日本情報地質学会シンポジウム 2016 講演論文集, 1-17, 2016
i-Const./CIM 時代の地形・地質三次元モデリング

フリーソフトによる衛星データの３次元表示
古宇田亮一*

3D visualization of satellite image data using free and open-source software
Ryoichi Kouda**

特定国立研究開発法人産業技術総合研究所 AIST., 1-1-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki 305-8567, Japan.
E-mail: roy.kouda@aist.go.jp

キーワード： フリーオープンソースソフトウエア，衛星画像データ, ３次元表示, Web-GL，three.js
Key words : Free and Open-Source Software, Satellite Image Data, Three-dimensional
Visualization，Web-GL，Three.js

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緒言
・ＧＩＳソフトウエア開発動向の一つに「３次元化表示」がある．
・代表的なGISソフトであるESRI社のArcGISでは，建物や樹木等を平面GISに上乗せすることを３次元表示と呼ぶことが多い．
・一方，地下構造を表現できる「真３次元」化は，ソリッドモデル又はボクセルモデルによる通常の３次元CADと大きくは変わらない．
・GISの大きな違いは，歴史的蓄積のある平面座標系を持つことにある．即ち，地球の曲面を幾何学的に平面投影処理する点である．
・衛星画像は地表情報だけに限定されることが多いので，地形高度と合わせた３次元表示をもって３次元と称し，あるいは「２．５次元」と称されることもある．即ち，３次元地球をそのまま扱うのではない．
・投影した平面分布図を基に構築するので， 「疑似３次元」である．
・ここでは，この「２．５次元」表示，すなわち，標高を伴う平面GISの表示を「３次元表示」と称することにする．
・有料ソフト・データは数多いが，今はフリーに使えるものに限定する．
・最近の進歩は，フリーにより初期コスト削減可能な点にある．
2「フリー」と聞いて，引く人々
・コンピュータウイルスは「フリーソフト」
・有料なら中身が確実でサポートもよい（はず）
・有料なら高度で多様な処理ができる（はず）
・ゆえに，フリーは使わないvs. オープンソースは集合知・オープンソースを扱えるならウイルスフリー・検証可能で，サポートは世界中のボランティア
・最新で高度な処理を求めるなら集合知が最適
・国の衛星画像フリー化は世界の流れ「心の障壁」をはずしましょう23フリーGISソフトの導入
・フリーGISソフトウエアにもいくつかある．
世界的にもっともユーザーが多いQGISは，２０１６年１０月時点の最新版が「2.18.0」版である．
http://www.qgis.org/ja/site/forusers/downl
oad.html
・上記のダウンロードサイトの所望の行をクリックすることで，インストーラが得られ，WindowsOSであれば，３２bit版か６４ビット版かに従って対応するインストーラをダブルクリックすることで，簡易にインストールできる．
・Windows版の他に，MacOS版やLINUX版，BSD版，Android版がある．

4

フリー標高データの導入
・「３次元表示」には数値標高データが必要である．
・衛星画像との対応が良いデータの代表的なものが分解能1 arc secondのSRTMデータで，USGSのEarthExplorerサイトからダウンロードできる．
http://earthexplorer.usgs.gov/
・日本のASTERデータも画像と同じ範囲の水平30m分解能の標高データを含み，産総研のサイトからダウンロードできる．
https://gbank.gsj.jp/madas/
・日本のALOSデータも水平30m分解能の標高データがフリーでダウンロードできる．
http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/index.htm
・日本国内限定ながら，国土地理院のダウンロードサ
イトから，水平５０mメッシュと１０ｍメッシュの数値標高データが条件付きで得られる．
http://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php#
・有料のサイトでは，水平10mより分解能の高い標高データが得られることがある．

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フリー衛星画像の導入
LANDSAT → Earth Explorer

http://earthexplorer.usgs.gov/

6

IDとPASSWORDの設定

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対象地域への移動

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選択領域の設定 –'use map'-95

データセットの選択

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雲量など追加的条件

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選択結果の表示

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Footprintの確認

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画像のサムネイル表示

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ダウンロードの選択

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8

SRTM地形標高データの取得

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ASTER画像
ID・パスワード設定などがなく，検索後，いきなりデータダウンロードプロセスに入れる．

https://gbank.gsj.jp/madas/

917

ASTER画像ダウンロード

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Sentinel データの選択

https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home

1019対象地域の選択

20

衛星選択

21

11

ユーザー登録が必須

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探しても無ければ条件を変更する

23

12

ALOS衛星の地形データ

http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/index.htm

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２．５次元の事例：アフリカ大地溝帯
https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Rift_Valley
ASTER image of a graben in theAfar Depression

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東アフリカ大地溝帯（ケニア西部）(Google Image)26

ケニアの大地溝帯GIS
紙地質図も簡易にGIS化

QGISレイヤー重ね合わせ表示

LANDSAT RGB=5,4,3

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ASTER RGB=3,2,127

SRTM地形標高画像(4シーンのモザイク合成）
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３次元表示（Landsat, ASTER画像）
Landsat RGB=5,4,3; 手前ASTER RGB=3,2,1

手前NAIVASHA湖の幅が18km

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３次元表示（地質図，ASTER画像)
1987地質図 scale 1:1,000,000; ASTER RGB=3,2,130

合計3MB以下の４ファイルを．．．

．．．メール添付で送れば，どこでも３次元表示（時間あれば実演）
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結語・代表的なフリーGISソフトであるQGISには，プラグインとして標準的なthree.jsのアプリ「Qgis2three.js」があり，メニュー「Web」の中から選択できる．
・衛星画像データを地形標高データと組み合わせて，高さ方向を強調する３次元表示が可能．
・作成結果は数MB以下の大きさなので，メール添付等により遠方へ送り，受信側のWebブラウザのWEB-GL機能により，同一の３次元（動画）表示ができる．
・衛星画像は，主に，米国のランドサット画像，日本のASTER画像，欧州のセンチネル画像がフリーで利用できる．
・地形標高データは，衛星画像と解像度が適合するフリーなSRTM, ASTERDEM, ALOS-DEM等を用いることができる．
・国レベルのGISデータは国連地理課のフリーなGlobal Mapが利用できる．
・国レベルの縮尺であれば，衛星画像データ並びにGISデータは，近年のオープンデータ環境下で，ソフトウエアも含めて，全てフリーで構成できる．

・この操作環境は，例えば，インフラ輸出のための調査や資源探査の初期コストを大幅に下げるだけでなく，環境監視等の様々な国際共同プロジェクト等に役立ち，離れた協力者との３次元表示情報の共有等にも効果がある．
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御清聴ありがとうございました．
ご質問等は，以下にメールしていただいても構いません：
roy.kouda@aist.go.jp

引用URLまとめ:http://www.qgis.org/ja/site/forusers/download.html
http://earthexplorer.usgs.gov/
https://gbank.gsj.jp/madas/
http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/index.htm
http://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php#
http://ncsu-osgeorel.github.io/geospatial-modeling-course/lectures.html
https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home
https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Rift_Valley
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