QGIS入門と地理情報システムの基礎

GISの基本とQGIS紹介、空間データやインストールを解説。初心者と専門家向け。

1. 地理情報システム（GIS）とは

GISとは何か、なぜ重要か

地理情報システム（GIS）は、地理的位置情報と属性情報を結びつけて、様々なデータを作成・管理・解析・地図表示する技術です。「どこで何が起きているか」を把握することで、データの中に隠れたパターンや関係性を明らかにし、意思決定や管理を支援します。

「すべての出来事はどこかで起こる。‘何が’‘どこで’‘なぜ’起きているかを知ることは、賢明な判断に不可欠である。GISは空間的な問いに答え、空間と場所に基づく賢い意思決定を助ける技術と科学である。」

空間データの基本概念

GISは、地理的特徴の位置や形状、相互関係を表す空間データに基づいています。空間データは主にベクターデータ（点・線・面）とラスターデータ（格子・ピクセル）に分類されます。

GISの産業別活用例

GISは多くの産業で活用されています：

  • 環境保護：生息地の追跡、浸食監視、自然災害の予測。
  • 公共事業：電力網やパイプラインの管理、インフラ計画。
  • インフラ整備：道路や建物、公共サービスのマッピング。
  • 通信、小売、行政、農業：ネットワーク最適化、立地選定、都市計画、資源管理。

GIS技術の進化

GISは19世紀の手動地図作成から始まり、1981年に初の商用GISソフトARC/INFOが登場してデジタル化が進みました。現在では、オープンソースと商用の両方のGISが技術を拡大し、より多くのユーザーに利用されています。

2. QGISの紹介

QGISとは何か、その歴史

QGIS（Quantum GIS）は無料のオープンソースGISソフトウェアで、Windows、macOS、Linuxで動作します。2002年にプロジェクトが始まり、2009年に1.0版がリリースされて以来、機能が拡充され続けています。

オープンソースGISと商用GISの違い

ArcGISなどの商用GISと異なり、QGISは自由に利用・改変・配布可能なオープンソースソフトです。これにより、高度な地理空間ツールへのアクセスが広がり、コミュニティによる迅速な開発が促進されています。

QGISの開発コミュニティとサポート

QGISは世界中のボランティア開発者とユーザーによって維持されており、定期的なアップデートやバグ修正、新機能の追加が行われています。豊富なドキュメントやチュートリアル、フォーラム、メーリングリストも利用可能です。

QGISを選ぶメリット

  • 無料で利用可能、ライセンス費用なし。
  • クロスプラットフォーム対応、Windows、macOS、Linux、モバイルでも利用可。
  • 拡張性が高い、プラグインやスクリプトで機能追加可能。
  • 多様なデータ形式に対応。
  • 活発なコミュニティ、継続的なサポートと更新。
  • 使いやすいインターフェース、多言語対応。

3. QGISの始め方

システム要件とインストール手順

QGISは比較的軽量なPCで動作し、Windows、macOS、Linuxに対応。オフラインインストールも可能なスタンドアロンインストーラが提供されています。

QGISインターフェースの初見

QGISはメニュー、ツールバー、レイヤーパネル、マップキャンバス、ステータスバーで構成され、初心者から上級者まで使いやすいGUIを備えています。

作業スペースの構成要素

  • メニューバー：全機能と設定へのアクセス。
  • ツールバー：ズーム、選択、編集などのよく使うツール。
  • レイヤーパネル：ベクター・ラスターデータの管理。
  • マップキャンバス：地図やデータの表示領域。
  • ステータスバー：座標や地図情報の表示。

基本設定と環境設定

「設定」メニューから言語変更、テーマやアイコンサイズの調整、フォントやスタイルの設定、プロジェクトの座標参照系の指定などが可能です。

4. GISの基本データタイプ

ベクターデータの説明（点・線・面）

ベクターデータは幾何学的形状で地理的特徴を表します：

  • 点：特定の位置（例：樹木、井戸）
  • 線：線状の特徴（例：道路、川）
  • 面：面積を持つ特徴（例：湖、土地区画）

各ベクター要素はレイヤーに格納され、属性情報を持ちます。

ラスターデータの基礎

ラスターデータはピクセルの格子で構成され、各ピクセルに値（例：標高、温度、衛星画像）が含まれます。連続的なデータや複雑な地表面の表現に適しています。

属性テーブルの理解

属性テーブルはレイヤー内の各要素の詳細情報を管理します。行は要素、列は属性を表し、QGISでは検索や並べ替え、編集が可能です。

一般的なGISファイル形式

データタイプ代表的な形式説明
ベクターShapefile（.shp）、GeoJSON（.geojson）、KML/KMZ幾何形状と属性情報を格納。Shapefileは複数ファイルで構成。GeoJSONはウェブマッピングに適す。
ラスターGeoTIFF（.tif）、JPEG、PNG、BMP格子状データを格納。GeoTIFFは空間参照情報を含み、リモートセンシングや地形データで多用。

QGISは多様な形式をサポートし、他GISソフトとの互換性が高いです。

参照

  1. Esri GIS Overview
  2. QGIS Official Screenshots
  3. Maya Climate - GIS Data Formats
  4. Stratoflow - GIS File Formats

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