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FOSS4G 2012 Tokyo/Osaka 様々なFOSS4Gツールによる    地形解析の紹介Topographical analysis by FOSS4G tools       縫村崇行*1・平松孝晋*2         (*1 名...
地形解析とは● 数値標高モデル(DEM)を用いた定量的地形分析 Quantitative land surface analysis using Digital Elevation Model● 画像処理技術を地表形態計測に応用している App...
GISによる地形解析Topographical analysis by GIS一般的なGISによる地形解析の区分Classification of topographical analysis on GIS ●   DEMによる様々な地形指標の...
地形解析ができるオープンソースGIS Open source GIS software capable for topographical analysisOSGeoのプロジェクトのソフトウェアOSGeo projects● GDAL   コマ...
地形解析ができるオープンソースGIS Open source GIS software capable for topographical analysisその他のオープンソースGISNot OSGeo projects● SAGA    空間...
地形解析手法の分類Categories for topographical analysis● 補間手法 interpolation algorithms        Nearest, Bilinear/Bicubic, Spline, Kr...
GDAL● gdal_contour     等高線データの生成     Generation of vector contour file● gdaldem     陰影図、傾斜、斜面方位、段彩図、     起伏指数、位置指数、粗度     ...
QGIS (plugin)● GdalTools     GDALに含まれるコマンド群の GUIフロントエンド     GUI front end of GDAL utilities● ラスター空間解析                     ...
GRASS GIS● ラスター/地形解析 Raster / Terrain analysis    等高線 (r.contour)、    陰影図 (r.shaded.relief)、    傾斜と方位 (r.slope.aspect)、   ...
GRASS GIS● ラスター/近傍処理 Raster / Neighborfood analysis     Windowサイズと各種統計値を選択しての近傍分析     (r.neighbors)→平滑化、起伏量、接峰面など● ラスター/曲面...
SAGA GIS● 地形計測 Morphometry        傾斜、方位、曲率、累積高度曲線       接谷面、比高、斜面位置、谷幅-深さ比        Basic and state-of-the-art methods● 水文解析...
SAGA GIS● シミュレーションSimulation       水文モデル(IHACRES, TOPMODEL, Kinematic Wave)       Hydrological modelling and runoff simula...
GMT● blockmean, blockmedian, blockmode     近傍フィルタ(window内の平均、中央値、最頻値)     GUI front end of gdaldem● nearneighbor, surface,...
R (packages)● rgdal     GDALライブラリでGISデータの読み書きを可能に     For reading/writing GIS data using GDAL library● gstat     地理空間解析 (ク...
解析事例(流域地形指標による地殻変動量の推定)Introductions for practical application (tectonic geomorphology)   1.   水系網、流域界の算出 Delineate waters...
解析事例(ヒマラヤの氷河の高度分布の解析) Introductions for practical application (DEM analysis for Glaciology)                 Trend analysis...
まとめ● QGISのプラグイン (GDAL, GRASS, ManageR, SEXTANTE) を  通してかなりの種類の解析は可能    Various analysis are available through QGIS plugin●...
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2012 nov foss4g_presentation

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FOSS2012 Tokyo/Osaka presentation

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2012 nov foss4g_presentation

  1. 1. FOSS4G 2012 Tokyo/Osaka 様々なFOSS4Gツールによる 地形解析の紹介Topographical analysis by FOSS4G tools 縫村崇行*1・平松孝晋*2 (*1 名古屋大学、*2 アジア航測) Takayuki Nuimura*1・Takahiro Hiramatsu*2 (*1 Nagoya University、*2 Asia Air Survey co., ltd.)
  2. 地形解析とは● 数値標高モデル(DEM)を用いた定量的地形分析 Quantitative land surface analysis using Digital Elevation Model● 画像処理技術を地表形態計測に応用している Application of image processing for land surface measures (geomorphometry)● 高解像度DEM、全球DEMデータが利用しやすくなった Improve the availability of DEM (ex. SRTM, LiDAR)● FOSS4Gツール開発と地形解析研究が活発化した Rapid growing field of study, development of FOSS4G tools
  3. GISによる地形解析Topographical analysis by GIS一般的なGISによる地形解析の区分Classification of topographical analysis on GIS ● DEMによる様々な地形指標の計算 Topographical index ● 測量データからのDEMの生成 Interpolation from field measurements ● 様々な地形指標/データの可視化 Visualization of topographical index/data ● DEMベースのモデル計算 DEM based simulation
  4. 地形解析ができるオープンソースGIS Open source GIS software capable for topographical analysisOSGeoのプロジェクトのソフトウェアOSGeo projects● GDAL コマンドベースで空間データ処理、速い Command based utilities, high speed calculation● QGIS GUIベース、直感的に扱いやすい GUI base, good usability● GRASS 空間解析の種類が非常に豊富 So much spatial analysis functions QGIS GRASS
  5. 地形解析ができるオープンソースGIS Open source GIS software capable for topographical analysisその他のオープンソースGISNot OSGeo projects● SAGA 空間解析の種類が豊富、地形解析に強い So much analysis functions, especially topographic analysis● GMT 空間データを綺麗に可視化可能 Beautiful visualization of spatial data● R 統計解析に強い。もちろんGIS解析も Statistical analysis (including GIS analysis) SAGA R
  6. 地形解析手法の分類Categories for topographical analysis● 補間手法 interpolation algorithms Nearest, Bilinear/Bicubic, Spline, Kriging (GDAL, QGIS, GRASS, SAGA, GMT, R)● 近傍解析 neighboring analysis Focal mean/median, roughness (GDAL, QGIS, GRASS, SAGA, GMT)● 地形指標 topographic parameters Aspect, Slope, Curvature (GDAL, QGIS, GRASS, SAGA, R)● 水文解析 hydrological analysis Flow direction, Basin, (QGIS, GRASS, SAGA)
  7. GDAL● gdal_contour 等高線データの生成 Generation of vector contour file● gdaldem 陰影図、傾斜、斜面方位、段彩図、 起伏指数、位置指数、粗度 hillshade, slope, aspect, color-relief, TRI, TPI, roughness● gdal_grid IDW、移動平均、最近隣法などにより、 点データからラスターに補間 Raster generation using IDW, moving window, nearest neighbor interpolation from points.
  8. QGIS (plugin)● GdalTools GDALに含まれるコマンド群の GUIフロントエンド GUI front end of GDAL utilities● ラスター空間解析 raster terrain analysis  gdaldemのGUIフロントエンド GUI front end of gdaldem● 変換 interpolation IDWやTINにてベクターからラスターに変換 Converting vector to raster using IDW/TIN
  9. GRASS GIS● ラスター/地形解析 Raster / Terrain analysis 等高線 (r.contour)、 陰影図 (r.shaded.relief)、 傾斜と方位 (r.slope.aspect)、 地形分類 (r.param.scale) http://grass.fbk.eu/gdp/html_grass64/r.param.scale. html● ラスター/水文モデリング Raster / Hydrologic modeling 流線 (r.flow)、 集水域解析 (r.watershed)
  10. GRASS GIS● ラスター/近傍処理 Raster / Neighborfood analysis Windowサイズと各種統計値を選択しての近傍分析 (r.neighbors)→平滑化、起伏量、接峰面など● ラスター/曲面補間 Raster / Interpolate surfaces 点からスプライン(v.surf.bspline)やIDW(v.surf.idw)で補間。 点&線から補間(v.surf.rst)。 Converting vector to raster as IDW/TIN interpolation
  11. SAGA GIS● 地形計測 Morphometry 傾斜、方位、曲率、累積高度曲線    接谷面、比高、斜面位置、谷幅-深さ比    Basic and state-of-the-art methods● 水文解析 Hydrology 地形指標(LS-Factor, Topographic Wetness Index)   Hydrological indeces● 日照解析 Lighting 日射量、天空率、開度 Insolation, Sky View Factor, Openness
  12. SAGA GIS● シミュレーションSimulation 水文モデル(IHACRES, TOPMODEL, Kinematic Wave)    Hydrological modelling and runoff simulation● 画像解析 Imagery 教師つき・教師なし分類、領域分割     Classify and segmentation for Digital Elevation Model● 空間統計 Spatial & Geostatistics   傾向面、クリギングによる分析・補間   Regression analysis, Kriging
  13. GMT● blockmean, blockmedian, blockmode 近傍フィルタ(window内の平均、中央値、最頻値) GUI front end of gdaldem● nearneighbor, surface, triangulate 最近隣法、スプライン、TINで内挿補間 GUI front end of GDAL utilities● grdgradient 傾斜と方位の計算、陰影図作成にも Converting vector to raster as IDW/TIN interpolation
  14. R (packages)● rgdal GDALライブラリでGISデータの読み書きを可能に For reading/writing GIS data using GDAL library● gstat 地理空間解析 (クリギングなど) Geostatistical modeling (ex. kriging)● raster ラスターデータの処理 (地形解析も) Raster data analysis, including topographic analysis● rasterVis ラスターデータの可視化 Visualization of raster data
  15. 解析事例(流域地形指標による地殻変動量の推定)Introductions for practical application (tectonic geomorphology) 1. 水系網、流域界の算出 Delineate watershed and river network SAGA / QGIS 2. 流域ごとの正規化勾配(S)、累積高度曲線(HI)、河床縦断曲率(SCI)の算出 Calculate indices associated with tectonic uplift (channel profile, hypsograph, and other indices) SAGA / R / QGIS HIの大きい流域は →侵食が進んでいない →周囲より隆起速度が大きい 3. 隆起量と流域地形指標の比較・評価 Evaluate stream power law and incision rate
  16. 解析事例(ヒマラヤの氷河の高度分布の解析) Introductions for practical application (DEM analysis for Glaciology) Trend analysis VisualizationMulti temporal Elevation Altitudinal DEMs R change GRASS distribution
  17. まとめ● QGISのプラグイン (GDAL, GRASS, ManageR, SEXTANTE) を 通してかなりの種類の解析は可能 Various analysis are available through QGIS plugin● GIS解析のバッチ処理はGDAL, GRASS, SAGA GDAL, GRASS, and SAGA have advantage for batch GIS analysis● 統計解析+グラフ作成のバッチ処理はR R has advantage for combination of statistical analysis and visualization● きれいなグラフ作成はGMT GMT is best for beautiful visualization
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