報クライアント

空間情報サーバ


システムの特徴

• 必要な機能のオープンソースを組み合わせてシステム構築

• 再配布に費用が必要なソフトウェアを利用していないのでコピーがフリー

• デスクトップでもネットワーク利用でも動作可能

• システム開発の期間が短い


OSS活用の評価


みんなでつくるよこはまっぷ• 神奈川県横浜市

– http://yokohamap.city.yokohama.lg.jp/yokohamap2008/

• 地域情報コミュニティ

• MapServerを利用


よこはまっぷ


参考図書• FOSS4G HANDBOOK、森亮監修、2011年5月、株式会社開発社


参考図書• 入門Webマッピング――自分で作るオリジナルのデジタル地図 tyler Mitchell 著、大塚恒平、たくぼ

あきお、丹羽誠、真野栄一、森亮訳• 2006年05月発行• 380ページ• 定価3,570円• ISBN4-87311-282-6 オライリー・ジャパン

• オープンソースGISグラスアプローチ第3版日本語版• Markus Neteler (著), Helena Mitasova (著)• 植村哲士 (翻訳)• 単行本: 467ページ• 出版社:開発社 (2009/11)• ISBN-10: 4759101276• ISBN-13: 978-4759101270• 発売日： 2009/11

• オープンソースGIS-WEB構築ガイドブック• 応用技術株式会社 (著)• ペーパーバック: 196ページ• 出版社:応用技術 (2006/11/7)• 言語日本語• ISBN-10: 499034040X• ISBN-13: 978-4990340407• 発売日： 2006/11/7


本年参考イベント• ＦＯＳＳ４Ｇ２０１１ＤＥＮＶＥＲ

9月12日-16日 http://2011.foss4g.org/ ＦＯＳＳ４Ｇの年次世界カンファレンス

• ＧＩＳ学会第20回研究発表大会

10月16日-17日鹿児島大学 http://www.gisa-japan.org/conferences/index.htmlFOSS4G分科会ＧＲＡＳＳの実習

特別セッション震災時のオープンデータ・オープンソースによるクライシスマッピング

• ＦＯＳＳ４Ｇ２０１１Ｔｏｋｙｏhttp://www.osgeo.jp/

11月5日ハンズオンセッション東大柏キャンパス

11月6日-7日カンファレンス東大駒場第2キャンパス

• ＦＯＳＳ４Ｇ２０１１Ｏｓａｋａ11月11日-12日カンファレンス大阪南港ＡＴＣ


講習会終了後• ＱｕａｎｔｕｍＧＩＳやＦＯＳＳ４Ｇについて疑問、質問がある場合

はＯＳＧeo財団日本支部のメーリングリストに質問していただけるとありがたいです

• http://lists.osgeo.org/mailman/listinfo/osgeojapan-discussこちらでメールアドレスを登録するとメーリングリストに参加できます。（メーリングリストはどなたでも参加でき、参加費用等はかかりません）

• メーリングリストでの発言はサーバーに残り、ネットから検索可能です。質問と答えが日本語で残ると、後から同じような疑問や問題に遭遇した人がネットで検索した時に、その発言がひっかかります。つまり質問と答えをサーバに残すことにより、オープンソースソフトウェアについての解説やトラブル対処方法の日本語リソースが増加することになります。

• このように日本語情報を増加させることが、そのオープンソースソフトウェアを国内で使いやすくするための貢献になります。

地理空間情報分野のossの動向と活用事例

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