# 熊谷駅前で荒川が氾濫した場合の浸水被害をシミュレーションしてみよう

レッスン計画

|解析内容|所要時間（目安）|
|---|---|
|データの準備|20分|
|浸水解析|40分|
|被災建物件数のカウント|20分|

## データの準備
### データのダウンロード
1. 国土地理院の基盤地図情報サイトから熊谷駅前が含まれている標高データ（DEMデータ）と建物データをダウンロードしましょう。初めに国土地理院の基盤地図サイトをインターネットで検索しましょう。


2. 国土地理院のダウンロードサービスデータは、３つのデータセットに分かれています。標高データは数値標高モデル、建物データは基本項目からダウンロードできます。

3. データのダウンロードの前に国土地理院サイトのアカウントにログインしましょう。アカウントがない人はここで作成しておきましょう。ログインリンクはサイトの右上にあります。

4. 最初は標高モデルからダウンロードしましょう。熊谷駅が含まれている範囲を指定して、選択リストに含まれていることを確認してください。

*基盤地図情報ダウンロードサービスでは、選択範囲が２次メッシュになります。特定の地域・建物が含まれているかどうか判別するには地図が大きすぎて判断できないと思います。その場合、さらに詳細な地図で確認してからデータを選択します。確認に必要なサイトとメッシュについての説明は以下のURLにあります。

+ メッシュコード確認サイト：https://blog.esrij.com/2021/08/17/post-39808/
+ メッシュの説明：
https://www.esrij.com/gis-guide/gis-other/mesh/


5. 必要なデータを選択出来たら「ダウンロードファイル確認へ」を押します。

6. ダウンロード画面に移動したらチェックボックスにチェックを入れ、「まとめてダウンロード」を押します。

7. データは、「PackDLMap」という名前でダウンロードされると思います。このファイルを展開して、「FG-GML-.....-DEM5A」と書かれたファイルのみ別のフォルダに保存しましょう。この時、どのようなデータかわかるように名前を変えておきましょう。（熊谷の標高データならkumagayaDEMとか）

＊「FG-GML-.....-DEM5A」のファイルはzip展開はしなくても大丈夫です。
＊データの保存先は、自分のクラウド又はUSB上に専用のファイル（この実習用のファイル）を作成して、保存しましょう。

8. 同様の方法で建物データも基本項目からダウンロードしましょう。

### データの変換
ここからはarcgis pro上で処理します。
arcgisproを起動しておいてください。

9. 先ほどダウンロードした標高データと建物データをarcgisproで解析ができる状態にします。先ずはタブに国内データ(タブの一番右) があることを確認します。

*国内データ分析タブが見つからない（無い）人は、以下のURLを参考に、自分でアドイン導入してください。
+ https://hackmd.io/@kyouheisato/HkEm1Xpcs
13. 初めに標高データをarcgis内で使える状態に変換します。 タブの「国内データ」→「国土地理院」→「数値地図のインポート」を選択します。

15. 変換ツールに先ほどダウンロードした熊谷の標高データを入力しましょう。この時、データはZIPファイルのまま入れてください。

16. 出力ジオデータベースが自分が使っているジオデータベースであるか確認しましょう。標高データファイルはまとまっている状態のほうが使いやすいので、結合チェックを有効にしておきましょう。ジオデータベースがどういうものかという解説は、以下のURLを確認してください。

* ジオデータベースの解説：
https://www.esrij.com/gis-guide/esri-dataformat/gdb-overview/

17. 変換するデータ、保存先のジオデータベース、結合チェックの確認ができたら実行を押します。データは重いので時間がかかります。変換が完了するまでしばらく待ちましょう。

18. 変換が完了したらジオデータベースから標高データをマップに追加しましょう。エクスポート先のジオデータベースを確認して変換した標高データを追加します。（エクスポート先のジオデータベースがあっているのにデータがない人はジオデータベースを右クリックして更新ボタンを押してください。）

19. 次に建物データを変換しましょう。タブの「国内データ」→「国土地理院」→「基盤地図情報のインポート」を選択します。
20. タブの「国内データ」→「国土地理院」→「基盤地図情報のインポート」を選択します。
21. 変換ツールに先ほどダウンロードした熊谷の建物データを入力しましょう。この時、データがZIPファイルのままなら展開してBldAのみを選択します。（BldAはBuildingAreaの略です。）
* データ名の符号化規則が気になる人は、以下のURLを確認してください。
符号化規則:https://fgd.gsi.go.jp/download/documents.html


22. 出力先のジオデータベースが自分が使っているジオデータベースであるか確認しましょう。建物データの結合チェックは無効（チェックしない）にしましょう。

23. 標高データと同様に建物データをマップに追加しましょう。

標高データと建物データが用意できたらデータの準備は終わりです。お疲れさまでした。
## 浸水解析
### 対象地の確認
1. データがそろったので、いよいよ解析です。熊谷駅周辺に標高データを拡大しましょう。（場所がわからない人はタブ中の「マップ」→「場所検索」→熊谷駅と入力したらどこに熊谷駅があるかわかると思います）

2. 白黒のままではよくわからないので色を変えてどのような土地起伏があるか傾向を見てみましょう。コンテンツ中の標高データ上で右クリック→シンボル、で配色を変える項目が出ます。（例では緑が低、赤が高の配色にしています。）

3. 拡大した範囲内でさらに詳しく標高差（配色差）を見たい場合は、分かりやすい配色にした後、タブの「ラスターレイヤー）→「表示設定」→「DRA」で配色を再配置できます。

4. 熊谷駅の建物データも追加して確認してみると、熊谷駅の西は標高が高く、東に行くほど標高が低くなっていることが確認できます。また、堤防は赤いラインで表され、どの範囲でも概ね一定の高さであることが確認できます。

### 水の流入地点を決める
5. 堤防が決壊して水が入ってくる地点を自分で決めます。今回の授業では、２か所を解析してもらいます。標高が高い地点と低い地点の決壊地点を標高データから確認して決めましょう。

* 河川氾濫シミュレーションでは、流体計算を行ってから決壊地点を割り出す場合がありますが、今回の実習は、決壊して水が入ってきた後の浸水被害を見るため、自分で決壊地点を決めます。

6. 堤防の決壊地点を決めたら、決壊ポイントを作成しましょう。決壊ポイントは堤防上に設定してください。ポイントはベクタデータです。ベクタデータを自分で一から作る場合、最初に空のベクタデータをジオデータベース内に作成する必要があります。

8. ジオデータベース上で右クリック→新規→フィーチャクラス

8. 何のデータかわかるように名前をつけて、フィーチャクラスタイプをポイントに設定して、完了を押します。

9. コンテンツ内に自分が作ったポイントデータが入りました。ただし、このデータはまだ名前だけの空っぽなデータなので、場所を指定して位置情報を付与してあげる必要があります。

10. 決壊場所にポイントを打ち込みます。タブ中の編集→作成

11. 「フィーチャ作成」に今作ったポイントデータが表示されます

12. 「フィーチャ作成」でポイントデータを選択（クリック）すると、選択したポイントデータの編集ができるようになるので、決壊場所にポイントを打ちましょう。

13. マップ上にポイントが打てたら完了を押します。

14. 最後に「編集」→「保存」を押したら、ポイントデータの作成は完了です。例では２ポイント作成しました。

15. ポイントが何を表しているのかわかるように、それぞれのポイントの名前を属性テーブルに入れておきましょう。自分が作成したポイントデータ上で右クリック→「属性テーブル」

16. 属性テーブルに新しいフィールドを追加しましょう。属性テーブル内の左上の「フィールドの追加」を押して下さい。

17. 新規のフィールドの設定をします。フィールド名はname、データタイプはtextにしましょう。

18. 設定出来たら保存しましょう

19. 追加した列に名前を入れましょう。わかりやすければなんでもいいです。（例：point1,point2　　上流側、下流側）*OBJECTIDの1と2がどのポイントか確認して名前を付けましょう。反対に名前を打たないように！

20. フィーチャ→ラベリングでフィールドをnameに変えたのち一番左のラベルアイコンを押しましょう。

21. ラベルが表示されました。これでどのポイントが何を意味するのかが一目でわかるようになりました。

### 再分類
#### 基準となる標高を知る
22. 堤防の決壊地点を決めたので、いよいよ浸水範囲の評価になります。今回の授業では堤防決壊後、落水地点（堤防のふもと）の標高を基準として、その地点が水深0.2m、0.5m、1m、1.5m、2mの場合、どの範囲まで水が到達するかを評価してもらいます。

24. 初めに解析範囲を設定しましょう。熊谷全域では範囲が広すぎるので、決壊ポイントが含まれるように標高データをクリップ（クリップ：必要な範囲だけデータを切り取ること）します。

25. カテゴリビューの標高データ上で右クリック→データ→ラスタのエクスポートでクリップできます。このとき、クリップしたい範囲まで拡大してからクリップジオメトリを現在の表示範囲に設定してクリップします。（現在の表示範囲に設定を押すと範囲が適用され、項目は「以下の指定に一致」に切り替わります。）


26.　落水地点（堤防のふもと）の標高を求めましょう。決壊地点を中心とした断面図を作成して、確認をします。断面図作成のためには、断面を定義するラインデータを作成します。ラインデータは、ポイントデータの作り方と同様です。

* フィーチャクラスはラインタイプにしましょう。
* ラインは堤防と垂直に作成しましょう。
* ラインの引き方は同じ条件になるように作成しましょう。（例:堤防の内側から外側にラインを引いたのなら、ほかのラインもすべて同様の条件でラインを引きましょう。）


1. ラインデータができたら、ラインデータをもとに断面図を作成します。「ツール」→「ジオプロセシング」で「スタック断面図」を検索してスタック断面図ツールを開きます。

1. 「入力ラインフィーチャ」は、先ほど作ったラインデータ、「断面図ターゲット」は、クリップ済みの標高データを指定して、実行します。

実行できたらカタログウィンドウの一番下に断面図のテーブルデータができます。

断面図のテーブルデータをプロットしましょう。断面図のテーブルデータを右クリック→「チャートの作成」→「ラインチャート」を選択します。


チャートプロパティで「日付または数値」を「FIRST_DIST」、「集約」を「合計値」、「数値フィールド」の選択を「FIEST_Z」に設定します。（数値ラベルを付けたければ「ラインにラベル付け」をチェックしてください。）

決壊地点ごとの断面図ができました。ここから落水地点（堤防のふもと）の標高を割り出します。標高を割り出すには、割り出したい地点の周辺範囲を平均してあげれば、ノイズを抑えつつある程度の標高を割り出すことができます。例では、赤色の範囲です。

平均を求めたい範囲（例では赤色の範囲）だけを選択しましょう。マウスで範囲を囲います。Ctrlを押しながら囲うと、連続で別の範囲を囲えます。

平均を求めたい範囲が指定出来たら、指定したままの状態で平均値の計算を行います。「ツール」→「ジオプロセシング」で「要約統計量」を検索してを開きましょう。
「入力テーブル」は、「断面図_StackProfile」、「出力テーブル」は、そのまま。「統計フィールド」は、「FIRAT_Z」、「統計の種類」は、「平均」、「ケースフィールド」は、「LINE_ID」で入力ができたら実行します。
計算結果のテーブルは、コンテンツの一番下に追加されています。計算結果テーブルを開いて、各決壊地点の落水地点標高を確認しましょう。

28.　落水地点の平均標高が分かりました。この標高を基準として再分類を行います。「ツール」→「ジオプロセシング」で「再分類」を検索して開きましょう。

注意：この下は未編集なのでやらないでください

29.　落水地点の標高に水深を足した値で再分類しましょう。「入力ラスター」にクリップしたDEMデータ、「再分類フィール」はそのままVALUE、分類テーブルは、「分類」と書かれたボタンを押すとテーブルに打ち込めるので、方法を手動間隔に切り替えて、入力しましょう。


30.　okを押すとテーブルに書きこまれます。この時、テーブルの最初は０ｍになるように書き換えてください。再分類されなかった値をnodetaに変更にチェックを入れて実行しましょう。

31.　結果を見てみると、水が流入し続けると熊谷駅前はすべて水没してしまうことがわかりました。

32.　次に今作ったデータをベクターに変換しましょう。その前にデータを整数型に直しておきます。タブ中の解析→ツール、ジオプロセシングでint変換しましょう。

33.　ベクタ変換は、タブ中の解析→ツール、ジオプロセシングで【ラスタ→ポリゴン】と検索しましょう。

34.　入力ラスタに変換したいラスタデータ、ポリゴンの単純化とマルチパートフィーチャの作成にチェックを入れて実行しましょう。

35.　できたベクタデータのシンボルを等級値、フィールドをgeocodeに変更して、データが正しく変換されているか確認しましょう。

36.　建物データと一緒に分析する前にデータを少し調整します。
37.　今回は熊谷駅前側が決壊したので、反対方向は浸水するわけありません。ですので浸水が考えられないエリアは削除する必要があります。
38.　必要な範囲のポリゴンを新しく作成して、その範囲に重なるエリアを解析範囲とします。この処理をクリップ処理と呼びます。
39.　ポイントを作った要領で、空のベクタデータを用意します。この時、フィーチャタイプはポリゴンにします。

40.　必要範囲のポリゴンを作成します。川の堤防から熊谷駅方面が入るように作成しましょう。作成後は保存を忘れないように。

41.　タブ中の解析→ツール、クリップを選択して入力フィーチャにベクタ化した浸水データ、クリップフィーチャに必要範囲のポリゴンを入れて実行しましょう。

42.　クリップ結果を確認して、必要範囲のみ表示されれば完成です。

43.　ポイント１の段階別浸水範囲のベクタデータが完成しました。同様にほかのポイントも解析しましょう。
## 被災建物件数のカウント
1. カウントをするために、段階別浸水データと建物データを結合しましょう。
2. タブ中の解析→ツール、ジオプロセシングで空間結合を検索
3. 建物データに段階別浸水範囲の情報を組み込ませるイメージです。
4. ターゲットフィーチャ（組み込まされる方）を建物データ、フィーチャの結合（組み込ませたいデータを持っている方）に段階別浸水データを選択、結合方法は一対一、すべてのターゲットフィーチャの保持のチェックを外して実行します。

5. 実行結果は以下のようになります。

6. 結合されたデータのデータテーブルを開いて結合状況を確認します。

7. 段階別のパラメータはgeocodeに入っているはずです、シンボルを変更して、建物データの色を浸水別に対応させましょう。

8. ここまで来たらカウントができたも同然です。属性テーブルを見ると解析範囲にある建物の数を確認することができます。

9. グラフでも見てみましょう。グラフにしたいデータを右クリック→チャートの作成→バーチャート

10. カテゴリに数えたい変数、集約に個数、バーにラベル付けをチェックしてチャートを確認してください。

11. チャートをレポートに貼り付けたい場合は、チャートのエクスポートをしましょう。

12. 浸水別で建物データをエクスポートする場合は、属性テーブルで分類しましょう。

11,12はエクスポートしたい場合の手順です。
１０までの処理で段階別浸水範囲データとそれに対応する建物のデータが揃いました。これでレポートが書けると思います。

## レポート
* 熊谷駅前の堤防が決壊した場合の被害状況のシミュレーション結果をレポートにしましょう。
決壊ポイントをどこに設定したか、段階別浸水データはどのような結果で、どのような水の流れが予想できたか、浸水が増えていくごとに、建物の被害件数はどの程度増えていくか、など、今回の実習で自分が行った処理方法やわかったことをレポートにしてください。

* レポートに提出する図はきちんと整えましょう。今までやってきた授業を思い出して最低限、縮尺、方位、凡例は入れましょう。以下のサイトを参考にしてください。
https://learn.arcgis.com/ja/projects/get-started-with-arcgis-pro/

* 5/25追記：レポートの最後に、この授業で学びたいこと、復習したいこと、興味があることを書いて下さい。（書きたくない人は書かなくてもいいです。レポートの点数には関係ありません。）具体的に書いてくれたらありがたいです。

* この授業のTA（後藤研　佐藤）のメールアドレスです。
[e-mail]

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