森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
小島脩平

平成29年11⽉28⽇（⽕）
森林GISフォーラム 平成29年度 地域シンポジウム in つくば

国⼟地理院について2• 国⼟交通省の特別の機関• 仕事は「測る」「描く」「守る」• ⼀般公開施設「地図と測量の科学館」併設
国⼟地理院のウェブ地図

地理院地図のご紹介
国⼟交通省 国⼟地理院
地理空間情報部 情報普及課
⼩島 脩平
1
Ministry of Information
Land, Infrastructure,
Transport
Geospatial
Authorityof Japanand Tourism

地理院をおにぎり屋に例えたら

3

どのように提供するか
国⼟地理院が整備する国の基盤となる地理空間情報

所属する部署の担当業務

空中写真
⽥んぼの整備↓測量・観測

⽶の⽣産・具の調理
↓

地図の整備

4

地形図

主題図

災害情報

標⾼

測量法に基づく提供 → 誰でもアクセス可能な形で地理空間情報活⽤推進基本法に基づく活⽤推進 → 活⽤しやすい形で政府のオープンデータ戦略 → 官⺠協働の推進、⾏政の効率化等につながる形でおにぎりを売り出す↓

地図の提供

ウェブ地図で提供

ウェブ地図とは︖なぜウェブ地図が良い︖

5

本⽇の内容

6

１．地理院地図の紹介

ウェブブラウザで⾒られる地図

２．地理院タイルの活⽤
３．今後の展開 - ベクトルタイル提供実験 -特別なソフトウェアがなくてもいつでも誰でも使える︕

1

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
小島脩平

7

地理院地図

8

• 国⼟地理院が捉えた⽇本の国⼟の様⼦を発信するウェブ地図• ベースとなる地図の上に、様々な情報を重ねて⾒られる• 特別なソフトウェアのインストールなくパソコンやスマホで利⽤

１．地理院地図の紹介

国⼟地理院HPのトップからもアクセス可能https://maps.gsi.go.jp/

地理院地図︓５つのポイント

9【ポイント１】最新の道路や鉄道が載っている︕

10【ここがポイント︕】

主要な道路や鉄道は、供⽤開始⽇に地図に反映しています。

１．最新の道路や鉄道が載っている︕
２．様々な情報が⾒られる︕
３．昔の写真が⾒られる︕
４．どこでも標⾼がわかる︕
５．３Dでも⾒られる︕

地図に反映

施設整備・管理者からの情報
地理空間情報の活⽤促進のための協⼒協定

地⽅公共団体等と国⼟地理院が、お互いに保有する地理空間情報の相互活⽤を⾏い、連携・協⼒を強化【ポイント２】様々な情報が⾒られる︕

11

地形図、写真、地形分類、災害情報など、
1,800以上の項⽬が収録されています。
アナグリフ

陰影起伏図

傾斜量図

12

【ここがポイント︕】【ここがポイント︕】

⾊別標⾼図【ポイント３】昔の写真が⾒られる︕★森林に関係しそうな情報• 空中写真• 標⾼• 地形が分かりやすい図• ⾊別標⾼図• アナグリフ• 陰影起伏図• 傾斜量図etc…

戦前から現在に⾄るまでの⼟地の変遷も⾒ることができます。
1936年（昭和11年）頃の
東京駅周辺 約80年前

2009年（平成21年）の
東京駅周辺

東京駅東側に外濠が確認できる

現在は道路として利⽤されている

2

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
小島脩平【ポイント４】どこでも標⾼が分かる︕

13【ポイント５】 ３Dでも⾒られる︕

14【ここがポイント︕】【ここがポイント︕】

様々な情報を３Dにして⾒ることができます。

津波等の災害対策に役⽴ちます。

写真

⾊別標⾼図

災害情報

地下の震源断層モデル
+震源分布

海外の地形

3Ｄ表⽰しているものを
3Dプリンタ⽤データとしてダウンロード可能

ここをクリック【事例】H28.4 熊本地震

15

地震に伴う断層破壊の広がりを、点（余震分布）ではなく⾯（断層⾯）の情報で⽰すことで、地震による被災状況予測に役⽴つ⇒ 迅速な救助・復旧に寄与•【事例】H28.4 熊本地震

16

断層の滑りが地表付近まで達していることが分かる！

２Ｄで⽔平範囲は把握できる⼀⽅、断層の深さ（地表までの距離）は把握しづらい実際の断層モデルの形状や⼤きさをわかりやすく表⽰することができます

地理院地図Globe17３Ｄ表⽰した情報をシームレスに閲覧できます。

地理院地図の機能

18

地理空間情報を活⽤するための各種ツール群
検索

地名・住所
経緯度

グリッド
経緯度・UTM

情報表⽰
住所・経緯度
標⾼

簡易な作図
保存・読込

計測

距離・⾯積

現在位置
スマホ対応

https://maps.gsi.go.jp/globe/index_globe.html

3

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小島脩平

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「地理院地図」と「地理院タイル」

20

地理院地図

地理院タイル

ウェブ地図
サイト

ウェブ地図⽤データ↓↓

２．地理院タイルの活⽤
HTMLJavaScript
CSS

地理院タイルをより⼀層活⽤いただくために

21

１．オープンデータ施策

22

地理院地図サーバ

3つのオープン施策

地理院地図（サイト）

地理院タイル（データ）HTML①オープンデータ施策

JavaScript
CSS②オープンソース施策
他のシステムやソフトウェア、
アプリでも使いやすい形式で⾃由に利⽤できる
オープンデータとして提供③オープンイノベーション施策

地理院タイルは”⼀般的”な形式

23

タイル︓縮尺に応じてあらかじめタイル状に分割されたウェブ配信⽤データ→ ⼀般的な形式
縮⼩

QGISでも地理院タイルを表⽰可能• 地理院タイルのWMTSメタデータ提供実験（https://github.com/gsi-cyberjapan/experimental_wmts）
http://gsi-cyberjapan.github.io/experimental_wmts/gsitiles_wmts.xml

拡⼤
表⽰範囲のみダウンロード地図表⽰の際には、必要な範囲のみデータをダウンロードするので表⽰が⾼速に⾏える。

4

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出典の記載で利⽤可能

25

２．オープンソース施策

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地理院地図サーバ

地理院タイルは「国⼟地理院コンテンツ利⽤規約」に基づいて利⽤可能

地理院地図

地理院タイル

http://www.gsi.go.jp/kikakuchousei/kikakuchousei40182.html

HTML

国⼟地理院のウェブサイトで公開している情報は、別の利⽤ルール（※）が適⽤されJavaScript

るものを除き、複製、公衆送信、翻訳・変形等の翻案等、CSS

⾃由に利⽤できます。また、商⽤利⽤も可能です。
→出典の記載により利⽤可能︕①オープンソースを利⽤して地理院地図を開発し、②地理院地図⾃体もオープンソースにする。

※標準地図等の”基本測量成果”については、その利⽤⽅法によっては、測量法に基づき、申請等が必要な場合がある。

http://leafletjs.com/
http://cesiumjs.org/

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２．オープンソース施策■地理院地図で利⽤している
オープンソースソフトウェア（OSS）

地理院地図のソースをオープンソースとして
技術者向けSNSであるGitHubに公開

３．オープンイノベーション施策

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地理院タイルの活⽤⼒を持つ外部技術者（受託開発者、ツール提供者）をパートナーとし、地理空間情報活⽤のオープンイノベーション
を⽬指す情報共有・意⾒交換の場

https://github.com/gsi-cyberjapan

地理院タイルを活⽤した
受託開発

地理院地図のソース⼀式

https://github.com/gsi-cyberjapan/gsimaps

受託
開発者

ツール
提供者

98者

67者

（H29.11現在）

誰でもダウンロードして⾃分のウェブサーバにおけば、地理院地図のようなウェブ地図が簡単にできる。
カスタマイズも⾃由︕

地理院タイルを活⽤した
ツール開発

具体的な活⽤をカタログ化した「地理院地図パートナーリスト」

国⼟地理院

発注者・
エンドユーザ地理院タイルの提供

年2回実施。誰でも参加可能です︕

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地理院タイル アクセス数の推移
地理院タイルのアクセス状況（月間）

地理院地図パートナーネットワーク会議（情報共有・意⾒交換）

平成

22

20
20億

27

18

⽇

9

16
16億

12億
12
10

4

9

1128

10

8

平成 年 ⽉九州北部豪⾬28

平成 年 ⽉台⾵ 号及び
号・ 号

御嶽⼭噴⽕

14

平成 年 ⽉
熊本地震

27

（タイル）

平成 年 ⽉関東・東北豪⾬

9豪⾬︵ 広島等︶

29
7

88億
6
44億
2

0

0

2014/04
2014/05
2014/06
2014/07
2014/08
2014/09
2014/10
2014/11
2014/122015/01
2015/02
2015/03
2015/04
2015/05
2015/06
2015/07
2015/08
2015/09
2015/10
2015/112015/122016/01
2016/02
2016/03
2016/04
2016/05
2016/06
2016/07
2016/08
2016/09
2016/10
2016/112016/122017/012017/022017/032017/04
2017/05
2017/06
2017/072017/082017/092017/10（地理院地図パートナーネットワーク・アンケートより）

⽉

・国土地理院からの技術情報の提供にあわせ、弊社製品の改良を行った。
・他のパートナーの活動を知ることができ、非常に有意義。
・地理教育の課題について問題意識を抱くよい機会になりました。

8⽉

パートナーネットワークをきっかけに
CIM、防災、気象、自治体公開型GIS、除雪管理、山林管理など
多様な分野におけるシステム・サービスが創出されている。

年

月

4

26 26

年

年

26

平成

パートナーによる
デモ・ハンズオン（11月07日更新）

平成29年7⽉⽉間アクセス数が20億タイルを突破︕
平成国⼟地理院・パートナーによる
プレゼン

30

5

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小島脩平

⽉間約20億タイルって︖

32

31



A4地図 約１.5億枚分に相当

毎⽇、約490万⼈がＡ４地図を利⽤した場合に相当

地理院地図
サーバ

３．今後の展開- ベクトルタイル提供実験 -ベクトルタイルと画像タイル
ベクトルタイル（新たな形式）• 地図の内容はテキストとして格納• 点・線・⾯毎に種別や状態等属性情報も格納可能
ベクトルタイル"coordinates":[[140.081568,36.137812],[140.081176,36.137561]]"rdCtg":"国道""rnkWidth":"19.5m以上"……
"coordinates":[[140.085346,36.141840],[140.085187,36.141666]]"rdCtg":"都道府県道""rnkWidth":"5.5m-13m"

属性名

属性値

rdCtg

国道

rnkWidth19.5m以上…

…

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画像タイル（従来の形式）• 地図の内容は画素値（ピクセル毎の⾊情報）として格納(R,G,B)(0,0,0)(255,122,122)(100,100,100)(140.081176,36.137561)→ 地図の内容の機械判読が可能︕
属性値によって⾊や太さ等スタイルの変更が可能︕(255,255,0)→ 地図の内容の機械判読は困難
⾊や太さ等スタイルを⾃由に変更する
ことは困難

ベクトルタイルの応⽤

35

クリックすると解説が表⽰され、凡例不要で読解できる
今までは…

34

ベクトルタイル
ベクトルタイル"coordinates":[[140.081568,36.137812],[140.081176,36.137561]]"rdCtg":"国道""rnkWidth":"19.5m以上"……
"coordinates":[[140.085346,36.141840],[140.085187,36.141666]]"rdCtg":"都道府県道""rnkWidth":"5.5m-13m"

画像タイル

この部分
の意味

(経度,緯度)(140.081568,36.137812)

ベクトルタイルの描画

国道→ 赤
都道府県道 → 黄
その他
→ グレー
……
庭園路
→ 破線

道路中⼼線

19.5m以上 → 5px
13m-19.5m → 4px
5.5m-13m → 3px
3m-5.5m
→ 2px
3m未満
→ 1px

鉄道中⼼線・注記（駅名）

スタイルを指定するファイルに基づいて地図を描画

利⽤者の⽬的に応じてスタイルを定義→ 様々なスタイルの地図が簡単に作れます︕

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ベクトルタイルの応⽤
地名情報をクリックすると地名を読み上げる地図

ベクトルタイルを使うと…
居住地名♪にしにっぽり5ちょうめ

⾃然地名♪いっぱさんきゅうほう

凡例と⾒⽐べながら読み解く必要

すぐに＆確実に情報を把握可能→ 難読地名の読み⽅確認、外国⼈観光客の⼿助けに

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小島脩平

ベクトルタイル提供実験

38

37

国⼟地理院研究開発基本計画

今ココ• 今年度の検討事項（予定）– ベクトルタイルの作成⼿法と整備項⽬について– ベクトルタイルを⽤いて最適な背景地図を描画する技術について
ベクトルタイル提供実験では、事業化に向けた検討を進めるため、
随時、みなさまのご意見、活用事例の紹介を受け付けています。

まとめ※ベクトルタイル提供実験サイト（GitHub）
https://github.com/gsi-cyberjapan/vector-tile-experiment

本⽇のまとめ
1.

2.

3.

39

国⼟地理院の整備する様々な地理空間情報を「地理院地図」でご利⽤いただけます。
地理院地図のデータ「地理院タイル」は、地理院地
図以外の様々なシステム、ソフトウェアでもご利⽤いただけます。

地理院地図をご活⽤ください︕

40

地理院地図 https://maps.gsi.go.jp/
Twitter @gsi_cyberjapan
GitHub https://github.com/gsi-cyberjapan

現在主流の画像に加え、「ベクトルタイル」の提供に向けて検討を進めています。

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森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
山野邉隆

森林クラウドによる行政と林業事業体の情報共有を目指して

本日の話題提供①茨城県の森林GISの運用状況②森林ＧＩＳから森林クラウドへ

茨城県農林水産部林政課
計画グループ 山野邉 隆③市町村との合意形成

森林ＧＩＳフォーラム 平成29年度地域シンポジウム in つくば（H29.11.28）④林業事業体への普及

茨城県マスコットキャラクター
ハッスル黄門①茨城県の森林GISの運用状況①茨城県の森林GISの運用状況指標でみる茨城県

茨城県森林GISの主な管理レイヤ

民有林の分布 県土面積低

標高

高

国有林の分布

森林の多い
大子町（25,666ha）

589千ha 森林面積187千ha
林野率32％（全国46位）
 素材生産量
43万m3（全国15位）
 工場立地面積・10年累計
1,087ha（全国１位）

 森林計画図

 空中写真 林地開発許可履歴

 間伐事業履歴

・森林は少ないながら，林業県の一面も森林の少ない
五霞町（18ha）

・平坦地が多く，開発も多い（伐採届の約半数が転用案件）①茨城県の森林GISの運用状況②森林ＧＩＳから森林クラウドへ

茨城県森林ＧＩＳの運用状況

なぜ森林クラウドに移行するのか 平成14年度に森林GISを導入後，青焼きの森林計画図と並行運用の期間を経て，平成23年度に完全移行
 県出先事務所（7），市町村（43）に対して，電子記録媒体（ＣＤ，ポータブルHDD等）によりデータ配布
 森林組合・林業事業体から申請により，森林計画図（紙・電子）等を交付
大子

県庁林政課
（ＧＩＳ・スタンドアロン）
伐採届の写し（紙）林地開発許可申請の写し（紙）間伐事業履歴（小班リスト）

常陸太田

各種森林計画資料を作成・配布笠間水戸筑西

県農林事務所（林業指導所）（ＧＩＳ・スタンドアロン）

本庁

鉾田

現状として，情報の伝達過程に多くの労力と時間を費やしており，必要な情報を必要な時期に得られないので，情報の発生源入力とネットワーク化が必要ではないか加えて，森林法改正（H28年５月）で新たに発生する以下の業務に対応するため，市町村が自ら地図情報を管理し，県と共有できる体制が必要ではないか・「林地台帳制度」の創設
・「伐採及び伐採後の造林に係る森林の状況報告」の義務化

伐採届の写し（紙）土浦

市町村（閲覧用ビュアー）法改正当時，森林ＧＩＳを導入済の市町村がなく，H30年度の運用開始を目指し，森林クラウドの導入を検討(計画編成用として現行森林GISは継続運用)

1

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
山野邉隆②森林ＧＩＳから森林クラウドへ②森林ＧＩＳから森林クラウドへ

森林の土地に関する地図「林地台帳制度」の創設
 市町村が森林一筆ごとの台帳を作成・公表（H31年4月本格運用）【県・森林簿】林小班番号

 地籍図と森林計画図を活用して林地台帳に付帯する地図を作成【市町村・所有者届出等】現に所有している者の情報（林野庁「林地台帳及び地図整備マニュアル（H29.3改訂）」より抜粋【法務省・登記簿】所在，地番，地目，
面積，所有者氏名，住所，共有の有無，
登記年月日，地籍調査の実施状況【各種事業，制度】境界測量の実施状況，
森林経営計画認定状況，ゾーニング指定状況

林地台帳及び地図の整備には，県と市町村の保有情報を共に使用するので，セキュリティの高い共有環境が重要。

（林野庁「林地台帳及び地図整備マニュアル（H29.3改訂）」を一部加工②森林ＧＩＳから森林クラウドへ③市町村との合意形成「伐採及び伐採後の造林に係る森林の状況報告」の義務化
 伐採した森林について，造林が終わった日（伐採後に森林以外の用途に供する場合は，その伐採が終わった日。）の状況について，
造林が終わった日（森林以外の用途に供する伐採が終わった日）
から30日以内に市町村長に報告書を提出

伐採箇所について，相当期間の指導・
監督が必要なので，届出履歴の管理が重要。

森林クラウドの導入準備～体制づくり
Ｈ28．６月市町村説明会
個別ヒアリング 森林クラウド構想を市町村に提案
 この時点での賛同は６割程度
 自力導入と比較検討したい，具体的な仕様と費用を示してほしい，との意見も多数

Ｈ28．７
～８月

RＦＩ（情報提供依頼）の実施
ワーキングチーム設置

 ベンダー各社からプレゼン方式で情報収集
 県（本庁・出先）・市町村の林務・情報担当課で構成するＷＴを設置し，基本方針等を検討

Ｈ28．９月【整備基本方針の策定】
 行政専用回線（ＬＧＷＡＮ）利用の森林クラウドで，林地台帳を運用
 市町村が提供する地番図に基づき，県が林地台
帳原案を作成し，市町村が原案を確認・修正する
役割分担 伐採届，施業履歴等の地図情報を管理，共有 インターネット回線を利用し，林業事業体とも情報を可能な範囲で共有

整備基本方針の策定
概算費用の提示【概算費用の提示】
 基本方針に基づき，概算費用を見積
 構築，保守運用負担を，県：市町村＝１：１とする
 市町村別の負担を，均等割＋森林面積割とする

Ｈ28．10月

市町村への意向調査

 基本方針，概算費用に基づき，市町村へ意向調査した結果，５条森林の存在する全43市町村が参加

林野庁資料を一部加工③市町村との合意形成④林業事業体への普及

森林クラウドの仕様検討～発注～構築
仕様検討

 「林地台帳及び地図整備マニュアル」等を参考に，
ＷＴで詳細仕様を検討
 林地台帳の情報提供は，市町村ごとの個人情報取扱ルールにより対応が分かれることが想定されたため，紙媒体，電子記録媒体，オンライン（インターネット回線経由）等の様々な情報提供ケースに対応
 伐採届，施業履歴，森林経営計画，保安林の管理に対応
 なりすまし防止のため二要素認証でログイン制御（インターネット側）

プロポーザルの募集
審査・委託契約 県と市町村で構成する「茨城県市町村共同システ
ム整備運営協議会」から共同発注
 プロポーザル方式による委託業者選定
 県，市町村の共同審査により，（株）パスコを選定，委託契約

Ｈ28．11～H29．３月

Ｈ29．４
～６月

Ｈ29．７
～

行政と林業事業体との情報共有イメージ
行政専用回線（ＬＧＷＡＮ）利用のＧＩＳ

インターネット回線利用のＧＩＳ（PC端末，ブラウザがあれば利用可能）

データ共有
茨城県市町村共同システム整備運営協議会

県
森林計画図
事業履歴等

データ共有

県・市町村担当者調整

 プロポーザルで提案された機能をふまえ，業務ごとにヒアリング，デモプレイを交えながら，詳細仕様，
業務フローを調整
 平成30年１月からの仮運用，４月からの本運用を予定

森林組合
林業事業体等

公開可能な行政情報の提供

市町村
林地台帳
事業履歴等

各種申請・届出
運用支援

運用支援（操作研修等）（操作研修等）

保守委託※林地台帳のオンライン提供は可能な市町村のみ（調整中）※平成30年４月からの運用開始を予定（行政側のみ）○施業履歴の管理○作業道の管理○境界明確化実績の管理○各種届出・申請の書類作成（伐採届，経営計画，造林補助等）

ライセンス料※「認定事業体であること」等の利用条件を設定予定※平成30年度下期中の運用開始を予定

2

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
山野邉隆④林業事業体への普及④林業事業体への普及

シンポジウムによる森林クラウドの普及

林業事業体が求める森林情報
森林組合・林業事業体は，信頼できる筆界，地形，路網等の情報を必要としている
変に加工されていない
情報がほしい！

森林計画図，森林簿への情報集約は限界があるので，テーマ別に情報提供する方が現実的
林相界と所有界が混ざると使いづらい！

平成29年11月21日（火） 講演会，実機展示を実施④林業事業体への普及

現場管理に有用な地図情報を収集
森林クラウド構築と並行し，地形，路網関係の地図を作成するとともに，可能な範囲で関係機関に情報提供を依頼
標高・傾斜・方位区分図（国土地理院ウェブサイトの数値標高モデル

森林クラウドへの期待
森林整備における市町村の役割は徐々に強化されているを加工して作成（https://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php）

陰影図（日光砂防事務所）に，林道レイヤ（茨城県），公道レイヤ（NTT空間・電子地図）を重ね，350mバッファ設定したもの。
陰影図により作業道を確認することもできる（赤枠）。

今後，森林組合・林業事業体等には，自立した林業経営による森林管理が求められてくる
林地台帳制度の創設，伐採届出制度の改正は森林クラウド導入のきっかけだが，情報の集積により政策，経営判断ツールへの発展を期待

この地図は，国土交通省日光砂防事務所長の承認を得て，同所が調製した「H24日光砂防事務所航空レーザ計測業務（久慈川流域）」の数
値地形図を複製したものである（承認番号 国関整日調第68号）

ご静聴ありがとうございました

茨城県マスコットキャラクター
ハッスル黄門
宇宙飛行士／ロボットスーツVer

3森林GISフォーラム
内⼭庄⼀郎

地域シンポジウム in つくば

平成 29 年度 地域シンポジウム in つくば「研究開発、新技術と森林 GIS」

無人航空機による森林被害の調査-西表島のマングローブ林の事例内山庄一郎（国立研究開発法人 防災科学技術研究所）
uchiyama@bosai.go.jp
要旨
西表島（沖縄県八重山郡竹富町）仲間川下流域の湿地帯には、潮間帯上半部に森林生態系を構築するマングローブ林が広く分布している。2006 年 9 月および 2007 年 9 月、10 月には 30 年に一度といわれる風速 30m/s を超える台風が襲来した。これによるマングローブ林の破壊が生じたことが知られていたが、その規模までは明らかにされていなかった（斎藤・他、2009）。方形区を設定するこれまでの調査手法では、広域における森林破壊の状況を評価することが難しい面がある。そこで、台風前の 1978 年の空中写真と台風後の 2015 年に無人航空機から撮影した空中写真をそれぞれ SfM 多視点ステレオ写真測量で解析し、二時期の地表面標高データとオルソモザイク画像を得た。二時期の標高差を求めることにより、台風で倒壊したと推定される範囲を抽出した。さらに、1978 年からの 37 年間で、マングローブ林の成長のみならず樹冠が低下した領域が広く存在することが示唆された。森林の状
況を面的に把握できる本手法は、森林や地形を対象とした研究に広く活用可能である。
キーワード：SfM 多視点ステレオ写真測量、無人航空機、空中写真、変化抽出
1. 目的
台風により破壊されたマングローブ林の被災状況と、そこからの回復過程を明らかにするためにも、災害前後のマングローブ林の状態を把握することが必要である。方形区による
これまでの現地調査では広域の状態を面的に把握することは難しい。そこで、航空機や無人航空機から撮影した空中写真を SfM 多視点ステレオ写真測量(Structure from Motion andMulti-view Stereo photogrammetry)によって解析し、2006 年および 2007 年の台風で破壊された倒壊したマングローブ林の範囲を明らかにすることを目的とする。
2. 対象地域
西表島の南東部、仲間川の下流域に広がるマングローブ林を対象とする（Fig. 1）。本地域には 2006 年 9 月および 2007 年 9 月、10 月に風速 30 m/s を超える 3 度の台風が襲来した。
この台風により、広い範囲でマングローブ林の葉が飛ばされたり、幹が折れたり、倒木するなどの被害を受けた（Saitoh et al., 2009）。2015 年に無人航空機で撮影した空中写真を観察
す ると、台風で破壊されたマングローブ林床に目立った回復は見られない。

1

森林GISフォーラム
内⼭庄⼀郎

地域シンポジウム in つくば

平成 29 年度 地域シンポジウム in つくば「研究開発、新技術と森林 GIS」

Fig.1 対象地域
西表島（沖縄県八重山郡竹富町）の南東部、仲間川の下流域
3. 手法
1.

全体の概要
対象地域の災害前の状態を把握するため、台風襲来前に撮影された空中写真を入手する。

この地域では、大縮尺のカラー空中写真は 1978 年が最新であった。次に、無人航空機で対象地域を撮影する。地上基準点（GCP: ground control point）座標を得るため、GNSS (Global
navigation satellite system) により座標観測を行う。空中写真および GCP 座標を使用して SfM
解析を行い、地表面標高データ（DSM: Digital surface model）とオルソモザイク画像を作成する。SfM 処理は 1978 年と 2015 年の各時期で行い、二時期の DSM を作成する。二時期のDSM を GIS で減算処理することにより、標高の変化量を得る。
次に、現地調査として植生の樹種、樹高の計測と微地形の観察を行い、2015 年の無人航空機撮影画像から作成した DSM と現地の状況との調和性を確認する。
2.

空中写真

災害前の空中写真として、国土地理院が 1978 年に撮影した空中写真データを購入して使用した。空中写真とは航空機から垂直直下方向を撮影した写真である。1978 年の空中写真
は一辺 23 cm の航空写真フィルムで撮影され、国土地理院が 1,270 dpi（1 画素のサイズが 20
マイクロメートル）でスキャニングし、デジタル化した画像データである。フィルムをスキャニングしてデジタル化された画像データは、わずかに回転していたり、主点位置がずれて

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いたりするため、これを補正する必要がある。ここでは、簡易的な補正（Uchiyama, et. al, 2014
） を行った。写真番号は COK-77-5、合計 33 枚のカラー空中写真を使用した（Table 1）。次に、 災害後の空中写真として、2015 年 6 月に無人航空機で撮影を行った。無人航空機には
デジ タルカメラを搭載し、事前に設定したコースに沿って 2,218 枚を撮影した（Table 2）。
Table 1 使用したカラー空中写真
写真番号
COK-77-5
コース番号

C12-23 to 31, C13B-8 to 16, C14B-12 to 20, C15-1 to 6

撮影高度1,600 m

撮影縮尺

1:10,000

カメラ

RC-8

フィルム

カラーフィルム

撮影年月

1978 年 1 月

スキャニング解像度

1,270 dpi (20 micro meter per pixel)

Table 2 使用した無人航空機および撮影諸元
無人航空機
Trimble UX-5
カメラ

Sony NEX-5T (APS-C, 16M pixels)

焦点距離
飛行対地高度

15 mm

撮影年月

2015 年 6 月

撮影枚数

1,050 枚（対地高度 150 m）, 1,014 枚（対地高度 250 m）

150 m, 250 m

3. 位置座標データ
1.
測量手法
地上基準点測量は、GNSS による観測で実施する。GNSS 機器は Trimble Geo7 X を使用した。VRS（Virtual reference station）による RTK（Real time kinematic）測位方式で観測した。
2.
地上基準点の選定
SfM 解析によって DSM を作成するためには、空中写真に写っている地物に対し位置情報を付与する作業が必要である。国土地理院で販売されている空中写真を使用する場合、地上基準点になりうる道路の白線や人工構造物などをあらかじめ選定し、その位置座標を測定する必要がある。地上基準点の選定の際には次の点に注意した。
・空中写真の撮影当時と現在とで、地点の高さおよび形状に変化が無いこと。特に道路の白線は頻繁に引き直されるため、白線の位置が空中写真撮影当時と同じ位置であることを確認する必要がある。道路の舗装が更新されたり、嵩上げされたりすることによって高さが変化している地点は、地上基準点としては不適切といえる。
・地上基準点として使用する地表面には、凹凸のない平面を使用した。平面の基準は空中写
真中の 15 画素四方を目安とした。留意すべき点として、空中写真では明瞭な線に見える人
工構造物、例えば、住宅の屋根、橋、道路の縁石、防波堤などのカド部分などは高さの急変点であるため、地上基準点として適当ではない。

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・道路の白線を地上基準点として使用する場合は、白線の交点の位置を計測した。空中写真
では、白色は膨張して写るため、画像では実際の線幅よりも太く見える。したがって、画像中で白線のカドを正確に指定することは難しい。しかし、白線の交点であれば、比較的正確に指定することができる。
3.3.3. 無人航空機による空中写真撮影の際の地上基準点の設置
無人航空機等で空中写真を撮影する場合には、撮影前に地上基準点として対空標識を設置することも可能である。対空標識は、撮影範囲の全域に分散して配置する。なおかつ、低い標高から高い標高まで、高さ方向にも分散して配置する。対空標識として地上にマーカーを設置する場合は、撮影中に風で動かないように固定すること、高さの急変点や急傾斜地点
を避けること、建物や樹木の影に隠れない位置であること、および交通の障害や環境の汚染にならないように注意して設置する必要がある。なお、前項で述べた人工構造物など、上空からの視認性に優れた地点も地上基準点として使用可能である（Fig. 2）。

Fig. 2 無人航空機撮影の際に対空標識として使用した地上の白線とその GNSS による位置計測の様子（背景は空中写真、左上は GNSS 観測機器、右上は地上基準点として選定した
白 線）
3.4. SfM-MVS 解析のプロセス
SfM-MVS は伝統的な写真測量をベースとして、コンピュータビジョンの分野で発展した技術である。SfM-MVS 処理によって複数の写真から被写体の三次元形状を得ることができる。地形を対象として SfM 解析を行う場合、デジタルデータの空中写真と地上基準点の地

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理座標があれば、高密度点群（Dense point cloud）や DSM、オルソモザイク画像を作成することができる。無人航空機による空中写真撮影と SfM 解析を組み合わせて利用することにより、航空レーザー測量に比して低コストで地形情報が得られることが利点である（内山・他、2015）。本研究で使用した

SfM

多視点ステレオ写真測量用のソフトウェア（

Agisoft Photoscan Professional 1.1.6）における基本的な作業の流れを示す。また、使用した計算機の 性能を表 3 に示す。
１）SfM 処理：外部標定要素の推定（撮影位置および撮影姿勢）および内部標定要素の推定
２）画像局所特徴点の三次元分布（低密度点群データ）の作成
３）地上基準点情報の付与と内部標定要素の高精度推定
４）MVS 処理：正確な位置座標を持つ高密度点群データの作成
５）オルソモザイク画像の出力
６）DSM の出力
写真画像から局所特徴量を持つ点（特徴点）を抽出し、特徴点のパターンマッチングによりステレオペア写真間のタイポイントを自動で求める。そこから、写真の撮影位置・撮影
姿

勢、いわゆる外部標定要素を推定する。同時に、レンズの歪み補正のため、内部標定要

素を解析し推定する。三次元モデルに対し地上基準点の位置情報を付与することにより、地理空間的に正しい位置とスケールを持った三次元モデルに変換される。最終的に、地理情報を持 った正射投影画像と DSM を出力する。
Table 3
メーカー
CPU

自作
XEON 2.7 GHz, 48 Cores (Hyper threading)

メモリ

256 GBGPU
Storage

3 GPU units, nVIDIA GeForce 780 Ti

OS

Microsoft Windows 8.1 Pro

電源

1.6 KW, 100V

System: 256 GB SSD, Data: 8 TB RAID 10

5. 変化抽出ESRI ArcGIS Desktop の Spatial analyst を使用して、地表面の高さ変化を面的かつ定量的に求める解析を行った。ラスタ演算ツールにより、1978 年の DSM から 2015 年の DSM を減算することにより実施した。この解析により、解析メッシュサイズ単位で標高差を把握することができる。つまり、台風で倒木が生じたエリアでは地表面の高さ変化がマイナスの値となり、樹木が成長したエリアでは地表面の高さ変化はプラスの値となる。二時期で高さが同じ地点、たとえば道路などは高さ変化の値はほぼゼロとなる。
6. 現地調査
SfM-MVS 処理で得られた二時期の DSM および二時期の変化抽出の結果の妥当性を検証するため、調査断面を設定した。調査断面は、アプローチのしやすさ、森林構造の多様性、断面設定の容易さを考慮して設定した。調査断面に沿うように現地調査を実施した。現地調

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査では、樹種、樹高、胸高直径（DBH: Diameter at breast height）、生育状況について計測および観察を行った。
4. 結果と考察
1.

SfM-MVS 処理による地形情報の作成
地上基準点として 1978 年の空中写真では 10 点、2015 年の無人航空機空中写真では 5 点を選定・観測し、SfM-MVS によって二時期のオルソモザイク影画像と DSM を作成した（Fig.
3）。Fig.3 の赤測線は現地調査のために設定した調査断面 A と B である。SfM 解析で得られ0.2 m (orthophoto),
0.8 mdistancer)は次のようになった。
(DSM)
・1978 年：GSD
たデータの地上解像度(GSD:
Ground sample
0.07 m (orthophoto), 0.28 m (DSM)
・2015 年：GSD
地上基準点として設定した地点について、水平方向と垂直方向について DSM の精度検証を行った。水平方向の誤差はオルソ画像と地上基準点の位置のズレを GIS で計測した。垂直方向の誤差は、DSM の標高値と地上基準点の標高値との差として求めた。
(1) 1978 年カラー空中写真に対する地上基準点の設置
1978 年の空中写真は広域を撮影しているため、より多くの地上基準点が必要になることが想定される。そこで、地上基準点の設置数が DSM の精度に与える影響を検証した。空中写真への地上基準点の設置点数が少ない場合、DSM の一部で標高が不自然になった（Fig. 4の Case A、 Case B）。地上基準点数を増やすことにより広域で精度が向上したが、低標高地
域では実標高より 1～1.5m 程度高い（Fig.4 の Case C）。低標高地域に地上基準点（標高0.246m の地上基準点）を追加することで、低標高エリアの精度が向上した（Fig. 3 の Case
D）。
なお、GNSS の観測に RTK-VRS を使用することで、一地点あたり 1 分未満の観測時間で高精度な位置情報を得ることができた。GNSS 測量の作業効率を高めた結果、十分な数の地上基準点を設置することが可能になり、DSM の精度向上に貢献した点も大きい。
(2) 精度検証
地上基準点を付与した SfM 解析により得た DSM の精度は、1978 年では水平・垂直方向
ともに平均で 0.4m 程度、2015 年では水平・垂直ともに平均で 0.2 m 以内の誤差に収まっていることを確認した。この誤差であれば、サブメートルオーダーの地表面高さの変化を追跡するには十分な精度を持つと考えられる。
・1978 年：
水平誤差：1.5 画素以内（0.3 m 以内）
垂直誤差：範囲+0.988 m ～ -0.331 m、平均：0.342 m
・2015 年：
水平誤差：2 画素以内（0.14 m 以内）
垂直誤差：範囲-0.004 m ～ -0.394 m、平均：-0.118 m

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Fig. 3 二時期の正射投影画像（上）および DSM（下）左： 1978 年撮影のカラー空中写真より作成
右： 2015 年撮影の無人航空機撮影写真より作成
二本の赤線は調査測線 A および B

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Fig. 4 1978 年カラー空中写真への地上基準点の設置点数と設置範囲による DSM の精度の差
異（Case A 地上基準点数 4 点、Case B 地上基準点数 5 点、Case C 地上基準点数 7 点、Case
D 地上基準点数 8 点）

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2. 変化抽出
変化抽出は、1978 年の DSM から 2015 年の DSM を減算処理することで行った。二時期で画素あたりの地上解像度が異なるため、より粗い 1978 年の解像度に合わせて処理を行った。したがって、一画素あたりの地上解像度は 0.8 m である。Fig. 5 に変化抽出結果を示す。
暖色系が 1978 年に比して地表面高さが低下した領域、緑色系が 1978 年に比して地表面高さが増加した領域をあらわす。DSM の誤差値（4.1.）を包含するように、二時期の変化抽出結果におけるプラスマイナス 0.5 m の範囲は「変化なし」のクラス（無彩色）とした。なお、Fig.5 には、現地調査のための二本の調査測線 A および B、現地調査の経路および経路上で計測した植生に関する情報、調査測線断面図と合わせて図示する。変化抽出図の背景は 2015
年時点の DSM から作成した陰影図である。
3. 現地調査
多様な森林構造を含むように調査断面を設定し、植生の生育状況の計測および林床地形の観察を行った。調査測線 A の延長距離は 840 m である。1978 年から DSM が微増した領域および、低下する領域、台風による倒木領域とその周辺の DSM 増加領域を含む。調査測
線 B の延長距離は 1,150 m である。西側が仲間川の中流域および、観光船の通過経路の岸辺に見られる DSM が低下する領域を含む。8 つの特徴的な領域について写真（Fig. 6）を示す。

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Fig. 5 1978 年から 2015 年の 37 年間における DSM の変化抽出と測線 A および B の断面図
Central tidal creek（中央水路）の濃い赤色の領域および断面図の赤太矢印が台風により倒木した領域を示す。仲間川の両岸に見られる赤い領域および断面図の赤太矢印は観光船の横波による土壌浸食により倒木が進行した領域と推察される。図中の丸印の色は樹種、サイズ
は樹高を示す。

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Fig. 6 調査地で観察された特徴的な領域とその現地写真
１）台風で倒木した領域
実生が見られない。土壌は含水量が多い泥であり膝まで沈むほど柔らかい。まとまった範囲で倒木が見られるが、澪筋沿いには細くオヒルギの高木が残る。 ２）台風で倒木した領域の周辺に見られる成長領域
倒木エリアの周囲に広がるオヒルギ林。樹高は高く、この地点の実測の一例は 9.4m であ

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った。この領域では、1978 年に比して 3m 以上地表面高が増加しており、増加量は本調査地内で最大である。
３）1978 年に比して地表面高が 1～2m 低下している領域
人間の背丈より少し樹高が高いヤエヤマヒルギ林（例：H=2.42 m, DBH=5.8 m）が、地を這うように幹を水平方向に広げて存在している。胸高直径に比して樹高が低い。高密度に太い幹が這っているため、歩くことが難しい。
４）1978 年に比して地表面高が 1～2m 増加している領域
樹齢が若いと見られるオヒルギ純林（例：H=6.1 m, DBH=10.6 cm）が広がる。
５）陸化が進んでいる領域
生物、特にオキナワアナジャコの土壌攪拌作用により地中の砂地盤が地表面に運び出され、高さ 1～1.5m、直径 1m 程度の地盤の高まりが複数連なることにより陸化が進んだと見られる領域。写真では地中から運び出された砂地盤が乾燥し白いテクスチャーを示す。写真ではオヒルギ林（H=5.7 m, DBH=8.9 cm）が優勢だが、陸化が進行すると植生はアダンが優勢となる。写真の奥に見える樹高が低いアダンが密生している。 ６）土壌浸食による倒木が見られる領域
仲間川の沿岸に見られる倒木領域。動力付き観光船の経路にのみ観察される。この倒木により 1978 年に比して川幅が 2 倍近く広がった地点も確認できる。
７）特徴的な樹高の高い単木のオヒルギが見られる領域
陸化することでアダンが優勢になった領域に、単木でオヒルギ（H=7.2 m, DBH=30.2 cm）
が残っている。1978 年に比して地表面高は増加していることから、枯死したり衰弱したりせずに成長していることが伺える。 ８）上部の細い枝が折損し樹高に定高性がある領域。
周囲と同じような高さで樹木の上部の細い枝が折損し、あたかも樹高に定高性があるように見える。1978 年に比して地表面高が 1～2m 低下している領域のヤエヤマヒルギ林（例：
H=1.8 m, DBH=4.9 cm）で観察された現象。細い枝先が折れていることから、台風による強風が原因と推定される。この地点では日光が地面に到達しており、林床の水が温かかった。
5. まとめと課題
西表島（沖縄県八重山郡竹富町、日本）において、1978 年に撮影された空中写真、および 2015 年に撮影された低空空中写真を SfM 多視点ステレオ写真測量で解析することにより、それぞれの時期の DSM とオルソモザイク画像を得た。SfM 解析の過程で、空中写真に設置する地上基準点の数と精度に関する知見を得た。
1978 年と 2015 年の 2 時期の DSM を用いて地表面標高の変化を解析した。これにより、2006 年および 2007 年に襲来した台風で破壊されたマングローブ林の被害エリアを明瞭に抽出した。この結果の他、マングローブ林は単純に成長し樹高が高くなっているだけではな
く、樹高が低下している領域、成長の速さが異なる領域が観察された。マングローブ生態系
は複雑な変化が生じている可能性が示唆された。今後、さらなる詳細な調査の展開が必要である。
現地調査において SfM 解析で得た DSM と実際の樹高の対比、およびオルソモザイク画
像で観察される樹冠と実際の樹種との対応について、調和的な結果を得た。
これらの結果から、無人航空機空撮と SfM 多視点ステレオ写真測量による地形情報の作12

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成手法は、デジタル地形データが未整備の地域や、デジタル地形データが存在しない時代の地形情報を得るための手法として活用できる。さらに、作成した DSM は、地形の変動、土地利用、植生、住宅地など、地表面の状態の変化を解析するために活用できる。ここで得たデータは、台風通過後のマングローブ林の変化や回復過程のモニタリングのための初期データとなる。折しも 2015 年 8 月の風速 50 m/s を観測した平成 27 年 8 月の台風第 15 号
（Goni）が調査地を通過した。今後、増加する大型台風の影響を明らかにするうえでも、広域かつ面的な調査技術の活用が求められる。
なお本稿は、次の論文を基にして、本シンポジウム用に技術的な解説を補記したものである。
Shoichiro Uchiyama and Toyohiko Miyagi, 2016, Acquisition and utilization of high-definition digitalsurface models through aerial photography using a small unmanned aerial system: an example oftyphoon damage in Iriomote Island mangrove forests, 地形, 37 巻 1 号, 159-173.
謝辞
現地調査では九州森林管理局（当時）の渡邉昭博氏、吉田真佐也氏、井田篤雄氏のご助力 を得た。記して感謝を申し上げます。
参考文献
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Disaster Research: Report of the National Research Institute for Earth Science and Disaster
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RyukyuArchipelago, Japan: I. Mangrove Swamp. Annals of the Tohoku Geographical Association. 31(2).
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Miyagi, T., K. Fujimoto, S. Baba, S. Uchiyama, S. Ishihara, K. Hayashi and R. Mamiya (2003)
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Saitoh, A., S. Baba and T. Miyagi (2009) Fundamental studies on the recovery process of
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13

森林GISフォーラム
内⼭庄⼀郎

地域シンポジウム in つくば

平成 29 年度 地域シンポジウム in つくば「研究開発、新技術と森林 GIS」

Mangrove Science. 6. 41–52 (in Japanese with English abstract).
Uchiyama, S. (2014) Generating three-dimensional models by a software that unifies structurefrom motion (SfM) and multiview stereo (MVS): Japan Geoscience Union Meeting 2014, 28
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Uchiyama, S., H. Inoue and H. Suzuki (2014a) Approaches for Reconstructing a Threedimensional Model by SfM to Utilize and Apply this Model for Research on Natural Disasters:
Report of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. 81. 37–60(in Japanese with English abstract).

Uchiyama, S., T. Miyagi, M. Otomo and R. Nakagawa (2014b) Application of Digital Surface
Model due to Structure from Motion – A case study at a mangrove forest in downstream area of
Nakama River, Iriomote Island, Japan: Proceedings of the General Meeting of the Association ofJapanese Geographers. 86. 189 (in Japanese).

Uchiyama, S., H. Inoue, H. Suzuki (2014c) Utilization of Structure from Motion and multi-view
stereo (SfM-MVS) on geomorphometry: Japan Geoscience Union Meeting 2014, 28 April–2nd
May, 2014. HTT08-P01.

Uchiyama, S. and T. Miyagi (2014d) Application of Digital Surface Model due to Structure from
Motion: Proceedings of SATREPS Workshop on Landslides – Mid–term Activity Report –. 29–
30 July 2014. Hanoi, Vietnam. International Consortium on Landslides. 128–131.

Uchiyama, S. and T. Miyagi (2014e) Change extraction from DSMs calculated multi-time aerial
photographs – A case study at a mangrove forest in downstream area of Nakama River, Iriomote
Island, Japan: Proceedings of the General Meeting of the Association of Japanese Geographers.



87. 317 (in Japanese).
Uchiyama, S., T. Nakata, H. Inoue, Y. Kumahara, S. Sugita, J. Izutsu, H. Goto, H. Fukui, H.
Suzuki, and K. Taniguchi (2014f) Mapping active faults by using small unmanned aerial vehicle
and structure from motion software: A case study on Midori fault scarp formed by the 1891 Nobi
Earthquake. Active Fault Research. 40. 35–42 (in Japanese with English abstract).

14

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
⻲⼭哲・佐久間東陽・⼩野理・⽊塚俊和・三上英敏

2017森林GISフォーラム（2017/11/28 つくば市）

釧路湿原への影響緩和と自然共生型地域づくりのための
未利用農地の再評価【はじめに】
Masyu
Lake LaLakeke
MasyuMasyu
Kussyaro
KussKussyayaroro
Lake
LaLakeke
Kushiro River
KusKushhiiroroRivRiveerr

TEST
SITE OFTHIS STUDY
Kushiro Mire
Kushiro Mire
KushKushiroiroCityCity
Kushiro City1999年亀山哲学位論文より○亀山哲a) ・佐久間東陽b) ・小野理c) ・木塚俊和b) ・三上英敏b) ・a) 国立環境研究所 b) 茨城大学大学院理工学研究科 ｃ) 北海道環境科学研究センター【背景】

湿地生態系の保全・再生の為には、その集水域全体を視野に入れ、構造と機能を分析し、変容の解明と共に将来的な変化を予測して対応すべし。

灌水により大型耕作機械の使用が困難

拡大する一方の現在利用されていない元農地

未利用農地or遊休地
or耕作放棄地or荒地
釧路湿原

全国的な地方の課題

釧路湿原

無視できない規模に急激に拡大中【目的】
1. 未利用農地の空間分布と定量化→ リモートセンシング技術の分類精度評価
Landsat‐8 OLI地表面反射率プロダクトを用いた未利用農地を含む農
地分類手法の精度評価（佐久間ほか；リモートセンシング学会誌2017,Vol.37No.5）

2. 圃場の実態把握に基づく有効活用オプションの検討→ 土地利用変化の各シナリオの評価
3. 釧路湿原に負荷が少なく、末永く地域を支え得る未来の地域設計図
釧路湿原

さて！どうする？？

→自然の恵みを持続的に利用可能な
自然共生型社会の実現

1森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
⻲⼭哲・佐久間東陽・⼩野理・⽊塚俊和・三上英敏

1997年（平成9年）の土地利用【研究対象地】
Hokkaido

Kushiro River
watershed
Area:2204.7km2

Kuchoro River
watershed
Area:123.1km2（5.6％）

Watershed of Kushiro Mire

Tsurui
Village

調査対象
未利用農地

普通地区

KushiroMire

KushiroWetland
Area:176.74km2

特別地区

釧路湿原
国立公園

釧路川流域における土地利用（100mメッシュ）

様々な
農地の種類

耕作地

【研究方法】

森林（樹林化地）

Landsat-8 OLI(Operational Land Imager)
表面反射率Band1～7データセット（2014,2015の時系列データ）

現地の農事暦を基に画像を選択
農地ポリゴンNDVI画像

農地画像

教師付き分類

牧草地

普通地区

農地分類マップ①（未利用地、森林、牧草地、耕作地）

農地分類マップ②

Maximum Likelihood

Random Forest

特別地区

航空写真判読と現地調査によるGround Truthポイント

分類精度評価

未利用農地

釧路湿原
国立公園

トレーニング
データポリゴン(Maximum Likelihood＆Random Forest)

農地ポリゴン内の未利用農地率の集計

教師付き分類Maximum Likelihood（最尤法）

分類精度の評価

地物の特徴量を各バンドの平均輝度値と分散で表し、これを教師として分類。分類対象画素の各バンドの輝度値と、地物の各バンドの平均輝度値から計算される偏差行列と偏差の転置行列、そして分類対象地物の分散共分散行列
式と地物の分散共分散逆行列を使い、以下の式の値（尤
度）が最大になる地物に分類。

Random Forest（ランダムフォレスト）2001年に Leo Breiman によって提案された[1]機械学習のアルゴリズムであり、分類、回帰、クラスタリングに用いられる。決定木を弱学習器とする集団学習アルゴリズム（ウィキペディア；ランダムフォレスト）

牧草地

未利用地

集団学習により高精度の分類・予測を実現する解析方法

トラクター運用期間

耕作地

森林

Cultivated land

リモートセンシング画像処理H.P.より画像引用
http://rs.aoyaman.com/

濱田晃一氏H.P.より画像引用
http://www.slideshare.net/hamadakoichi/tree-basedmodelsandrandomforests

分類対象別の植生指数の季節変化（2014-2015）2

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
⻲⼭哲・佐久間東陽・⼩野理・⽊塚俊和・三上英敏

釧路川流域の未利用農地率マップ（2015年版）

普通地区

普通地区

特別地区

特別地区

釧路湿原
国立公園

釧路湿原
国立公園 圃場内の

凡例
耕作地
牧草地
森林
未利用地

未利用地面積率(%)
0

50

100

圃場内の土地利用比率
釧路川流域

未利用地率

森林率

牧草地率

耕作地率

圃場内の
未利用地
面積率

2014-2015年
圃場内の未利用地面積率(%)

鶴居村

0

50

100

佐久間ほか2017
日本リモートセンシング学会誌

空間情報の集約と将来予測は必須

地域の未来を拓く ~懐かしい未来への挑戦~
流域内の農地の現状（2015）

牧草地

牧草地

耕作地

森林

未利用地
標茶町役場（JAしべちゃ）
島壮太氏

継続

新規

酪農

畑作 人工林

湿地農業

新規農林業

ニ次林 湿地・河川 エネルギ- 社会空間

自然再生

再開発

継続 新規参入

酪農

畑作 人工林

湿地農業

新規農林業

若者の大志を技術的にサポート

3

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
⻲⼭哲・佐久間東陽・⼩野理・⽊塚俊和・三上英敏

釧路湿原に負荷が少なく、末永く地域を支え得る未来の設計図

新たな特産物開発へのチャレンジ

耕作地
釧路町（北限大根）

未利用地

地産地消が環境保全の基本
2013鶴居村環境ワークショップ
（亀山他）

畑作

新規

人工林 湿地農業

新規農林業

鶴居村（生きがい野菜倶楽部）

畑作

人工林 湿地農業 ニ次林 湿地・河川 エネルギー 社会空間

新規農林業

酪農

自然再生

再開発

湿地は湿地に河川は河川に戻す「湿地がそこに在る」という地域特性を最大限に活用

未利用地

未利用地

湿地性植物の有効活用

畑作

人工林

湿地農業

ニ次林

新規農林業

山花マルシェにて

湿地・河川

基幹産業の維持と新たなバイオマス社会への挑戦

自然に優しいエネルギーの自給自足

未利用地

河川空間とその場所本来の生態系の再生自然再生

森林
Community
Supported Gardenによる地域協働体の再認識

エネルギー 社会空間

再開発

畑作

人工林

湿地農業

新規農林業

ニ次林 湿地・河川

自然再生

4

森林GISフォーラム2017 地域シンポジウム in つくば
⻲⼭哲・佐久間東陽・⼩野理・⽊塚俊和・三上英敏【まとめ】
懐かしい未来を拓く為には、正確な情報の統合と分析に加え、勇気と気概も必要【謝辞】
本研究に際し、調査地の土地所有者様、NPO鶴居タンチョウ元亀村の佐藤
吉人様、釧路丹頂農業協同組合、標茶町農業協同組合、標茶町農業委員会、鶴居村産業振興課、北海道開発局釧路開発建設部農業開発課、北海
道農政部農村振興局農村計画課の皆様には大変お世話になりました。
ここに記して謝意を表します。

2017年11月4日；鶴居村雪裡原野にて黄昏時に未来を思案中

久著呂北野宗之助水田の実況（昭和3年6月）

標茶町郷土館の写真本研究はJSPS科研費15K07816
科研基盤C(H27～30年度)グリーンインフラの利用による汚濁負荷削減を目的とした耕作放棄地の再生システム；木塚俊和・亀山哲・小野理・三上英敏の助成を受けたものです5森林GISフォーラム2017
飯島勇⼈

地域シンポジウム

in つくばシ力管理の重要性
森林GISと統計モデリングが変えるこホンジ力管理飯島勇人（森林総研）

 シ力の増加 密度の増加 これまで分布していなかった地域
へ 拡大

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

様々な影響

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば
2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

これまでのシ力管理

これからのシ力管理 管理と現場の不一 森林GIS致 局所的な情報を広域で比較可能

 県全体でシ力を～頭捕獲
 シ力柵を～km設置

 求められるのは
場所ごとの管理

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば 統計モデリング
 時空間データを適切に処理 今日の話題 局所スケールごとのシ力の数
 シ力による被害の局所単位での予測
2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

1森林GISフォーラム2017
飯島勇⼈

地域シンポジウム

in つくば

QGIS: GISを男近な葎在にシ力の数に関するデータ

 オープンソースソフトウェ

SPUE

2頭
ア

 狩猟者から任意で提出
 内容は全て公開
 誰でも使えて改変も自由 ユーザーの多さ Web上での情報、書籍が充実2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

GISを使うとデータを可視化できる

 糞塊調査 調査員が固定のルート
で糞の塊の数を数える

SPUE
2/3 = 0.66

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

公開データち使える 世の中には使えるデータがいっぱい！
 景観要素：森林率や草地率など
 メッシュ気候値：温度や積雪の情報
 傾斜

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

複数のデータを重ねられる

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

S Q 化の先ヘ メッシュごとの景観要素を把 複数の情報から本当に知りたいことを推握定

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

2森林GISフォーラム2017
飯島勇⼈

地域シンポジウム

統計モデリG グの近年の進展

in つくば

統計モデリG グで知りたいことに迫る
森林率[m]

 ベイズ法の普及
 計算機性能の向上

 皆層モデルの発達
 直接観測できない変数を推定する枠組み

空間相関
[m]

シ力個体
数[1,m]

常緑樹林率[m]

人工 草
地率[m]

個体群増
加率 [m]
シ力個体数[t+1,m]

シ力個体数[t,m]

……

捕獲率
[t,m]

状態方
観測方

データ1

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

データ2

データ3

捕獲数
[t,m]

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

推定結果の可視化（シ力密度〉

推定結果の可視化（捕獲率〉

 シ力が多い場所をすぐに理解でき

 優先してる

捕獲すべき場所が見える

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば
2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

被害の把握
 どれぐらい樹皮がはがれているか？
 調査地点ごとの剥皮率

 調査地点の位置情報（緯度経度）をもとに、
SHPファイルヒ

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 GISフォーラム@ つくば3

森林GISフォーラム2017
飯島勇⼈

地域シンポジウム

シ力密度と被害の関係がわかる！

in つくば剥皮リスクを解析
現象

要因

剥皮の有無

個体サイズ

環境条件

βSize βF,…, βSD

パラメータ
超パラメータ
2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム

シ力密度

場所差

βDA β1,…, βµ,σ2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば@つくば

シ力による剥皮リスクをI 測

森林管理ヘの応用
 シ力による被害を受けやすい場所を把握2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ@つくばォーラム@ つくばまとめ
 森林GIS+統計解析はシ力管理に必須 様々なデータを組み合わせる 時空間データから種々の情報を引きだす

2 0 1 7 / 1 1 / 28 森 林 G I S フ ォ ー ラ ム @ つ く ば

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