この文章は「地理総合をハックしよう！」 [github](https://github.com/smellman/chirisogo-hack) / [website](https://smellman.github.io/chirisogo-hack/) のアイデア出しやコンテンツ作成のメモを入力するためのページです。

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## 注意点

画像をhackmdに添付するとimgurが勝手にjpegに変換するので、画像は一旦ローカルに保存しておくこと。

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## TODO(見出し)

- [ ] QGISの事始め
- [ ] QGISについて
- [ ] オープンソースとは何か
- [ ] QGISで扱えるデータ形式について
- [ ] QGISのプロジェクトファイルについて
- [ ] 地理院地図とオープンストリートマップ(地図タイル)
- [ ] メルカトル図方と正距方位図法
- [ ] ハザードマップ
- [ ] [都市計画基礎調査データ分析例](https://www.mlit.go.jp/common/001281493.pdf)
- [ ] estatのデータを使う
- [ ] 統計データと地理データの結合
- [ ] 加工方法
- [ ] グラフ表示
- [ ] 歴史関係とQGIS
- [ ] 世界地図の白地図
- [ ] イスラム教徒や中国の人口分布
- [ ] SDGs
- [ ] 3D都市データ
- [ ] Platuau
- [ ] もっと詳しくQGIS
- [ ] CSVT
- [ ] 文字コード
- [ ] 印刷

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## GROSSARY

### 投影法

TBD...

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# 地理総合をハックしよう！

このドキュメントは2022年から高校教育で必須となる「地理総合」で扱うGISデータや図表などを教職員・学生ともにオープンソースを活用して自分たちで教材を揃えられるように整備することを目的としています。

本ドキュメントでは主にQGISを使って資料の作成を行います。

## 著者について

現時点の著者は以下の通り。

- Taro Matsuzawa: OSGeo.JP/OSMFJ/jus/Georepublic [twitter](https://twitter.com/smellman)
- 西澤利治
- Rikutaro MANABE

## 本レポジトリについて

本レポジトリは [HonKit](https://github.com/honkit/honkit/)を用いてドキュメントをビルドしています。

ローカルでの閲覧及びビルドは以下の手順で行えます。

git clone https://github.com/smellman/chirisogo-hack.git
cd chirisogo-hack
npm install
npx honkit serve
npx honkit build

## コミュニケーションチャンネル

CodeforJapan slack `#proj-chirisogo`

# QGISの事始め

## QGISについて

QGISはフリーでオープンソースの地理情報システム(GIS)です。
QGISはWindows, Mac, Linuxなどのオペレーティングシステムで動作し、地理空間情報を作成、編集、視覚化、分析、公開をすることができます。

公式サイト https://qgis.org/ja/site/about/index.html

## オープンソースとは何か

オープンソース(Open Source)とは、ソフトウェアのソースコードが公開されており、自由に取り扱えるものを指します。正確には「オープンソースソフトウェア」が正しい名称となります。

ソースコードとはコンピュータに行わせたい処理をプログラミング言語で記述したものです。

オープンソースソフトウェアはプロプライエタリなソフトウェアとは違い、多くが全てのソースコードが公開されているため、多くの人が開発に関わることができ、世界中の人々によって日々改善されています。

QGISは世界中の人々の貢献によって現在では商用のGISとは遜色なく扱えるソフトウェアとなっています。

## QGISで扱えるデータ形式について

QGISでは様々なデータを扱うことができます。

次の表ではそれぞれの特徴を簡単に示しています。

| | ESRI Shapefile | GeoPackage | SpatialLite | GeoJSON | FlatGeobuf |
| -------- | -------- | -------- | ----------- | ------- | --------- |
| 空間インデックス | ○ | ○ | ○ | × | ○ |
| マルチレイヤ | × | ○ | ○ | ○ | × |
| 単一ファイル | × | ○ | ○ | ○ | ○ |
| web対応 | × | △ | △ | ○ | ◎ |
| ラスタ対応 | × | ○ | × | × | × |

### ESRI Shapefile

ESRI Shapefile(以下Shapefile)は古くからベクター向け地図データとして使われてきたファイル形式です。

ファイルの拡張子は`.shp`ですが、これ以外にもデータを格納する`.dbf`や、投影法などを管理するための`.prj`ファイルなどに分割されているため、一ファイルだけでは役に立たないという特徴があります。

また、過去の遺産として使えるケースがありますが、日本語の扱いに問題があるケースが多いため、現在では保存形式としては推奨されていません。

代わりにGeoPackageやFlatGeobufなどの最新のファイルを使うことを推奨します。

### GeoPackage

GeoPackageはベクター及びラスタ向けの地図データ形式で、QGIS 3系から標準の保存形式として使われています。

ファイルの拡張子は`.dpkg`で、中身はSQLite3というデータベースの形式となります。

GeoPackageは複数のレイヤーを一つのファイルに保存することができ、またラスタデータのレイヤーに対してはタイル形式の出力をするようになっていて、大きなラスタデータでも軽量に動かすことが可能となっています。

また、大きな特徴としてQGISのスタイル設定も保存できたり、SpatialLiteの空間分析関数が使えたりと大変便利な機能があります。

### SpatialLite

SpatialLiteはSQLite3の拡張機能を用いた実装で、ベクター向けの地図データ形式として使われているファイル形式です。

ファイルの拡張子は`.db`や`.sqlite`、`.sqlite3`などが使われています。

SpatialLiteはQGISの古いバージョンからサポートされているため、Shapefileで扱うのが困難なデータを扱うケースがありました。

ただし、SpatialLiteの特徴である空間クエリがGeoPackageでもサポートされているため、現在では比較的考慮しなくても良くなりました。

### GeoJSON

GeoJSONはJSON(JavaScript Object Notation)形式を地図に応用したファイル形式で、ベクター向けの地図データ形式として使われてるファイル形式です。

ファイルの拡張子は`.geojson`です。

特徴としてはJavaScriptというプログラミング言語で簡単に扱えるため、webサイトでの地図表示が簡単にできるため、インターネット上で地図を閲覧するサイトで多く使われています。

また、テキストフォーマットなのでテキストエディタで作成や編集もできるという利点があります。

ただし、空間インデックスを持っていないため、ファイルの全てを読む必要があり、速度としては低速でかつ、ファイルサイズも大きくなります。

### FlatGeobuf

FlatGeobufは比較的新しいファイル形式で、単一レイヤーのベクター向けのファイル形式です。

ファイルの拡張子は`.fgb`です。

特徴としては[FlatBuffers](https://google.github.io/flatbuffers/)によるバイナリでエンコードされたファイルで、非常に高速で動作する上、ストリーミングをサポートしているためwebサイトの地図データとして最適化されています。

QGISでは3.16からサポートをしています。また編集の対応などはQGIS 3.18以降のサポートとなっているため、比較的最新のQGISを要求する所に注意が必要です。

単純にShapefileをそのまま扱い安くするためにFlatGeobufを、複数のShapefileを一つにまとめたい場合はGeoPackageを、という風に使い分けると良いでしょう。

### その他のファイル形式

QGISでは上記以外にも様々なファイルをサポートしています。

全ては記載できないため、一部のファイルを記載します。

#### GeoTiff

写真などに地理上の座標を付与したラスタファイル形式です。

ファイルの拡張子は`.geotiff`です。

GeoTiffはTiffという画像ファイル形式を地図上で扱えるように拡張されたもので、航空写真や紙地図などをGIS上で扱うために使われています。

写真そのものは画像として扱う場合に位置情報を持っていません。そのため、GeoTiffはジオリファレンスという仕組みを使って画像の各ピクセルに位置情報を付与します。

例えば紙地図をスキャンした場合、GISではそのままでは使えないため、特徴がある点に位置情報を付与していき、ある程度の点に座標をつけたところでジオリファレンスを実施することでその画像自体が位置を持つことができます。

これらの作業自体はQGISでも行う事ができ、その結果としてGeoTiffに保存するという流れになります。

#### Keyhole Markup Language (KML)

Keyhole Markup Language(以下KML)は、Google Earthで使われている位置情報と時系列を持ったベクターデータを扱うファイル形式です。

ファイルの拡張子は`.kml`です。

KMLはGoogleのプロダクトでよく使われていましたが、XMLである事はファイル仕様が複雑であるため、Web上での主流としてはGeoJSONに取って代われました。

ただ、KMLを出力可能なプラットフォームやアプリケーションが多く存在し、アイコンの表示を標準でサポートしている点などからも現在でも用途によっては使われています。

#### CSV

CSVは表計算ソフトで使われるファイル形式です。QGISでは位置情報(緯度、軽度)を持つCSVファイルを扱うことができます。

CSVファイルは例えばオープンデータなどで、座標と名称などの属性などを持つデータとして公開されているものを取り込む事が多くあります。ただし、空間インデックスを持たないため、QGISではGeoPackageやFlatGeobufなどに保存して扱うと良いでしょう。

## QGISのプロジェクトファイルについて

TBD...

## 地理院地図とオープンストリートマップ(地図タイル)

TBD...

## 投影法について

TBD...

# ハザードマップ

## [都市計画基礎調査データ分析例](https://www.mlit.go.jp/common/001281493.pdf)
都市計画基礎調査は、都市計画法第6条に定められている調査で、街を形作っていく都市計画をどのように決めるかの基礎となる情報を集める調査です。この調査などをどのように分析するかを国土交通省が例示したのものが「都市計画基礎調査データ分析例」で都市・市街地の様子を可視化したり、分析したりする際の参考にすることができます。

都市計画基礎調査情報の一部のデータは、G空間情報センターからダウンロードすることができます。
https://www.geospatial.jp/gp_front/
G空間情報センターでは、災害情報のデータセットも公開されています。
https://www.geospatial.jp/gp_front/content/fa7f1653-50a4-4a66-9331-fbb538d98ec3

# e-Statのデータを使う
## e-Statについて
e-Statは、さまざまな日本の統計データが閲覧できる政府統計のポータルサイトの名称です。
(https://www.e-stat.go.jp/gis)

e-Statの特徴は、各種の統計データがダウンロードできるだけでなく、それらのデータを地図上に表示する統計GISを提供していることです。
e-Statは無償で利用できますが、ユーザー登録をすると利用できる機能が追加されます。

## 統計データと地理データの結合
e-Statの多くのデータはcsv（カンマまで区切られたテキストファイル）の表形式でまとめられてます。この表には地理的な情報と関連づけるためのコードが記入されています。一方で、メッシュ（緯度・経度に基づいて地域をほぼ同じ大きさの網の目に分けたもの）や町丁目を示す地理的データにもコードがついていて、このコードをキーとして統計データと地理的な情報を関連づけることができます。

## 加工方法

TBD...

## グラフ表示

TBD...

# 歴史関係とQGIS

## 世界地図の白地図

世界地図を表示するにはOpenStreetMapなど便利なタイルを使うことができますが、歴史的な表現をする場合には白地図から開始した方が良いこともあります。

世界地図のデータとしては[Natural Earth](https://www.naturalearthdata.com/)が利用可能ですが、執筆現在でダウンロードに問題があります。代わりにNatural Earthの[Github](https://github.com/nvkelso/natural-earth-vector)からダウンロードするという方法があり、執筆現在ではこちらからダウンロードをするのをお勧めします。

まず、Githubのページに移動します。そして、Releaseの箇所をクリックします。


次に、Releaseページの一番下にある`Source code(zip)`をダウンロードします。


なお、Natural Earthの全てのファイルをダウンロードすることになるので、時間がかかります。ただし、Natural Earthのデータは多岐にわたっているので、白地図以外のデータの作成にも使えるのでダウンロードしておいて損はありません。

ダウンロードが終わったらファイルを展開して、中にある`10m_cultural/ne_10m_admin_0_countries.shp`をQGISで開きます。


初期状態では色がついているので、レイヤを選択して右クリックからプロパティを開き、色を変更しましょう。


色が白く変更されたら作成が完了です。


あとは使いませるようにプロジェクトファイルを保存しておくと便利です。また、shapefileは取り回しが面倒なので、Geopackageなどにしておくとさらに便利になります。

## 宗教の分布状況

TBD...

## 中国の人口分布

TBD...

# SDGsとQGIS
## SDGsについて
SDGsとは「Sustainable Development Goals（持続可能な開発目標）」の略称で、世界をよりよくするための国際的な目標として2015年9月の国連サミットで採択されました。現在では、国連の加盟国が2030年までに達成を目指す長期的指標とされています。
SDGsは達成する17のゴール（＝目標）によって構成されています。これらのゴールは、気候変動やエネルギーなど環境問題や、貧困や飢餓の撲滅、働きやすく住みやすい社会づくりなど幅広いものです。
日本政府はSDGsに取り組むために「持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）推進本部」を設置しています。
https://www.kantei.go.jp/jp/singi/sdgs/index.html

# 3D都市データ

## Plateau
国土交通省は2020年から、3D都市モデル整備・活用・オープンデータ化のリーディングプロジェクトとして「PLATEAU」を進めています。都市活動のプラットフォームデータとして3D都市モデルを整備し、そのユースケースを創出しています。さらにこれをオープンデータとして公開することで、誰もが自由に都市のデータを引き出し、活用できるようになるとしています。
https://www.mlit.go.jp/plateau/
PLATEAUの3D都市モデルはCity-GMLと言うファイル形式が用いられ拡張可能性には優れているものの2021年時点ではQGISをはじめとした既存のGISソフトウェアでの使用にはデータ変換等のハードルが存在しているのも事実です。
地理情報を用いたケースを知るためには良い取り組みです。

# もっと詳しくQGIS

## CSVT
CSVファイルをQGISに読み込むとフィールドデータの型は自動的に文字列（テキスト）とみなされます。実際には文字列ではないフィールドを指定することがあるでしょう。その際にQGISではCSVTファイルというファイルを用意します。
CSVTファイルは、フィールドの順に型が記述された１行だけのテキストファイルです。それぞれの型の名前は「"(ダブルクォーテーション)」で囲まれていて、型の名前の間に「,(コンマ)」を入れるルールとなっています。このようなファイルを作成して、読み込ませたいcsvファイルと同じ名称にして拡張子を`.csvt`として保存すれば、QGISでCSVファイルを読み込む際に型はCSVTファイルを参照します。
https://docs.qgis.org/2.18/ja/docs/user_manual/managing_data_source/supported_data.html#csvt-files

## 文字コード
QGISでは様々な文字コードを使用できます。日本語を表示する際に「文字化け」が発生した場合には各レイヤーのプロパティ/ソースより適切な文字コードを選べば正しく表示されます。
日本語を表示するためのコードは、Shift_JIS、UTF-8などを用いていることが多いです。

## 印刷

# 参考資料
## 参考文献
地域と世界をつなぐ　「地理総合」の授業
http://www.otsukishoten.co.jp/book/b561508.html

## Web
QGISビギナーズマニュアル
https://github.com/gis-oer/gis-oer/blob/master/materials/archive/previous_contents/QGIS/QGIS_2.8.md

高校地理教員向けのGIS実習教材(試作版)
https://gis-oer.github.io/gitbook/book/materials/high_school/

2022年 高校「地理総合」必修化に向けてWebGIS「地史まっぷ」活用講座 Part１ 入門編 世界地図を使って人口問題に関する授業をしよう！
https://club.informatix.co.jp/?p=10626