「MANDARA」の開発と研究・教育への応用
Development of the MANDARA System and Applications to Research and Education
谷謙二（埼玉大学・教育学部）

Kenji TANI (Saitama University)
キーワード：MANDARA，GIS，ソフト開発
Keywords：MANDARA, GIS, Software Development
DOS コマンドなどを覚えていなくても操作できるように

1．はじめに
現在 GIS は，地図を取り扱う研究・教育分野に深く浸透設計されていた．

し，不可欠なものとなりつつある．しかしワープロによる当初の目標は，表計算ソフト上の地理行列の属性データ文書作成や，表計算ソフトでの計算とは異なり，地理情報を，地図上に表示することであった．当時のパソコンは，の処理方法や目的は多様である．目的には地図の閲覧，統現在のようにマルチタスクではなかったので，表計算ソフ

計地図の描画，空間解析などがあり，データの構造はベクト（当時は Lotus123 が主流であった）の属性データをテ

ター系とドロー系で大きく異なる．また大量の空間データ

キスト形式で保存してから，MANDARA を起動し，当該を保持する必要性から，スタンドアローンだけではなくイファイルを読み込むという方法が採用された．当時の筆者

ンターネットでアプリケーションを提供する Web GIS もの考え方では，たとえば全国の都道府県の境界が入った地盛んである．さらに商業ベースのソフトウェアだけではな

図データファイルならば，様々な人が利用するので，ハーく，個人が開発した無料のフリーウェアや安価なシェアウ

ドディスク中の特定のディレクトリに置いて共用の地図エアも各種存在している．

ファイルとし，その上に属性データを表示することが自然

こうした様々な目的やデータの形式を取り扱う場合や，だろうと考えた．そのため，属性データファイル上に使用ソフト間で費用にかなりの違いがある場合には，一つのソする地図ファイルを指定しておき，属性データを読み込む

フトで全てをまかなうことは非効率的であり，用途に応じと同時に地図ファイルも読み込まれるように設計した．地て適切なソフトを使い分けることが必要である．

図データ内のオブジェクトには，それぞれ任意の重複しな

筆者は 10 年ほど前から，ベクター型の「地理情報分析い名称を付し，属性データを結合する際のキーとすること支援システム『MANDARA』」という，統計地図の表示をにした．このように，MANDARA では統計地図を表示す主目的としたソフトを開発している．本稿ではその機能のる際に，属性データを最初に開くという点で，現行の一般

特徴，開発の経緯および研究・教育との関連，ソフト開発の GIS とは操作が逆になっている．
他にも一般の GIS と大きく異なる点として，レイヤの概の面白さなどについて紹介したい．

念があげられる．一般的に使われている地図データの形式
２．開発の経緯であるシェープファイルでは，一つのファイルは同一形状

MANDARA の開発を始めたのは 1992 年頃であり，筆者のオブジェクトから構成されており，複数のシェープファは当時学部３年生として名古屋大学文学部地理学教室にイルの重ね合わせで地域を表現する．ここでは，レイヤは所属していた．当時，既に GIS という言葉は知られていた地図ファイルによって規定されている．

が，きわめて高価なため実際に操作する機会はあまりなか

一方 MANDARA では，一つの地図ファイルに異なる形った．一方で，地図を図形として表示するソフトとしては状のオブジェクトを含めることができ，レイヤの設定は属ジャストシステムの「花子」などが存在したが，色塗りな性データ側で行われる．このレイヤ概念の違いは，地図をどは一箇所ずつ設定する必要があり，その手間は手作業と管理する立場からソフトが作られているか，それとも地図あまり変わらないものであった．そうした状況で，学生がの利用者の立場からソフトが作られているかの違いに起

気軽に統計地図などの主題図を描くために MANDARA の因していると考えられる．デジタル化された地図の管理者開発が始められた．この当時の状況は谷(1994)で簡単に紹は，要素ごとのレイヤを重ねて一般図を作成する．一方，介されている．

手作業による統計地図などの主題図の作成は，様々な情報

開発当時の MANDARA は，MS-DOS 版であり，NEC のが盛られた一般図から，境界線や必要な情報を抽出して，

PC-9801 シ リ ー ズ 専 用 で あ っ た ． プ ロ グ ラ ム は 主 に

その後表現したい情報を追加するという手順で行われる

N88-BASIC で書かれていたが，グラフィックの描画など，ことが多い．すなわち，一般図を利用して二次的な地図をスピードが要求される箇所はアセンブリ言語で記述され作成する．MANDARA では，このプロセスに従って主題ていた．操作方法は当初からマウスを中心としたもので，図が作成されており，そのため一つの地図ファイル中に異21

で多少の時間がかかった．

なる形状のオブジェクトを含めることができ，かつ地図フ特に大きく変化したのがグラフィックスであり，DOSァイルの中から任意のオブジェクトを抽出してレイヤを版のアセンブリ言語による描画プログラムは全く使用で構成し，表示するようになっている．
開発当初の最も大きな問題は，地図データの作成方法できなくなった．そのかわりとなる Visual Basic のグラフィあった．地理学の研究者にとっては，各種数値地図が存在クメソッドも，機能が少ない上に速度が非常に遅かった．

する現在でも独自の地図データを作成する必要性は高い

そのため，Windows API(Application Programming Interface)

が，当時は数値地図もあまり広まっていなかったので，地の GDI 関数を使って描画する必要があったが，インター図データを自由に作成できることが必須とされた．最初にネットが普及していない当時は，API に関する情報を入手作られた地図データは，日本の都道府県の境界線が入ったするのも手間がかかった．

ものであり，これは現在でも「japan.mpf」として利用されしかし Windows に対応させたことにより，プリンタ出ている．この地図データの作成は，大きな日本地図を方眼力のために機器ごとに特別なプログラムを組む必要が無紙に書き写し，そこから約 3,800 ポイントもの座標を読みくなった．また，イメージスキャナに関しても，Windows取って入力するという，たいへん手間のかかるものであっの付属ソフトに操作を任せ，画像ファイルに対して処理をた．都道府県と海岸線・県境との位相的な関係についても，行うことでプログラミングの負担が軽減された．さらに，テキストファイル上で記述したものを読み込んでおり，一OS が マ ル チ タ ス ク 化 し た た め ， 表 計 算 ソ フ ト と般のユーザーが地図データを独自に作成することは実際

MANDARA とのやりとりが容易になり，CSV のテキスト上困難であった．

ファイルだけでなく，コピー＆ペーストで属性データを読み込めるようになった．

こうした状況は，開発開始から１年以上続いたが，94年頃にはラスター・ベクター変換により地図データを作成

Windows 版への移行にあたって，削除された機能も存在する機能を追加した．すなわち，イメージスキャナで白地する．それらは，ボロノイ分割，地域傾向面分析など，筆図画像を読み取り，細線化・特徴点抽出などの画像処理を者が普段使用していなかった機能，回帰分析，重回帰分析，施してベクトルデータ化する機能である．同時に，「マッローレンツ曲線や散布図の作成など，表計算ソフトで代替プエディタ」機能が追加され，地図データを画面上で編集できる機能，メッシュデータの表示，ボーリング柱状図をできるようになった．オブジェクトの位相構造化に際して整理して表示する機能など，ベクター型の GIS には馴染みは，代表点を囲むように自動的に境界線を設定する機能をにくい機能などである．

追加した．こうした地図データ作成機能が追加されたこと

しかし Windows 版を作成した段階でも，ソフトの配布で，誰でも比較的簡単に地図データを作成できるソフトと方法は郵送によっており，MANDARA の普及は主に研究なった．

室内部にとどまっていた．こうした状況が変化したのは，インターネット，特にブロードバンドの普及である．2000

しかしながら，当時のプリンタ，イメージスキャナなどの周辺機器を操作する際には，現在のようにドライバソフトが提供されていなかったので，個々の機器に特有のプロ5,000グラムを作る必要があった．そのためイメージスキャナは4,500

NEC の PC-IN502 にしか対応していなかった．ソフトの配無料版
シェアウエア版

4,000

布方法も，フロッピーディスクを郵送する方法であったため，マニュアルのコピーやフロッピーディスクの複製など，

3,500たいへん手間のかかるものであった．この点の解決には，

3,000

Windows およびインターネットの普及を待たねばならな

2,500かった．
2,000
1,500

３．Windows 版の作成とインターネットでの配布
1995 年 に Widnows95 が 発 売 さ れ る と ， DOS か ら

1,000

Windows への急激な変化が起こった．プログラマにとって500も，DOS から Windows への移行が急務であった．当時はければならなかった．Visual Basic では構造化が採用され

図 1 2000 年以降の MANDARA のており，この点ではプログラムの保守管理が容易になった

月間ダウンロード数の推移

が，GUI によるイベントドリブン形式の記述は，慣れるま22

2004年12月

2004年6月

2003年12月

2003年6月

2002年12月

2002年6月

類似しているだけで，ほとんど全てのコードは書き直さな

2001年12月

る Visual Basic 3.0 と，それまでの N88-Basic とは，文法が2001年6月

2000年6月

かなりの労力を費やした．まず，Windows の開発言語であ

2000年12月

0

修士課程在学中で時間的余裕もかなりあったが，移行にはての GIS の活用が盛んになってくると考えている．

年には MANDARA 専用のホームページを開設するとともに，オンラインソフトのライブラリとして当時既に著名とな っ て い た VECTOR に 登 録 し た ． こ れ に よ っ て

4.2. 時空間システムへ

MANDARA は誰でも容易に利用できるようになった．特地図データを扱う中で，地図データの時間次元の問題がに 2001 年１月に「VECTOR ソフトニュース」
で MANDARA発生するようになってきた．MANDARA には，日本全国が取り上げられて以降ダウンロードが急増し（図１），イの市区町村の境界線が入った地図ファイルが付属していンターネットによる情報提供の重要性を実感した．

たが，市町村の合併により，頻繁に境界線が変化するようこうしてユーザーが増加していく中で，メールやホームになってきた．当初は，地図データを毎年更新して配布しページ上の掲示板で情報のやりとりが増加した．エラーのていたが，過去の統計データを地図化する場合や，予想さ指摘に対しては，可能な限り素早く対応し，また，機能追れる膨大な合併に対処するためには，地図データ中に時間加の要望のうち，実装可能なものについては実装していっデータを組み込むという方法が最も合理的であると考えた．このように，ユーザーとの対話を通して迅速にバージるようになった．さらに，当時筆者は，戦後の東京の通勤ョンアップしていくことは，市販アプリケーションではで圏の拡大過程を時系列的に示す研究に取りかかっていた

きないことであろう．

が，統計データは国勢調査のものが容易に入手できるにもかかわらず，地図データについては入手できなかったこと

４．教育・研究への応用も，独自にプログラムを作成する必要を感じた理由の一つ

4.1. 教育分野での活用と属性データ編集機能である．

筆者は埼玉大学の教育学部に就職したため，地理教育で当時すでに DiMSIS（畑山ほか, 1999）や STIMS（林ほの GIS の利用というテーマに関心を持つようになった（谷,か, 2001）など，GIS で時間データを処理するためのシス

2000, 2001, 2004a; 福田・谷, 2003）．2001 年には，名古屋テムが考案されていたが，一般には利用されていなかった．

大学教育学部附属中学校で，MANDARA を用いた授業が両システムは，位相構造暗示型のデータ構造を持つものだ行われた(谷ほか, 2001, 2002; 佐藤ほか, 2003)．その過程で，ったが，筆者が当該データ構造について検討したところ，表計算ソフトを利用できない中学生でも属性データが入中抜けや飛び地のオブジェクト，線形状オブジェクトに対力できるように，表計算ソフト風の入力フォーマットを作して特別な処理が必要になると考え，従来の位相構造明示成し，これを属性データ編集機能と呼ぶことにした．この型の構造を保ったまま，時間情報を追加する方法を考案し機能はフレキシブル・グリッドコントロールという OLEた（谷, 2002, 2004b）．

コントロールを利用して作成したものであるが，コントロデータ構造を決定してからプログラムのコーディングール自体には文字を入力したりする機能は含まれていなの作業に入ったが，それまでの地図データの構造から大きいため，作成にはかなりの労力を費やした．また，属性デく変化したため，コーディング前の事前の検討が重要となータ編集機能によってデータを変更すると，すでに設定さった．主な変更部分は，地図の描画部分と，地図データのれた階級区分などに影響を与えるため，そのための処理を編集部分であった．コーディング作業が完了してから，日コーディングする必要があり，これはかなりの量になった．

本の市区町村別の時系列地図データの作成に取りかかり，現在でも，一部のプログラム中の設定を変更する場合には，1955 年以降の任意の時点の市区町村別地図を表示できる属性データ編集機能の部分のコードを変更する必要があようになった．
現在のところ，数値地図や国土数値情報などの一般に利り，プログラム保守上，最も手間のかかる部分の一つとな用されている地図データは，ある一時点のものであり，時っている．
MANDARA の研究・教育利用は，主に大学の地理教育間情報は含まれていない．今後は時間情報を含んだ地図データが一般に広まることを期待したい．

で行われているようだが，他にも疾病学，環境学，都市計画，経営学，歴史学など，地図を利用する様々な領域に及4.3. テキストの発行と無料版の公開んでいる．例えば，方言を地図化してその分布を考察する
社会言語学において，MANDARA を使った地図化の技法

MANDARA をインターネットで公開して以降，ユーザが紹介されている（富山大学人文学部 GIS 研究会編, 2003;

ーも増えていき，操作方法を解説したテキストがあるとよ中井編, 2005）．

いとの声が聞かれるようになった．しかし，MANDARA教育利用についても，大学での利用だけでなく小・中・は頻繁にバージョンアップして機能や画面構成が変わっ高等学校での利用例が見られ，国土交通省が現在実施しててしまうため，しっかりしたテキストは作れないと考え，いる「GIS 定着化事業」の中の「みんなで調べて発表してヘルプとヘルプの内容を一つのファイルにまとめたマニ交流する教育用 WebGIS」プロジェクトの一部でも利用さュアル以上のものを作ろうという意欲は湧かなかった．それている（谷, 2005）．初等・中等教育における GIS 活用は，うした中で，2003 年に立正大学の後藤真太郎先生から声

現在のところ生徒自身による利用に注目が集まっているをかけられ，MANDARA のテキストを発行することになが，教員や生徒の負担を考えると，今後は資料提示用としった(後藤ほか, 2004)．しっかりしたテキストを発行すると23知識量が多いほど多様な表現方法が可能になる．

なれば，機能や画面構成を簡単に変更することはできない
ので，バージョンアップする MANDARA と，バージョン次にソフトの一部を構成する機能について，その処理手アップしない無料版 MANDARA とを分けることにした．

続きを考えることも開発の楽しみの一つである．「複数のMANDARA は，DOS 時代から郵送料とマニュアルコピーポイントで構成されるラインから，指定した間隔でポイン代を実費負担していただいており，それがネット公開後もトを間引きする」，「数値を持つ点データから等値線を描続いていたが，学校・大学・研究所等のアカデミック関係く」，「ある点を取り囲むようにラインを選択する」，「ラス者には無償でパスワードを送付していた．しかしアカデミター・ベクター変換」といった手続きの実装が，これに該ック利用者が増加するにつれ，メールの返信をするのがか当する．この機能レベルは，知識の習得よりも，自分自身なりの負担となってきた．そうした中で，バージョンアッの創造性を発揮できる面白いレベルであり，研究に当てはプしない無料版を出すことは，負担の軽減にもなるものでめれば，一つの論文作成に相当する．ただし機能レベルであった．当初筆者は，MANDARA のテキストに対してども，国土数値情報や数値地図 2500 の読み取り機能などは，の程度の需要があるか疑問であったが，発売から１年半の既存の仕様に合わせるだけなので，ソフト開発としては面うちに４刷まで増刷された．ワープロや表計算ソフトと異白くない部分である．

なり，MANDARA のような GIS では，操作方法に慣れる

最近では，バージョン 7.00 において様々な線種を表示まで若干の時間が必要であり，そうした中で操作方法をビする手続きを実装した．Windows API では，基本的に６種ジュアルに解説したテキストは必要なものだと改めて認類の線種しか用意されておらず，さらに出力デバイスによ識した．っては破線を描画する際に線幅が変わらないなど問題があった．そのため，多様な線種を表現するためには，幅の５．ソフト開発の面白さ異なる実線を組み合わせる必要がある．二重線や私鉄線・筆者の MANDARA のように，個人がソフト開発を行う

JR 線のような特殊な線種を，ユーザーが自由に作成できのは，既に述べたように「多くのユーザーに使ってもらうれば，ソフトの表現力が広がり，さらには自身の研究にものが嬉しい」，「ツールとして自身の研究に役立つ」という役立つのである．この処理手続きの考案・実装には数ヶ月理由だけでない．純粋にソフト開発自身を楽しめないと，かかったが，満足できる状態に仕上げることができた．

10 年以上にわたって開発を続けることはできないだろう．

最後に，ソフト全体に関わるデータ構造の検討という作

ソフト開発の面白さとは，創造する面白さに他ならない．

業があり，これは最も重要な点である．たとえば当初は属

自分の欲しい機能を，自分でアルゴリズムを考えて実装す性データをレイヤ，オブジェクト，データ項目からなる３るという仕事は，研究の空白を探し，仮説を設定してデー次元配列として保持していた．この方法は，目的のデータタを収集し，検証するという研究者の仕事と類似している．の位置をすぐに特定できるので便利であったが，配列の大個別の機能のアルゴリズムは，論文一本に相当し，全体ときさを自由に変更できない，レイヤによってデータ項目やしてのソフトウェアは，論文を集大成した学術書に相当すオブジェクトの数が異なるので無駄にメモリを消費する，るともいえる（図２）．という問題があった．そこで，バージョン 5.10 において，自分の欲しい機能を実装するためには，そのための手段属性データに関連するデータは１次元配列で保持するこである開発言語に関する知識が必要である．しかしとにし，レイヤのデータ配列中に当該レイヤのデータ項目

MANDARA の 開 発 言 語 で あ る Visual Basic だ け で はの配列のポインタを保持し，データ項目のデータ配列中にWindows の持つ機能を全てカバーできないので，Windows属性データの配列のポインタを保持することにした．これ

API と呼ばれるライブラリの知識が必須である．これらのによって，メモリを効率よく利用し，レイヤやオブジェク知識を身につけることは，研究に当てはめれば，特化係数ト，データ項目の数を自由に変更できるようになった．

や回帰分析といった分析手法を身につけることに相当し，地図データに関しても，前述したように途中から時間情

図 2 ソフト開発の面白さ

テクニカル・細かなテクニック

・部分的な機能・ソフト全体に関わるデータ構造

・Windows APIの操作・他のDLLの利用など
・ラスター・ベクター変換
・多角形内外判定
・境界線自動設定・自由な線種設定など
・位相構造・時空間データ・属性データの保持方法など

設計・思考
24

報が追加された．時間情報が追加される以前は，オブジェ

従来、使いやすいソフトを開発したとしても，それ自体クトに関するデータ，オブジェクトが使用するラインに関は研究業績とは見なされない傾向があった．しかしながら，するデータ，ラインに関するデータ，ラインの使用する点

2004 年度には地理情報システム学会で学会賞としてソフに関するデータ，のそれぞれが一次元配列で管理され，ポトウェア部門が創設され，ソフト開発自体も評価されるよ

インタで相互に関連づけられていた．時間情報を管理する

うになりつつある．ワープロやテキストエディタ，表計算ために，これらの配列に加えて，オブジェクト名の変化にソフトのように，既に定型化されて工夫の余地の少ないソ関するデータ，オブジェクトの代表点に関するデータ，オ

フトは異なり，GIS は多様な用途・データ構造を持っておブジェクトの継承に関するデータ，ラインの線種の変化にり，工夫の余地は十分に存在する．また，以前と比べてソ関するデータ，の 4 つの一次元配列が追加された．ただし，

フト開発自体は敷居が低く，容易になっているので，学部データモデルが確定しても，それをソフトに実装する際に生・院生のような若手から，新しいアイデアに基づく GISはさまざまな困難が伴う．しかし MANDARA は，開発当が出てくることを期待したい．

初から一つの地図ファイルを元に複数のレイヤを構成することができる構造だったため，レイヤごとに時間を設定

参考文献することによって，指定された時間のオブジェクトを抽出

後藤真太郎・谷 謙二・酒井聡一・加藤一郎（2004）:することができた．さらにオブジェクトの継承関係データ『MANDARA と EXCEL による市民のための GIS 講座を使って，複数の異なる時間のレイヤ間で集計する機能も－パソコンで地図をつくろう－』古今書院．
佐藤俊樹・谷 謙二・大西宏治・奥貫圭一・岡本耕平（2003）:作成することができた．

中学校における GIS を利用した教育実践．地理情報シ

このような作成途中でのデータ構造の大幅な変更は，アイデアを考えている段階では楽しいが，実際にコーディン

ステム学会講演論文集，12，229-232．
谷 謙 二 （ 1994 ） : 主 題 図 作 成 ・ 分 析 支 援 ソ フ ト

グ作業に入ると大量のコードの変更に追われることになる．この作業は，SE とプログラマの違いを実感する作業「MANDARA」．地理，39-10，128-129．

である．しかしつらいコーディング作業も，手続きが確定

谷 謙二（2000）: 学校教育用 GIS に求められる条件とそし，実装するための技術的問題が無ければ，日本語の文章の開発．埼玉大学教育学部地理学研究報告，20，20-26．

を書くのと同様に記述できる．コーディングが終わり，バ

谷 謙二（2001）: MANDARA で描く主題図．地理，46-8，11-16．

グを取ってプログラムが走ったときの気分は最高である．

谷 謙二・佐藤俊樹・岡本耕平・奥貫圭一・大西宏治（2001）:

もっとも多くの場合，その後に気づかなかった新たなバグ

中学校地理教育用 GIS の開発と教育実践の試み．地が現れるのだが．

理情報システム学会講演論文集，10，235-239．
谷 謙二（2002）: 時空間管理機能をもつ地理教育用 GIS

６．おわりにソフト開発はきわめて創造的な仕事である．さらに自分の開発とその応用．地理情報システム学会講演論文集，
11，215-220．

自身が必要な機能を使いやすいように実装することは，職人的な楽しみがある．ソフトウェアの専門家は，現場のニ

谷 謙二・佐藤俊樹・大西宏治・岡本耕平・奥貫圭一（2002）:

ーズを適格に把握する必要があるが，作成者自身がユーザ

中学校における地理教育用 GIS の開発と教育実践．
GIS-ーであればニーズの把握は問題とならない．また，研究プ

理論と応用，10(2)，69-77．

ロジェクトに基づいてソフト開発を行うと，プロジェクト

谷 謙二（2004a）: 地理情報システム（GIS）の教育現場終了後にメンテナンスが行われなくなるといった問題もへの導入－現状と課題－．埼玉社会科教育研究，10，考えられるが，個人が趣味で開発している場合は，関心が1-7．

ある限り開発が継続される．

谷 謙二（2004b）: 時空間情報システムと統計データ処理

しかし筆者のようなアマチュアが片手間にプログラミ－地理情報分析支援システム「MANDARA」を利用しングを行うことによる問題もある．最も大きな問題は，新て－．統計，55-8，15-19．

しい開発環境への対応である．特に MANDARA の開発ツ谷 謙二（2005）: 教育現場における GIS 活用の現状と課ールである Visual Basic6.0 は既にバージョンアップが行わ

題．学校の経営（群馬県総合教育センター），37，89-95．

れておらず，Visual Basic.net への移行が迫られている．既富山大学人文学部 GIS 研究会編（2003）: 『人文科学とに DOS から Windows へという大きな変化を経験したが，GIS』富山大学人文学部．

当時は大学院生で対応する余裕があった．しかし現在は新中井精一編（2005）: 『社会言語学の調査と研究の技法―

たな学習に取り組む時間が乏しい上に，MANDARA のソフィールドワークとデータ整理の基本―』おうふう．

ースコードは巨大になっており，対応は容易でない．

畑山満則・松野文俊・角本 繁・亀田弘行（1999）: 時空Windows XP が一般に使われている間は問題ないが，今後間地理情報システム DiMSIS の開発，GIS－理論と応用，の OS の動向によっては，MANDARA が使えなくなるこ

7，25-33．とも十分考えられる．
25

林 悌二郎・根岸幸生・大沢 裕（2001）: 時空間情報シス
テム STIMS における属性情報の管理と検索，地理情報システム学会講演論文集，10，1-4．
福田徳宜・谷 謙二（2003）: 高校地理教育における GIS利用の可能性．埼玉地理，27，17-25．

26