Y方向差分 - 地理空間的思考の教育研究プロジェクト

2010年10月13日
第4章空間解析
5. ラスタ（リモセン）データ
の分析
小口高
[email protected]
地理情報科学教育用スライド ©小口高
• ラスタデータはベクターデータと並
ぶGISの基本的なデータ
• 特に自然環境や土地利用の解析で
多用
• リモセンデータは形式がラスター
データと類似し，多様な解像度のも
のが入手可能
• 土地利用・被覆の解析や，地図に
重ね合わせる画像として広く活用
地理情報科学教育用スライド ©小口高
地理情報科学教育用スライド ©小口高
ラスターデータの表示例
地理情報科学教育用スライド ©小口高
LANDSAT
リモセンの
データは
画像だが
構造は
ラスタ
データと
同じ
地理情報科学教育用スライド ©小口高
画像強調・空間特徴抽出（フィルタリング）
移動窓による近隣操作
地理情報科学教育用スライド ©小口高
平均化
地理情報科学教育用スライド ©小口高
分母省略
地理情報科学教育用スライド ©小口高
土浦市の
衛星画像
地理情報科学教育用スライド ©小口高
左：エッジ強調
右：ラプラシアン
地理情報科学教育用スライド ©小口高
ラスタ演算
地理情報科学教育用スライド ©小口高
Soil erosion: 土壌侵食
地理情報科学教育用スライド ©小口高
A [erosion rate 侵食速度] = R K L S C P
R: rainfall (factor) 降水（のファクター）, K: soil 土壌,
L: slope length 斜面長, S: slope gradient 斜面勾配, C:
cultivation 耕作物, P: protection 防止策
USLE: 汎用的な土壌侵食量の計算式
地理情報科学教育用スライド ©小口高
Topography, LS factor, soil factor
地形，斜面長×勾配，土壌特性
地理情報科学教育用スライド ©小口高
C factor (land use), R factor
耕作の要素（土地利用），雨の要素
地理情報科学教育用スライド ©小口高
「ラスター計算器」によるモデル適用
地理情報科学教育用スライド ©小口高
適用結果
地理情報科学教育用スライド ©小口高
地形分析（DEM/DTM）・差分解析
地理情報科学教育用スライド ©小口高
3×3の移動窓とDEMを
用いた地形の傾斜，斜
面方向，曲率（縦断・横
断）の計算
地理情報科学教育用スライド ©小口高
Finite differential (X)
X方向差分
Finite differential (Y)
Y方向差分
地理情報科学教育用スライド ©小口高
差分
差分
微分
地理情報科学教育用スライド ©小口高
データの特徴から
数学的に厳密な
微分（x = ｔの近傍）
が難しい場合
Finite differential (X)
X方向差分
Finite differential (Y)
Y方向差分
0
0
0
0
1
0
-1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
-1
0
-1
0
1
1
2
1
-2
0
2
0
0
0
-1
0
1
-1
-2
-1
前の式
地理情報科学教育用スライド ©小口高
日本と韓半島のDEM
（GTOPO30, 約1 km解像度）
標高
地理情報科学教育用スライド ©小口高
傾斜
地理情報科学教育用スライド ©小口高
流域分析
地理情報科学教育用スライド ©小口高
「蓄積水量」の分布
地理情報科学教育用スライド ©小口高
抽出された水系
地理情報科学教育用スライド ©小口高
抽出された流域
地理情報科学教育用スライド ©小口高
可視領域分析
地理情報科学教育用スライド ©小口高
Mt. Diabloの
可視域
地理情報科学教育用スライド ©小口高
切り土・盛り土分析
A
B
C
多摩丘陵の1984～1990年代末の人工地形改変地域．
ベクター等高線データと空中写真測量により2時期の
10-m DEMを作成．A～Cの3地域を分析．
地理情報科学教育用スライド ©小口高
1
2
3
90年代末
1
2
3
1984
地理情報科学教育用スライド ©小口高
標高の変化の例
改変前
改変後
地理情報科学教育用スライド ©小口高
標高差
赤：減少（切土）
青：増加（盛土）
コスト・パス解析
地理情報科学教育用スライド ©小口高
推奨
ルート
地理情報科学教育用スライド ©小口高
ラスタ分類
ランドサットTMセンサの諸元
地理情報科学教育用スライド ©小口高
水
砂
森林
都市域モロコシ
地表物質別の各バンドの反射特性
地理情報科学教育用スライド ©小口高
草
砂
都市域
モロコシ
草
水
森林
地理情報科学教育用スライド ©小口高
最初に土地
利用が既知
の場所で調
べる
確率密度
楕円の利用
Maximum
Likelihood
Method
最尤法
地理情報科学教育用スライド ©小口高
地理情報科学教育用スライド ©小口高
セルラ・オートマトン（cellular automaton）モデル
地理情報科学教育用スライド ©小口高
生成された模様の例
地理情報科学教育用スライド ©小口高
参考文献
• 長澤良太・原慶太郎・金子正美
（編）「自然環境解析のためのリ
モートセンシング・GISハンドブッ
ク」古今書院，2007
• ヒャルト＝ディカウ，ヘルムート＝
ザオラー「GISと地球表層環境」
古今書院，2004
地理情報科学教育用スライド ©小口高

Download Report