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【IISAテクニカルカンファレンス2014】 オープンデータ×オープンソース ~WEB上でのインタラクティブ可視化手法について~
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【IISAテクニカルカンファレンス2014】 オープンデータ×オープンソース ~WEB上でのインタラクティブ可視化手法について~
1.
オープンデータ × オープンソースGIS
~WEB上でのインタラクティブ可視化手法について~ テクニカルカンファレンス2014 株式会社ノーザンシステムサービス 中洞 友希
2.
自己紹介 名前 中洞
友希 (なかほら ゆき) 出身 岩手県宮古市 会社 株式会社ノーザンシステムサービス 入社2年目 WEB上でのデータの可視化とGISについて日々研究中。 この分野でトップに上り詰めることを目標に頑張ってます!
3.
1.開発に至った経緯 (1/2) データを集計して地図で表示したい。
WEB上でインタラクティブに分析 できるようにしてね! あとIE7でも動くようにして下さい☆ お客様 _人人人人人人_ > I E 7 <  ̄^Y^Y^Y^Y^Y^ ̄
4.
1.開発に至った経緯 (2/2) 入社して初めてのシステム開発!(*´∇`*)
上司の和山にサポートしてもらいながら 開発を行いました。 ・・・っていう案件があるんだけど、 クライアント側の実装をやって みない?? 和山
5.
2.オープンデータの概要 (1/4) なぜオープンデータなのか?
GoogleMapの商用版はいろいろと制約がある。 地図は印刷では使えない →資料として配布できない 領土問題がある 25000以上のリクエストは有料
6.
2.オープンデータの概要 (2/4) オープンデータとは・・・
誰でも使えて、 再利用・再配布が可能であり、 利用しやすい形で公開されている、 行政機関などが保有する公共データ のこと。
7.
7 行政の透明性・信頼性の向上 経済の活性化・行政の効率化
2.オープンデータの概要 (3/4) 目的は? 地理空間情報 , 防災情報 , 統計情報, 交通情報,観光情報など XML , CSV , JSON, RDF など、コンピュータが判読しやすい形式 どんなデータがあるの? どんなデータの形式?
8.
8 2.オープンデータの概要 (4/4)
使用したオープンデータ 小地域shpデータ (国勢調査) 500mメッシュデータ (国勢調査) 世帯数・高齢化率データ (国勢調査) 男女5歳階級別人口shpデータ (国勢調査) 保険料データ (介護事業状況報告) 将来推計人口データ (社人研) 道路データ (国土数値情報) 介護事業所データ (介護サービス情報公表システム)
9.
3.オープンソースGISの概要(1/2) そもそもGISとは・・・ :
Geographic : Information : System 地理情報システム 位置に関する情報を持つ地理データを管理・加工し、 視覚的に表示することで分析を可能にする技術。 G I S
10.
3.オープンソースGISの概要(2/2) 使用したライブラリ OpenLayers
WEBブラウザで地図データを表示するJavaScriptライブラリ。 (http://openlayers.org/) PostGIS PostgreSQLで地理空間情報を扱う為の拡張のライブラリ。 (http://postgis.net/) Mapnik デスクトップ及びサーバー用の地図描画ツールキット。 (http://mapnik.org/) GDAL ラスターデータフォーマット用ライブラリ。 (http://www.gdal.org/)
11.
11 4.構築したWEBアプリケーションの主な機能 グラフ&地図の連動による
オープンデータの視覚化 生活圏域の設定 介護事業所のカバレッジ分析
12.
4-1.グラフ&地図の連動による オープンデータの視覚化
13.
地図データ : 小地域shpデータ
グラフデータ : 世帯数・高齢化率・保険料・ 将来推計人口データ amCharts (JavaScript) OpenLayers (JavaScript) 使用したオープンデータ / ライブラリ オープンデータ オープンソース GIS その他 ライブラリ
14.
2014/11/25 OpenLayersで地図を表示する {
"type": "FeatureCollection", "features": [ {"type": "Feature", "geometry": { "type": "Polygon", "coordinates": [ [ [100.0, 0.0], [101.0, 0.0], [101.0, 1.0],[100.0, 1.0] ] }, "properties": { "prop":"value0" } }, {"type": "Feature", "geometry": { "type": "Polygon", "coordinates": [ [ [101.0, 0.0], [101.0, 0.0], [101.0, 1.0],[100.0, 1.0],] ] }, "properties": { "prop": "value1" } } ] } GeoJSON OpenLayers [ベクターレイヤー] PostGIS
15.
amChartsとは? JavaScriptのグラフ作成ライブラリ。 有償版($140)と無償版(テキストリンク有)の2つが提供されている。
(http://www.amcharts.com/) amChartsでグラフを描画する (2/3) amChartsを選んだ理由 IE7で動作する Flashを使用せずJavaScriptのみで動く 指定できるパラメータやイベント関連が豊富 インタラクティブである グラフの種類が豊富 機能のカスタマイズが可能 という条件にすべて合致したため。
16.
amChartsでグラフを描画する (3/3) Y
軸 X軸 グラフの基本情報 プロットするデータ カーソルの動作 グラフ凡例 var chart = AmCharts.makeChart("chartdiv", { "type": "serial", "theme": "none", "dataProvider": protData, "valueAxes": [{ "axisAlpha": 0, "position": "left", "title": "Visitors from country" }], "startDuration": 1, "graphs": [{ "balloonText": "<b>[[category]]: [[value]]</b>", "colorField": "color", "fillAlphas": 0.9, "lineAlpha": 0.2, "type": "column", "valueField": "visits" }], "chartCursor": { "categoryBalloonEnabled": false, "cursorAlpha": 0, "zoomable": false }, "categoryField": "country", "categoryAxis": { "gridPosition": "start" }, "legend": {"position":"bottom", "labelText":"Visitors from country" } }); JavaScript
17.
グラフ&地図の連動による オープンデータの視覚化 デ
モ
18.
4-2.生活圏域の設定
19.
小地域shpデータ OpenLayers (JavaScript)
PostGIS (データベース) Mapnik (サーバ用ツールキット) 使用したオープンデータ / ライブラリ オープンデータ オープンソース GIS
20.
開発中に直面した問題(1/3) { "type":
"FeatureCollection", "features": [ {"type": "Feature", "geometry": { "type": "Polygon", "coordinates": [ [ [100.0, 0.0], [101.0, 0.0], [101.0, 1.0],[100.0, 1.0] ] }, "properties": { "prop":"value0" } }, {"type": "Feature", "geometry": { "type": "Polygon", "coordinates": [ [ [101.0, 0.0], [101.0, 0.0], [101.0, 1.0],[100.0, 1.0],] ] }, "properties": { "prop": "value1" } } ] } GeoJSON OpenLayers [ベクターレイヤー] PostGIS 前例の通りGeoJSONで 地図を表示する方法で 開発を行っていた…
21.
…しかしテスト工程で IE7, 8で重すぎて
OSを道連れに落ちる 大事件が発生!(☉Д⊙;;) 開発中に直面した問題(2/3)
22.
開発中に直面した問題(3/3) リリース2週間前、急きょ実装方法を変更! 大変でしたがなんとか間に合いました。
だったら地図を画像で表示して みたらいいんじゃない?? 和山
23.
OpenLayersでタイル画像の地図を表示する Mapnik ズーム値ごとにタイル画像
を生成 OpenLayers [ XYZグリッドレイヤー]
24.
地物を選択する ① OpenLayersで矩形描画
② PostGISで矩形範囲に含まれる 地物を取得 ③ Mapnikで地物の画像を生成 ④ OpenLayersで画像を表示 [ イメージレイヤー ] 緯度: 141.38 経度: 43.14 緯度: 141.38 経度: 43.10 緯度: 141.47 経度: 43.14 緯度: 141.47 経度: 43.10 temp.png
25.
生活圏域の設定 デ モ
26.
2014/11/25 4-3.介護事業所のカバレッジ分析
27.
小地域shpデータ 道路データ 介護事業所データ
男女5歳階級別人口shpデータ 500mメッシュ OpenLayers (JavaScript) PostGIS (データベース) Mapnik (サーバ用ツールキット) 使用したオープンデータ / ライブラリ オープンデータ オープンソース GIS
28.
事業所からの到達圏域を計算する(1/4) 到達圏域の計算にはpgRoutingを使用する。 pgRoutingとは?
経路探索ができるPostGISのライブラリ。 (http://pgrouting.org/) pgRoutingでこんなことができる! x地点からy地点までの最短経路の検索。 x地点からの到達圏の探索 (自動車で30分圏内 etc)。 x地点からy地点, z地点を経由して x地点に戻る際の最短経路の検索。 など
29.
事業所からの到達圏域を計算する(2/4) さっそく事業所からの50分到達圏域を計算してみると、 非常に時間がかかることが判明!
事業所ノード数 計算時間 9997件 × 2.5分 = 416.5時間 計算時間を短縮するため、以下の2つを試した。 ① 事業所ノードの最適化 ② 探索範囲の絞りこみ 事業所ノード数 計算時間 4653件 × 12秒 = 15.5時間 結果、 約26倍の高速化に成功!
30.
事業所 事業所の最短ノード 2014/11/25
事業所からの到達圏域を計算する(3/4) ①事業所ノードの最適化 経路検索では、事業所に1番近いノードをスタート地点として検索を行う。 検索するノード数が多いと比例して計算量も増える。 ⇒事業所のノードが密集している地域は1か所にまとめて、 検索するノード数を減らす。
31.
事業所からの到達圏域を計算する(4/4) ②探索範囲の絞りこみ 経路検索では、すべてのノードを対象として探索を行うため、
計算時間がかかる。 ⇒範囲を絞り込んで探索を行う。 ● ● ● ● start end start end
32.
GDALでヒートマップを作成する ①事業所のノードデータを 補完し、
tif画像を作成 ②都道府県の形に切り取る ③カラーテーブルファイ ルで色付け -999 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 5.77664 0 193 0 255 11.43873 145 224 145 255 17.10082 255 242 138 255 22.76291 253 141 141 255 28.425 221 60 79 255 カラーテーブルファイル gdal_grid gdalwarp gdaldem
33.
500mメッシュ単位の高齢者人口を求める 面積:1420k㎡ 65歳以上の人口:18人
重なっている部分の面積:154k㎡ ≪面積按分の求め方≫ 65歳以上の人口= (154k㎡ × 18人) ÷ 1420k㎡ ≒ 1.9人 高齢者の分布を500mメッシュで表したいが、 メッシュ単位ではデータをもっていない。 面積按分にて算出
34.
Mapnikで合成手法を変更する OpenLayersではレイヤーの合成は透明度以外できない。 一方、Mapnikは複数のレイヤーを重ねたり、
合成手法(色の混じり具合など)を弄ることが出来る。 また、速度も速いためインタラクティブな操作が可能。
35.
介護事業所のカバレッジ分析 デ モ
36.
5.全体のまとめ(1/3) オープンデータは・・・ 複数のオープンデータを組み合わせて分析することで、
今まで見えなかった部分が可視化され、様々な発見ができるの ではないかと思う。 (地理×防災 , 交通 ×観光 , 公共施設×福祉 など ... 可能性はいっぱい!!) さらに、アプリケーションやサービスにオープンデータを積極的に 活用することで、データの新たな価値を生み出し、日常生活の 利便性の向上が図れるのではないかと思う。
37.
5.全体のまとめ(2/3) オープンソースGISは・・・ マニュアルやリファレンスが主に海外のサイトであるため、
英語の内容を理解しなければならなかった。 ⇒ 日本語への変換はGoogle翻訳をフル活用。 ⇒ 分からないことはStack Overflow等、Q&Aサイトで検索。 GIS特有の「空間参照系」という概念に慣れるまで苦労した。
38.
5.全体のまとめ(3/3) 開発にあたって・・・ WEBブラウザの性能の向上により、デスクトップ用GISソフト並みの
インタラクティブな操作や分析がWEB上でもできることが分かった。 また、レガシー環境でもクライアントやサーバの協働により、安定した レスポンスを確保できることが分かった。 開発中は苦労した面もあったが、無事に開発をやり遂げた時は 今までにない達成感を得ることが出来た。 今後もWEB上でのデータの視覚化という分野にもっと力を入れて 多くの人が驚くようなシステムをどんどん作成していきたい。
39.
ご清聴 ありがとうございました。
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