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PMSヒント集(Tips)

このページでは・・・

 「作業計画・管理支援システム」の使用方法について寄せられたお問い合わせの中から,ガイドの説明では不十分な使用法や,役に立つ使用法などについて,「使用上のヒント集」として順次公開しています。

 

ヒント一覧

 

 ※ 本ページで紹介している Polygon Makerページ を開きます!

 

イントラネット内複数コンピュータでの利用

 SQLサーバ上に"圃場DB"や"農薬DB"がインストールされた1台のコンピュータ(WindowsPC)をイントラネット内のWindowsネットワーク下において複数のコンピュータで共有することで,たとえば事務所内の複数のWindowsPCにセットアップしたPMSから,1台のPC上にある圃場DB(SQLサーバを共有公開しているPC上)にアクセスしながら(データベースを共有しながら)運用することができます。

 ただし,現在公開しているセットアップパッケージではこのようなネットワークを介した運用状態を自動的にセットアップすることはできないので,Windowsネットワーク化で共有運用するためには各コンピュータにPMSをインストールした後で以下の手動設定が必要です。これらの設定にはWindowsネットワークやファイアウォール,テキストエディタなどについての知識が必要となります。

 以下,その手順を紹介しています。サポート掲示板の過去ログや最新(2009年5月版)の「インストールガイド」も参考にして下さい。サポート掲示板についてはキーワード「SQL」で検索すると関連情報記事が見つかります。261,267番の記事などです。

 Windowsネットワーク環境下でPMSを運用するためには,

 

  1. Windowsネットワーク環境下で運用するすべてのコンピュータ(PC)で,相互に認識できるようWindowsネットワークを構築する。
    (ドメインを構成するか,ワークグループを構成し,すべてのPCをそこに参加させます)
  2. "圃場DB"などのデータベースを搭載・共有に出す「親機」となるPCに通常パッケージのPMSを完全インストールする。
    すでに,運用中の"圃場DB"を搭載したPCがあれば,それを「親機」としても構いません。
  3. 「親機」上の"圃場DB"を共有利用する「子機」となるPCにクライアントパッケージのPMSをインストールする。
    通常パッケージで"圃場DB"ともどもインストールしても構いません。後の設定で「子機」上の"圃場DB"を使用しなくなるだけです。
  4. 「親機」上のSQLサーバのセキュリティ設定を行い,ネットワークアクセスを許可する。
    (詳細手順は「インストールガイド」を参照して下さい)
  5. 「親機」上でファイアウォールが有効になっている場合はSQLサーバに対してファイアウォール通過許可を与える。
    (お使いのファイアウォールソフトのマニュアル,およびSQLサーバのプログラムパス・使用するポートを参考に)
    (「インストールガイド」には一般的なSQLサーバのプログラムパスおよび使用ポート情報が記載されています)
  6. 「子機」上で,PMS構成プログラムの設定ファイル(テキスト形式)を直接編集し,SQLサーバ接続先をローカルマシン(「子機」自身)から「親機」に変更する。
  7. 「子機」上でPMS構成プログラムを起動し,「親機」上の"圃場DB"に正しく接続できることを確認する。

 

の手順を取ります。各手順の詳細については最新の「インストールガイド」を参考にしてください。

 Windowsネットワーク下の複数コンピュータに導入されたPMSで一つの"圃場DB"を共有して運用する場合の注意事項についてはサポート掲示板のNo.267を参照して下さい。

 SQLサーバ(特に,SQL Server 2005/2008 Express)の構成ツールを使用したネットワークアクセス許可設定手順については,以下のリンク先も参考になります。

 

 

 ファイルウォール設定に必要な情報(SQLサーバのプログラムファイルパス,使用ポート番号など)についても,SQLサーバに付属の構成ツールで確認できます。確認手順については上記参考リンク先を参照して下さい(2番目の@ITサイトがお勧めです)。また,ファイアウォールソフトそのものの操作法については,お使いのファイアウォールソフトのマニュアル等を参照して下さい。

 

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日本地図センターネットショッピングサイトでの空中写真検索例

 地元自治体の役所等から圃場地図用の元データが入手できない場合は,国土地理院等で販売されている空中写真画像や衛星画像を購入して利用できます。

 以下では,空中写真とだいちマップの例を紹介します。

 

空中写真

 ネットショッピングでは,平成18年撮影までの空中写真を5500〜9700円/枚(解像度に依存)で購入できるようです。これより新しい写真の入手手順はこちらで紹介しています。

 

1.日本地図センターショッピングサイトをブラウザで開き,空中写真データのページを開く。

 

1 >> 2
[ ネットショッピング トップ から 航空・空中写真データページ へ ]

 

2.画面の下方にある国土地理院撮影の空中写真ページを開く。

 

3 >> 4
[ 空中写真データページ から 国土地理院撮影の空中写真ページ へ ]

 

3.「商品一覧・購入へ」ボタンをクリックして,検索・購入手続きに入る。

4.「空中写真を見る」をクリック。

 

5

 

5.大まかなエリアをクリックして指定する。

 

6

 

6.地図画面を操作して(拡大・移動),写真を検索したいエリアの中心を地図画面の中心にもってくる。

 

7

 

7.[検索]ボタンを押す。

  (検索された写真の種類と撮影位置がアイコン表示される)

 

8

 

8.希望する写真アイコンにマウスカーソルを合わせる。

  (写真のコードと撮影位置,範囲(黄色反転)などが表示される)

9

 

9.そのまま写真アイコンをクリックする。

  (写真画像(閲覧用)が表示される)(閲覧用に縮小された画像です)

10

 (100dpi,200dpiを切り替えて画像を確認できます)

 

10.画像を確認し,購入するのであれば,そのまま[入手先]をクリックし,以降は画面指示(解像度選択→カートに入れる)に従って購入手続きを行います。

 

10a >> 10b

 

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衛星写真(陸域観測技術衛星「だいち(ALOS)」

 ネットショッピングでは,ALOSおよびLANDSAT撮影のGIS用にある程度加工された画像を購入できるようです。撮影範囲はALOSの場合で2次メッシュ(約10km四方)単位となります。LANDSATはより広域となるので圃場図目的では利用は困難です。ALOSの場合でも2.5m解像度の画像でないと圃場の識別は困難だと思われます。さらに,中山間地帯などの小区画圃場では2.5m解像度でも厳しいかも知れません。その場合は,上記空中写真(航空機撮影による)をご検討ください。

 価格は「2次メッシュ」2.5m解像度で42000円,「だいちマップ2.5」で52500円〜となっているようです(2009年4月時点)。

 

1.日本地図センターショッピングサイトをブラウザで開き,衛星写真データのページを開く。

 

1 >> 11
[ ネットショッピング トップ から 衛星写真データページ へ ]

 

2.だいち「2次メッシュ」または「だいちマップ」をクリックする。

  (以下は「2次メッシュ」画面例)

3.「商品一覧・購入」ボタンをクリックする(だいちマップの場合は「だいちマップ2.5」の「商品一覧・購入」ボタンをクリックする)。

 

12

4.1次メッシュ範囲(およそ80km四方)をクリックして選択する。

 

13

 

5.2次メッシュ範囲(およそ10km四方)をクリックして選択する。

 

14

 

6.購入画面が表示されるので,画面にしたがって希望する画像の購入手続きを行う。

 

15

 

 2次メッシュ,だいちマップともエリア選択操作は同一です。購入画面では,選択された2次メッシュに登録されている商品画像が数点あるので,その中から希望する商品を選んで購入することになります。価格は1枚当たり2次メッシュ2.5m解像度で 42000円,だいちマップ2.5で 52500円 からとなっています。

 

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背景用画像の回転

 圃場図作成ソフト:ShapeMaker(ビルド2704以降)に追加された画像編集(回転)機能を使用すると,空中写真画像などの回転ズレを補正し,画像の水平(X)・垂直(Y)方向を東西(X)南北(Y)方向に合わせることができます。

 ShapeMakerに従来から搭載されていた座標変換(ヘルマート変換)機能と画像読み込み画面を組み合わせて(同時表示して),画像上の2点とその地理座標を与えることにより,その画像がひずんでいないという前提の下で,回転成分を含むヘルマート変換行列を取得できます。この結果から回転ズレ角度を算出し,元の画像を逆回転させることにより回転ズレを補正します。

 操作手順概略は以下のとおり(画面ショットは後日掲載予定)。

 

1.ShapeMakerを起動し,座標変換画面を表示しておく。

2.対象となる画像を編集用に読み込む。

  (画像表示・編集用子フォームが開きその中に表示される)

3.2地点を決めてピクセル座標を座標変換画面に転送する。

4.転送された2地点のピクセル座標に対応する地理座標を入力する。

5.変換行列(係数)を計算する。

  (画像編集画面に回転角度が転送される)

6.画像編集画面で画像を回転する。

7.ShapeMakerメイン画面で回転補正された画像を画像ファイルに保存する。

 

 以上の手順で,回転補正された画像を取得できます。この後,WldMakerで再度2地点のピクセル座標と地理座標の対応を取り,ワールドファイル(地理情報ファイル)を作成します。

 複数の背景画像に対して回転補正が必要な場合はそれぞれの画像に対して上記手順を繰り返して補正画像を取得します。

 

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複数背景画像を用いた圃場図作成

 圃場図作成ソフト:ShapeMaker(ビルド2702以降)に追加された複数背景画像読み込み・表示機能を使用すると,同時に複数の背景画像を表示した状態で,一つの圃場図を作成できます。

 これまでは順次,背景図を読み込んで切替ながら一つの圃場図を作成していましたが,この場合,背景図の境目にある圃場などは圃場区画を作成しづらい場合がありました。このような場合でも,正しく地理情報(ワールドファイル)が付与された背景図同士であれば適切に重なり表示されるので,境目にある圃場の区画作成も容易になると思われます。もちろん,背景図を切り替えることなく,順次一つの圃場図上に区画を作成できるようになるので,操作性も若干ですが改善されます。

 複数の背景画像を読み込む手順は以下のとおりです(画面ショットは後日掲載予定)。

 

1.ShapeMakerを起動し,これまで同様に最初の背景図ファイル(地理情報付き画像ファイル)を読み込む。

  (メイン画面内に読み込んだ画像が地理座標付きで表示される)

2.続いて,再度背景図読み込み操作を行い,次の背景図ファイルを指定し読み込む。

  (これまでと異なり,新たに読み込んだ画像で上書きされるのではなく,追加表示される)

3.上記2を繰り返し,必要な背景図を順次読み込む。

 

 以上の手順で,複数の背景図を読み込み表示した状態で,圃場図作成を行うことができます。

 なお,この手順で読み込む背景図はすべて同一の座標系・測地系で作成されている必要があります。異なっている座標系または測地系だと正しい位置には表示されません。

 

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複数の背景画像および背景シェイプを用いた地図表示

 初期設定:Config.exeの管理ファイルに対する「圃場地図設定」画面において,圃場図シェイプ(管理ファイルごとにかならず一つ指定),背景用シェイプ(管理ファイルごとに最大8個まで指定可能),背景図画像(管理ファイルごとに最大32個まで指定可能)の3種類の圃場地図ファイルを登録します。

 通常,必須の圃場図シェイプの他に背景図画像を一つ指定する場合が多いですが,上記ヒントにもあるように複数の背景図を用いて圃場図を作成した場合などは最大32個までの背景図を登録できます。それと同様にして,背景用のシェイプ(ESRIシェイプファイルの他にDXF形式などのCADファイルも指定可能)を最大8個まで登録できるので,国土数値情報数値地図2500(空間データ基盤)に基づくシェイプファイルを重ね表示できます。

 以下はPMSパッケージに収録されている「近中四農研サンプル」に対して,2枚の背景図画像,5つの空間データ基盤から変換作成したシェイプを重ね表示した例です。

 

複数背景地図表示例

 

 右側中央付近にあるのが「近中四農研サンプル」の背景を伴う圃場図エリアです。それに対して,福山市中心部の道路や河川,鉄道などの空間基盤データおよび空中写真が重ね表示されています。以下は上記地図設定を行っている画面例です。

 

複数地図設定例

 

 必須の「圃場シェイプ」の他に,5つの背景ベクトル(シェイプまたはCAD形式)用ファイル,3つの背景図用画像ファイルを指定しています。

 

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いくつかのGPSセンサの利用法

 ここでは,PFUManagerを使用せずにGPSセンサ機材で直接軌跡データを収集して,そのデータをPMSの作業軌跡データとして利用する方法を紹介します。PFUManagerを使用して収集する場合については次のヒントを参考にして下さい。

 

【概要】

 どのようなGPS製品を用いて作業軌跡データを収集しても,最終的にそれが平面直角座標値を持つESRIポイントシェイプ形式になっていればPMSで利用可能となります。もちろん,きちんと重ね表示できるためには座標系と測地系が一致していなければなりません。

 通常GPSセンサではWGS84で緯度経度値を収集します。これはJGD2000(平成14年度以降の世界測地系のGRS80)とほとんど一致していますので,PMS圃場地図が世界測地系に基づいて作成されていれば問題なく重ね表示できるはずです。もちろん,平面直角座標値に変換する際に平面直角座標系が圃場地図のものと一致していなければならないことはいうまでもありません。

 以下ではいくつかの事例ごとに,作業軌跡データ作成例を紹介します。いずれの事例でもGPX形式に出力することがポイントです。

 

マイタックMioP350

 このPDAはGPSナビゲーションを指向した製品でGPSセンサを内蔵しています。添付ソフトも地図やナビゲーション機能を意識した構成となっています。

 このMioP350で軌跡データを収集する際には,フリーのツール「GPX Logger For Mio」が便利です。

 この組み合わせで収集した軌跡データはGPX形式ファイルとして出力されるので,ShapeMakerで変換(GPX→シェイプ(緯度経度)→シェイプ(平面直角座標)の2段階)してPMSで使用できるようになります。

 

GARMIN eTrexシリーズ/国内版いいよねっと

 GARMIN eTrexシリーズで収集した軌跡データ(トラックデータ)は,Dan杉本氏によるカシミール3Dを用いてGPX形式に変換出力できます。

 カシミール3Dでは,もっと多くの形式の軌跡データに対応しているので,GARMINに限らずPathFinder等の業務・研究向けGPSセンサのログなどもGPXに変換出力できます。

 

【GPS携帯電話】

 未調査。機会があれば調査して結果を載せたいが・・・・(余力がない,手始めにauGPS携帯をと思っているが・・・)

 ネット検索すると,サーバ型ではいくつかサービスサイトがあるが,ログがGPXになっているかは不明。ダウンロードしたログを独自にGPX化する手もあるが,そもそもサービスサイトの利用規程を逸脱する可能性もありそう。

 

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GPSセンサ利用による作業軌跡(トラックデータ)収集

 ここでは,PMS姉妹ソフトである圃場作業情報管理ソフト:PFUManager(PDA用のPMPocketを含む)市販のGPSセンサを用いて,圃場作業時などの作業移動軌跡を記録する方法を紹介します。

 PFUManager利用でなく,単体のGPSセンサ(たとえばGARMIN eTrex シリーズ)や,GPS内蔵PDA(マイタックMioP350)などで直接収集した軌跡データ利用については前項ヒントを参考にして下さい。

 

【概要】

 PC用PFUManagerまたはPDA用PMPocket(以下まとめてPFUManager)と,それぞれが動作するPCまたはPDAで利用可能なGPSセンサ製品を組み合わせて,PFUManagerのGPS受信モニタ&ログ作成機能により,軌跡データを収集します。

 収集したデータはGPX(GPS eXchange format)形式またはESRIシェイプ形式で出力されるので,これを圃場図作成ソフトShapeMakerで平面直角座標値を持つポイントシェイプに変換します。この大きく2つの工程(PFUManager→ShapeMaker)を経ることで,作業計画・管理支援システム(作業計画管理プログラムManager.exe)で利用可能な作業軌跡データ(平面直角座標値を持つポイントシェイプ)を入手できます。

 利用可能なGPS製品としては,PC用ではUSB接続タイプのIODATA製USBGPS2があります(IODATAの旧製品ですとCF接続タイプもあったのですが今は販売されていません)。海外物のCF接続タイプではGlobalSat社のBC-337などがお手頃でしょうか・・・GPS専門ショップなどをご参考に。また,専用ケーブルを介してCOMポート接続するGPSセンサ(このタイプにはトリンブル社などの高級・高額・高精度製品も含まれます)も利用可能です。中でもGARMIN eTrexシリーズなどは非常に有名で,国内ではいいよねっとさんが扱っています(機種によっては多少お高かったりします)。

 PDA (Windows Mobile)用でも同様にCF接続(前出BC-337)や内蔵タイプ(マイタックMioP350),ウィルコムes用(IODATA製USBGPS2/es)などがあります。なお,最近の「スマートフォン」と呼ばれる範疇のGPS内蔵機種についてはPFUManagerの動作確認ができていないので使用可能か否かは不明です(サンプル提供いただければ動作確認しますが・・・・)。

 

【手順】

0.PCまたはPDAに対してPFUManagerを導入し使用可能な状態にする(詳細はPFUManagerサポートサイト参照)

1.GPSセンサを接続し,使用ポート・通信速度を設定する

 GPSセンサ製品の接続法,利用法(ドライバインストールを含む)については使用製品の取扱説明書を参照して正しくセットアップします。PFUManagerでのGPSポート・通信速度設定についてはPFUManagerガイドを参照して下さい。

GPSSetup

この例は,PC用PFUManagerのGPSポート設定画面です
GPSポート設定画面例

2.メニューから「ツール→GPSテスト」を実行し,GPS受信状態にする

 この時受信できない場合は,センサの接続を確認した上で,使用ポート・通信速度設定を再確認します。

GPSRead

この例は,PC用PFUManagerのGPS受信中の画面です
GPS受信画面例
PDAgpsRead

この例は,PDA用PFUManager(PMPocket)のGPS受信中の画面です
GPS受信画面例(PDA用PMPocket)

3.受信状況が安定したら,「ログ作成」をチェックする

 これで受信データがメモリ上に保存されていきます。

 PDAの場合は十分なメモリがないと短時間の記録しかできない場合があります。また,特にバッテリ動作時は節電のためにオートパワーオフしないように予め電源設定が必要です。

Logging

この例は,PC用PFUManagerでのGPS受信中(ログ有効)の画面です
「ロギング」ボタン(チェック)が有効となっています
GPSログ作成中の画面例
PDAgpsLogging

この例は,PDA用PFUManager(PMPocket)のGPS受信中の画面です
「ログ作成」チェックがオンとなっています
GPSログ作成中の画面例(PDA用PMPocket)

4.必要な軌跡データが取れたら「ログ作成」を再度クリックしチェックを外す

 この操作でメモリ上への保存が停止します。再度チェックすればその時点から再開(前回のログに追加)されます。

 ログ作成を停止した際,有効なログがメモリ上に保存されていれば「ログ保存」ボタンが有効になります。

LogEnd

この例は,PC用PFUManagerのGPS受信中(ログ停止)の画面です
「ログ保存」ボタンが有効になっています
GPSログ停止後の画面例
PDAgpsLogging

この例は,PDA用PFUManager(PMPocket)のログ停止後の画面です
「ログ保存」ボタンが有効になっています
GPSログ停止後の画面例(PDA用PMPocket)

5.「ログ保存」ボタンをクリックする

 最初にGPX形式,続いてシェイプ形式での保存確認が表示されるので,それぞれ必要なデータ形式で保存します。

6.必要がなければメモリ上のログを消去する

 データ保存後,メモリ上のログを消去するか残したままにするか確認を求められるので選択します。

7.受信が終了したら受信モニタ画面を閉じPFUManagerを終了する

 (敢えてここに書く必要はないですね)

 

 以上の手順でGPS軌跡データが収集され,2種類のファイル形式(*.gpx,*.shp)で保存されます。

 ログファイル(GPXおよびシェイプ)はPFUManagerのデータフォルダ(オプション指定による)に作成されます。以降は,ShapeMakerを経てPMSで使用します(もちろん,他のツールでも使用できます)。

 

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国土地理院の空中写真入手手順

 セットアップパッケージに含まれている空中写真(近畿中国四国農業研究センター周辺)の入手手順を例にして,国土地理院が有償公開(販売)している空中写真(国土変遷アーカイブ)画像データの入手手順を紹介します。

 

【概要】

 国土地理院(販売窓口は日本地図センター)では,空中写真画像(ディジタルデータ)を販売しています。

 希望する種類(解像度,カラー/モノクロ,撮影範囲,など)の空中写真データがあれば(撮影されて公開されていれば),1画像ファイル当たり,数千〜1万円程度で入手可能です。

 近中四農研サンプルデータに含まれている空中写真画像も,国土地理院の空中写真サイトを検索して,

1.撮影時期のできるだけ新しいもので,カラー画像(モノクロで良ければそれでもかまいません)のものをみつけ,

2.評定図(航空機が上空で撮影した位置を示す地図)を入手し(FAX依頼,FAX回答)※サイト参照(Web購入できるようになっています)でも可

3.希望する撮影位置(つまり希望する範囲が写っていると思われる画像)を特定し,

4.その空中写真画像を発注する(FAXまたはメイル)

5.支払いと前後して,現物がCDまたはDVDで送付されてくる

6.画像データをグラフィックソフト等で処理し,必要な範囲を抽出して,本システムで使用する

の手順を経ています。現在(2009年4月時点)は,以上の手続きがWeb上(インターネット経由)でもできるようになっています(日本地図センターネットショップサイト)。

 

【手順】

1.希望する画像ファイルがあるか確認する

 日本地図センターの空中写真画像サイトを開き,「撮影範囲を調べる」で,「撮影範囲索引図」から,希望する範囲内の撮影順を記述したPDFファイルを表示・または入手して,希望する時期・範囲(飛行範囲)・種類(カラー/モノクロ)の画像データがあるか確認します。

 このPDFの見方は,「索引図」ページ説明リンク先にあります。

 ※ 国土地理院の国土変遷アーカイブページでは,空中写真画像を閲覧することもできるようになっています(2008/11/04追記)。

 

2.希望する撮影作業の評定図を入手する

 1.で希望する撮影画像が見つかったら,その記号を元に,評定図(無料)の送信依頼を日本地図センターに出します。

 近農研サンプルに使用した画像の場合は"CCG-2005-1X"でした。

 現在は,評定図閲覧サービスもWeb公開されており,ブラウザ上で評定できるようになっています。

3.評定図で購入する撮影位置の画像データ番号・記号を決める

 2.で依頼した評定図が送られてきたら(近農研サンプルの場合はFAXで受信),希望する撮影範囲が写っていると思われる撮影位置(飛行経路・撮影位置)を特定します(現在はWeb上でも閲覧できます)。

 近農研サンプルの場合は,"CCG-2005-1X"の"C16-59"が適当ということでした。ちなみに"C16"が飛行経路,"59"が撮影位置を表す番号のようです。

4.購入申し込みサイトの記述に従って,希望する画像データを発注する

 3.で特定した画像データ(近農研サンプルの例では"CCG-2005-1X の C16-59")を購入サイトにあるPDF形式申込書(印刷して記入)で発注します。

 解像度は4種類(30μm〜10μm:800dpi〜2500dpi相当)の中から指定します。解像度が高いほど,画像サイズが大きく料金も高くなりますが,細かいところまでくっきりと見えます。しかし,後処理のことも考慮すると,圃場区画を識別するには,最低の解像度でも大丈夫だと思われます。

5.支払いと受領は適宜

 購入申し込みサイトの記述に従って,受領・支払いを済ませます。

6.受領したデータを適宜加工して使用する

 近農研サンプルの場合は最高解像度の画像データ(約1万円)を購入し,グラフィックソフトで必要範囲を抽出後,解像度を1/2程度に落としています。なので,最低(800dpi)か下から2番目(1200dpi相当)でも十分だと思います。

 解像度の高いデータは,サイズも非常に大きくなりますので,普通のグラフィックソフトでは,メモリ不足で処理できない場合があります。その意味でも,解像度は無理に高いものを選ばない方が無難かも知れません。料金的にもやすくなります。

 ちなみに,近農研サンプルの元となった"CCG-2005-1X の C16-59"画像ファイル(最高解像度を発注)はDVDで納品され,ファイルサイズが1.5GBもありましたので,普通に市販されているグラフィックソフトは全滅(読み込みすらできなかった)でした。仕方がないので,ArcGIS(GISソフトの定番)で処理したという苦い経緯があります。この意味でも,発注する際には,後加工することも考慮しておいた方が無難です。

 

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Google Maps を利用した圃場図作成

 2007年12月14日に改訂された圃場地図作成支援ソフトに含まれるSIMA→シェイプ変換プログラム Sima2Shp.exe には,ArcInfoジェネレイトファイル形式のテキストファイルからシェイプファイルを作成する機能が新たに追加されています。

 ArcInfoジェネレイトファイル形式は,以下のような形式です。

501           ← データID(ポイント,ライン,ポリゴン等一つのシェイプオブジェクトのID文字列)
315.000,277.000   ←座標値(測量図面座標(X,Y),緯度・経度値(経度,緯度の順)など)
338.000,265.000
337.000,263.000
333.000,257.000
323.000,259.000
310.000,269.000
312.000,274.000
END          ←一つのオブジェクトの終了
502          ←次のオブジェクト
482.000,283.000
496.000,268.000
502.000,275.000
489.000,285.000
485.000,284.000
END
・            ←以下繰り返し


553.000,89.000
553.000,86.000
552.000,83.000
550.000,80.000
549.000,78.000
END
END          ← ファイルエンド

 Sima2Shp.exe は,この座標値として,測量から得られた値(通常メートル単位)または日本周辺の緯度・経度値(十進度単位)に対応しています。測量値の場合は,その値をそのままシェイプファイルに保存します。一方,緯度・経度値の場合は,平面直角座標系に変換した上でシェイプファイルに保存することができるようになっています。

 次に,AGinfo.JPのサブサイトである「Finds.jp」では,Webブラウザで表示したGoogle Maps上で,圃場区画等の多角形(ポリゴン)情報を作成するWebアプリケーション「Polygon Maker」を公開しています。

 この「Polygon Maker」を使用すると,Webブラウザ上に表示されたGoogle Maps地図(航空写真)を操作して,表示された地図(航空写真)上で,任意の地点をクリックしながらポリゴンを生成し,その頂点の緯度・経度情報をGoogle Mapsから取得して,Polygon Maker上(Webページ上)のテキストボックス内に表示することができます。この時,表示される頂点座標リストの形式が,実はArcInfoジェネレイトファイル形式そのものになっています。

 

 そこで,以上の2つのアプリケーション(Polygon MakerはWeb上のアプリケーション,Sima2ShpはWindowsアプリケーション)を組み合わせて使用することで,

  1. Polygon Makerで,目的とするポリゴン(この場合,圃場区画)をトレースし,ArcInfoジェネレイトファイル形式の頂点座標リストを作成・取得する
  2. 取得した頂点座標リストをWebブラウザからコピー&ペーストでSima2Shpに読み込ませ,緯度・経度から平面直角座標に変換した上で,シェイプファイルに保存する

の2ステップで,Google Mapsからシェイプファイルを作成することができます。

 

 圃場図を作成する場合は,通常Google Mapsの航空写真を表示して作成することになりますが,現在のGoogle Mapsで表示される航空写真は,場所によって解像度が高い画像と低い画像があります。解像度が高い場合は圃場区画も明瞭に識別できるので圃場区画の作成は可能ですが,解像度が低い場合は,残念ながら,圃場区画の識別は不可能で圃場図作成の目的には使用できません。こればかりは,Google Mapsが使用している航空写真画像に依存しているので,圃場図を作成しようとする場所が高解像度の写真になっていることを祈るしかありません。

 

 以下では,航空写真(解像度が高い場所)を表示し,付近の圃場区画を平面直角座標を持つシェイプファイルに作成する手順を紹介します。

 (以下の画面写真は,開発中のものですので,実際の画面とは異なっている場合があります)

 

 最初に,Webブラウザを起動し,Polygon Makerページを表示します。続いて,Polygon Makerを操作して,Google Maps上で,目的とする範囲を,圃場区画作成に適したサイズで拡大表示し,Polygon Makerの使用法に従って,目的の区画を順次作成していきます(詳細操作法はPolygon Makerのガイドを参照のこと)。

圃場区画指定中(描画モード)
この例では,岡山県岡山市の造山古墳周辺を航空写真モードで拡大表示し,圃場区画を作成しています。
圃場区画作成例(描画モード)

 サンプルとして,10筆程度作成してみたのが以下の例です。

圃場区画指定例(地図モード)
Polygon Maker の地図表示モードです。この状態で地図スクロール(パン),ズームが可能。
圃場区画作成例(地図モード)

 圃場区画が作成できたら,[データ表示]ボタンをクリックします。

圃場区画データ表示

[データ表示]ボタンをクリックすると,テキストボックス内に作成された圃場区画(ポリゴン)情報が
ArcInfoジェネレイト形式の文字列として表示されます。次に,これをSima2Shp.exeに渡します。
圃場区画データの作成・表示例

 テキストボックス内に表示された圃場区画情報を,コピー&ペースト操作で,Sima2Shp.exeに渡します。

圃場区画データの選択・コピー

テキストボックス内の文字列を選択して,コピーします。



圃場区画データのSima2Shp.exeへの貼り付け

Sima2Shp.exeを起動し,「AIGファイル作成」チェックボックスをオン(チェック)にした上で,
画面右側に表示されるテキストボックス内に,ペースト(貼り付け)します。

↓ (貼り付け)

圃場区画データ確認・保存

貼り付け結果はこのようになります。右側テキストボックス内に,Polygon Makerで作成された圃場区画情報
(緯度経度)が転送されています。この段階で,このデータを適当なファイル名を付けて[ファイル保存]します。
Polygon Makerから Sima2Shpへの圃場区画(ポリゴン)データの転送

 Sima2Shp に転送したら一旦[ファイルの保存]を実行し,適当なファイルに保存します。

 保存できたら,画面左側中央部の「緯度・経度からの座標変換」をチェックし,以下のように,変換先の平面直角座標系を指定し,[実行]ボタンをクリックします。

変換座標系の指定

この例では,岡山県内のデータを作成しているので,平面直角座標系の5系を選択しています。
緯度・経度から平面直角座標系への座標変換を伴うシェイプファイルの作成

 実行ボタンをクリックすると,圃場区画データを保存したフォルダ内に,以下のようにシェイプファイルが作成されているのが分かります。

圃場区画データ表示

Windows Explorerで作成されたシェイプファイルを確認しています。"shinjo.shp","shinjo.shx","shinjo.dbf"の
3ファイルが今作成したシェイプファイルです。"shinjo.txt"は圃場区画データを保存したときに生成されたArcInfo
ジェネレイト形式のテキストファイル,"shinjo.smp"はSima2Shp.exeが作成する作業用ファイルです。
圃場区画作成例

 このシェイプファイルを,フリーソフトの"ArcExplorer 9.2"で表示してみると,以下のように表示され,正しくシェイプファイルが作成されているのが分かります。

ArcExplorerでの表示例

作成されたシェイプファイル"shinjo.shp"を ArcExplorer 9.2 に読み込ませて表示しています。
圃場区画作成例

 以上のような手順で,Webアプリケーションの"Polygon Maker"と,圃場地図作成支援ソフトに含まれる"Sima2Shp"を組み合わせることで,Google Mapsから圃場区画情報を取得し,ポリゴンタイプのシェイプファイルを作成できます。

 作成したシェイプファイルは,一旦,"ShapeMaker"に読み込ませて,システムが必要とする規定の属性データを追加することで,作業・計画管理支援システムの圃場図として利用できるようになります。

 なお,背景図については,ここでは圃場図用シェイプ作成にGoogle Mapsの航空写真を利用しましたが,これはWebブラウザ内に表示するというGoogle Maps利用規約の範囲内で行っていることです。背景図として,Google Mapsの画像イメージを保存するなどしてシステムの背景図として利用することは,Google Maps利用規約違反となります。

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地図の基礎知識

 作業計画・管理支援システムでは,GIS(地理情報システム)と互換性のある地図データ(具体的には,ESRI ArcGISシリーズなど多くのGISソフトで標準的に利用可能な ESRI Shape(エスリ シェイプ)形式ファイルや画像ファイル)を用いて,圃場図や背景図を表示し,データの視覚的な管理を実現しています。圃場図にはシェイプ形式,背景図には画像ファイル(TIFF,JPEG,Bitmap)を使用しています。

 この圃場図や背景図(まとめて「圃場地図」と呼ぶことにします)を表示したり管理したりする際に,地図が持っている座標(地理上の位置を表す数値)の基準・条件(これを「座標系」と呼びます)として,日本国内で一般的に用いられている「平面直角座標系」を使用しています。

 平面直角座標系は,国内を島嶼部・離島も含めて19の座標系(I〜XIX)に分けて,それぞれの原点から緯線・経線方向の距離(メートル系)で,任意の地点の座標を表します。19の座標系については,国土地理院の解説ページ(「わかりやすい平面直角座標系」),解説図ページ(「わかりやすい平面直角座標系地図」)が参考になります。これを見ると,近畿中国四国地域は,III(3)〜VI(6)系に属していることが分かります。島根・広島・山口県はIII系,四国4県はIV系,兵庫・鳥取・岡山県はV系,兵庫を除く近畿5府県と福井・三重県はVI系です。

 自治体等が所有している大縮尺(1000〜5000分の1)の地形図(都市計画図,国土基本図など)では,以下のように図郭の隅に平面直角座標系の座標値が記載されています(以下の例では単位はキロメートル)。座標系については,図郭内の片隅または図郭外に印刷された凡例中に記載されています。

地形図例
1000分の1〜5000分の1の大縮尺地形図(自治体が所有している)なら圃場形状もだいたい分かる。
地形図の例

 圃場図(のシェイプファイル)や背景図(のワールドファイル)には,この座標値が記録されています。圃場図では,記録されている一つ一つのシェイプ(圃場区画)の位置・形状情報を表すためにこの座標値が使用されています。背景図では,画像ファイル中のピクセル座標を平面直角座標系上の座標値に変換する係数がワールドファイルに記録されています。

 圃場図と背景図を,作業計画・管理支援システムの画面上でピッタリ重ねるためには,この平面直角座標系と座標値が一致していなければなりません。

 さらに,その座標値を決める日本国内の測量基準が,平成14年の測量法改正により,それ以前の「日本測地系」からそれ以後(現行)の「世界測地系」に変わっています。この関係で,地形図にも日本測地系と世界測地系の2通りがあります。詳しくは,国土地理院の解説ページ(「世界測地系移行の概要」)などを参照してください。

 このため,座標系とともに,圃場図・背景図を取り扱う際には,測地系についても配慮しなければなりません。作業計画・管理支援システムで使用する際には,日本・世界のどちらでも構いませんが,圃場図と背景図で測地系が一致している必要があります。

 以上から,作業計画・管理支援システムで使用する圃場図と背景図は,座標系と測地系がそれぞれ同じでなければなりません。

[余談]

 カーナビなどで使用されているGPS(ジー・ピー・エス:Global Positioning System)で計測される位置情報(緯度・経度値)は基本的に世界測地系です。製品によっては日本測地系に補正しているものもあります。市販やフリーの地図ソフトの中にもGPSに対応したものがありますが,この場合も同様に測地系に関する設定があります。

[補足]

 圃場地図(圃場図と背景図の組み合わせ)は,管理ファイル毎に指定しますので,管理ファイルと圃場図・背景図の組み合わせ毎に座標系と測地系が一致していればよいわけです。管理ファイルを越えたすべての圃場地図で一致していなければならないと言うことではありません。

[参考]

 生産支援システム研究近中四サブチーム・高橋氏の解説ページ「GISによるデータ作成について」(※別窓・タブで開きます)

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WldMaker によるジオレファレンス(ワールドファイル)作成

 WldMaker は背景図(TIFF, JPEG, Bitmapなどの画像ファイル:ラスタデータとも呼びます)に地理座標を付与するプログラムです。

 コンピュータ画面上に表示されている画像ファイルには,「ピクセル座標」と呼ばれる画像ファイルの1ドットに対応した座標があり,そのドット数の総数で解像度または画素数(縦○○ピクセル,横△△ピクセル)が決まります。一方,背景図に使用される画像は,各ドットの中心が,地理上のある1点を表しているので,地理座標を持ちます。平面直角座標系であれば,その地点が所属する座標系の原点からの距離(メートル)で表される2次元座標(X,Y)です。

 画像ファイル上のピクセル座標(px, py)とたとえば平面直角座標系で表された地理座標(X, Y)との関係を定めることを「ジオリファレンス」と呼びます。ワールドファイルは,この関係を定めるパラメータファイルに他なりません。そして,WldMakerは,GUI画面を用いながら,そのパラメータを算出するプログラムです。

 背景図に使用する画像ファイルに対して,WldMakerを使用してジオリファレンス(ワールドファイル)を作成するには,2点の画像上のピクセル座標と,それに対応する地理座標が必要となります。つまり,2点の画像上(ピクセル座標)と地理上(地理座標)の対応関係からパラメータを算出しファイル化したものがワールドファイルです。

 背景図画像は,通常,大縮尺の地形図や空中写真などを用います。シェイプデータをラスタ化した画像でも構いません。圃場や道路,河川などの地理的対象物が明確に識別できる画像ファイルであれば背景図として使用できます。

 ジオリファレンスを作成するには,地理座標の分かっている2点から画像上のピクセル座標を求めるか,または画像上の2点に対応する地点の地理座標を求める必要があります。

 一般に,地理座標の分かっている2点というのはあまり身近には無いですから,画像上の適切な2点に対する地理座標を何らかの方法で求めます。たとえば,GPSセンサを使用して緯度・経度を測る,市販の緯度経度が表示される地図ソフトを使用して求める,などの方法があります。また,AGinfoサイトでは,ReFITS Labo において「地図関連情報」を表示するページを公開しています。このページではGoogleMapsを操作しながら,WldMakerで必要となる地点の緯度・経度値を取得することができます。GPSセンサや地図ソフトが無い場合,元地図に座標値情報が無い場合などに,このページから緯度・経度値を知ることができます。

 このようにして,地理座標の分かっている2点が用意できれば,あとはWldMakerを起動して,画面上の背景図となる画像を見ながらその2点(2つのピクセル座標)を指定し,対応する2つの地理座標を入力します。最後に,ワールドファイル作成を実行すれば,背景図ファイルと同じ名前で拡張子が画像形式に応じて,*.tfw,*.jgw,*.bpwのいずれかとなるワールドファイルが作成されます(以下の作成手順例を参照)。

 WldMakerには,この他に,GPSセンサで読み込んだ度分秒単位を十進度単位に変換したり,測地系の簡易変換機能なども用意されています。

画像上の地点Aの指定
手順1.画像上で地点Aを指定(マウスカーソルを合わせクリック)

手順2.地点Aに複写
手順2.「地点Aに複写」ボタンをクリックして地点Aのピクセル座標を確定

地点Bの複写・確定
手順3.手順1〜2と同様にして地点Bを確定

対応する地理座標入力
手順4.対応する2点の地理座標を入力
(この例では平面直角座標値を入力しています)
(III系,世界測地系の数値例です)

ワールドファイル作成
手順5.「ワールドファイルの計算」→「ワールドファイルの出力」の
順にクリックして,ワールドファイルを出力保存

WldMakerによるワールドファイル作成手順例

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既存シェイプファイルの導入手順

 ESRI ArcGIS などで既に利用中のポリゴンシェイプファイルを「作業計画・管理支援システム」(以下,本システム)で利用するには,本システムに付属の「圃場地図作成支援ソフト:ShapeMaker」で,本システムが使用する所定の属性フィールドとそのレコード値を作成・入力しておく必要があります。

 本システムが必要とするシェイプ属性フィールドについては,ユーザガイドの付録に記載されているので参考にしてください。

 導入手順は以下のようになります。

  1. ShapeMakerを起動し,ArcGIS等で使用中(作成済み)のポリゴンシェイプファイルを読み込みます。
    (この際,所定の属性フィールドがなければ追加され,緯度・経度値フィールド以外の所定フィールドについてはレコード値が自動的に入力されます。)
  2. 座標系,測地系を選択します。
  3. 属性レコード編集画面を開きます。
  4. 「LAT」フィールドまたは「LON」フィールド内の任意のセルを選択します。
  5. 選択したセル内で右クリックしてショートカットメニューを表示し,「緯度・経度算出」を実行します。
    (これにより,緯度・経度値が計算され,編集テーブル内に入力されます)
  6. 「OK」ボタンをクリックして,属性値編集を確定します。
  7. シェイプファイルを保存します。

 以上の操作により,システムが必要とする所定の属性フィールド・レコードが作成され,本システムで利用できる状態になります。保存したシェイプファイル("*.shp", "*.shx", "*.dbf" の3ファイル)を,本システムをインストールしたディレクトリ内の"SHP"ディレクトリ内にコピーして,初期設定プログラムで管理ファイルに登録して使用します。

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シェイプ変換ツール

 多くの場合,市販またはフリーのGIS(地理情報システム)ソフトウェア毎に,利用可能なファイル形式が決まっています。「作業計画・管理支援システム」(本システム)ではその中でもメジャーな(世界標準と目されている)ESRI シェイプ形式を採用しています。

 他の形式から,ESRI シェイプ形式に変換するためのツールソフトウェアの中にはインターネット上で入手可能なものもあります。その多くは「シェアウェア」で,使用に当たっては数千円程度の使用料が必要となりますが,本格的なGISソフトがなくても,手元にあるGIS用ファイルを手軽にESRIシェイプ形式に変換できるので便利です。

 以下では,そのようなツールの入手先をいくつか紹介します。

GIS開発本舗
YASU21氏が公開されているGISツール("Survey.dll"もあります)やGIS関連Tips情報の豊富なサイトです。多くのツールは有償です。SHP,MIF,SIMA,DXF,国土庁フォーマットなどの変換ツールが公開されています。
MMTM.TV
MMTM.TVさん(?)が公開されているGIS変換ツールのサイトです。ほとんどのツールは有償(シェアウェア)です。SHP,MIF,SIMA,地理院数値地図,国土庁フォーマットなどの変換ツールが公開されています。

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(C) 2007-2010 DSS(LAIS).WeNARC,(C) 2011-2013 AGinfo NARC NARO, (C) AGinfo IAM/NARO.

2016.05