Display 1 これから利用するコマンド一覧

Display 2 このレッスンで扱うラスター地図

このエクササイズでは，GRASSコマンドr.averageを使って，地図から統計的データを求める作業を行います．r.averageはベース地図（base file）で同じカテゴリーを持つ地域におけるバリュー地図（values file；コマンド中ではcover）で示された値の平均値を求めるコマンドです．従って，２つのラスター地図が必要です．ベース地図は平均値を求める場所のカテゴリー，バリュー地図には平均したい統計データを指定します．例えば，「市街地/非市街地」というカテゴリーのファイル（urban）と，「人口」のデータが入っているファイル（popln）の２つがあったとします．この場合，例えば，市街地の人口の平均値を計算しようとするならば，urbanをベース地図とし，poplnをバリュー地図としてセットで使用することになります．

ここでは，土地利用区分ごとの標高の平均値を求める作業を行います．土地利用区分はlandcov地図に，標高の情報はtopo地図に示されています．

Command : d.mon start=x0 select=x0

まず，r.reportコマンドを使って，landcov地図に入っている土地利用のカテゴリーを確認して下さい．そして各カテゴリーの総面積の情報を求め，下の一覧表の中に記入して下さい．

Command : r.report landcov units=k

次に，r.averageコマンドを用いて各土地利用カテゴリーの平均高度を算出して下さい．baseにlandcov（土地利用），coverにtopo（標高），output（出力するラスター地図）をavheightとします，

Command : r.average base=landcov cover=topo output=avheight

平均高度値を含む地図avheightを表示して下さい．

Command : d.rast avheight

Discussion　この画像はlandcov地図レイヤーに似ているように思われるかもしれませんが，この場合は別の色が使われています．

　(クリックすると大きな図が表示されます)

Command : d.what.rast avheight

Discussion　このうち一番上の行は先ほどクリックしたポイントのラスター地図上の地理座標を示しています．下の２行の括弧内の数字はカテゴリー(この場合は平均高度)を表わしています．上は整数表示で，下は実数値です．

Command : d.what.rast landcov,avheight

Discussion　

Command : r.reclass

　(クリックすると大きな図が表示されます)

　(クリックすると大きな図が表示されます)

Command : r.mapcalc

Responses : mapcalc> polrivers = arabl_ind * water

　　　　　　mapcalc>　<Enter> (Enterキーを押す)

Discussion　r.mapcalcは，ラスター地図をmap algebra（地図代数）という概念で操作する機能です．ラスター地図を数学の方程式における変数として扱います．これらは上の例のように非常にシンプルになりますし，様々な数学の関数等を駆使することにより，より高度な計算が行えます．地図代数法という方法は，空間情報を扱うには非常に有能かつ柔軟な方法なのです．

以上の例では，ラスター地図arabl_indの各セルに，地図waterにおける同じ位置のセルの値を‘掛け合わせる’という計算が行われました．null値は何を掛けてもnullとなります．その結果でき上がった地図には，両方の地図において非null値のエリアのみが示されています．

さて，次は汚染区域と考えられるエリアを流れる河川の長さを計ります．しかし，直接にその長さを計らなくても，r.reportコマンドを使えば，おおまかな距離を知ることが出来ます．

Command : r.report polrivers units=cell

Discussion　polrivers地図の中のセルの数が表示されると思います．各区域における河川の大体の長さは，この数に50を掛けたものです(ここでの設定では，各セルの寸法は縦横50mです．このことは覚えておいてください) ．

河川のような線状の形態を計測するには，d.measureコマンドを使うとよいでしょう．このコマンドを使うと，動作中のグラフィック・ディスプレイ上の線図形の寸法（面積も可能）を計測することが出来ます．しかし，polriver地図に表示された全ての地区における河川の長さをすべて計算するのはたいへん時間がかかるために，１つの地区のみを取り出したsegment地図をすでに準備しています．まずは，d.rastを使ってsegment地図を表示してみましょう．

Command : d.rast segment

　(クリックすると大きな図が表示されます)

つぎに，d.measureコマンドを実行して長さを測定します．

Command : d.measure

最後まで行ったら，もう一度右ボタンをクリックします．計測した線の長さとそれでできる面の面積が表示されます．次に，モニターに表示している画像のサイズを大きくして，もう一度先ほどのsegment地図で河川の長さを測ります．目的の領域をズームして拡大するコマンドは，d.zoomです．

Command : d.zoom

次に，マウスを動かすと先ほどの点と現在の十字の位置を囲む細い線でボックスが表れます．画面の中心にカーソルを移動しマウスの右ボタンを押します．これで画面をおよそ４分の１のサイズにします（失敗したら，もう一度やり直します）．モニター画面の左端に赤いボックスが表示されるので，YESをクリックして新しい領域を承認します．次は，ズーム・インした場所を有効にするためにd.eraseコマンド（画面表示の消去と画面の再設定）を実行します．

Command : d.erase

d.rastでsegment地図を表示します．この時，表示が前より拡大されているため，地図の構成要素であるラスターセルが粗くなり，各点が四画く見えると思います．

d.measureを使って，再度河川の一部の長さを測り，その結果を記述して下さい．

d.zoomを使ってさらにズーム・インし，河川をボックスからはみ出さない程度に出来るだけ大きく表示して下さい．d.eraseとd.rastを用いて河川の部分を表示し，そしてd.measureを用いて河川の線の長さを計測し，その結果を記述して下さい．

最後に，g.regionコマンドでデータ表示する領域を最初の大きさに戻しましょう(オプションの-dは，デフォルト（標準設定）にすることを意味します．この操作に関してはセクションCでより詳しく説明します)．

Command : g.region -d

Command : d.erase

鉄道あるいは自動車道から各々1000m以内の地区の住民の人口を求めるためには，２つのステップを行なわなければいけません．第１ステップはこれら２つの輸送ルートからそれぞれ1000m以内の区域を示す地図を新たに作成します．第２ステップでは，popln（人口）地図からこれら２つの区域の人口の総計を出すという作業をします．

まず最初に，鉄道および自動車道(Motorway)から1000m以内のエリアの地図をそれぞれ作成します（鉄道のラスター地図はrail，道路のラスター地図はroadsです）．これにはラスター地図からのラスター形式のバッファーゾーンを求めるコマンドr.bufferを用います．バッファーゾーンとは，ある点から指定した距離の間にある領域です．このコマンドでは，入力されたファイルの非nullの各セルから，その他の各セルまでの距離をユークリッド幾何学的(あるいは直線的)に求め，指定された区間ごとに表わしたものをバッファーゾーンとし，新しいラスター地図を作成します．

Command : r.buffer rail distances=1000,20000 output=railbuf_temp

（ラスター地図railの中の非nullのセル（鉄道の位置）から，距離1000m以内，20000m以内（distances=1000,20000）に領域を区分けした新しいラスター地図railbuf_temp を作成します．1000m以上という指定はできないので，その代わりに全領域の大きさ12000m（50m×240セル）よりも大きい20000mを指定し，1000m以上（20000m以内）の領域としました．）

　(クリックすると大きな図が表示されます)

次は自動車道についても同じ操作をします．そのためには，道路地図（roads）から自動車道(Motorway)を探し，自動車道のみの地図（mway）を作成します．これは，r.reclassコマンドで再分類することにより作成します．

Command : r.reclass

次は，このmway地図を用いて自動車道周辺の1000mのバッファーゾーン（mwaybuf_temp）を求めます．手順は先ほどと同じです．

Command : r.buffer mway distances=1000,20000 output=mwaybuf_temp

Discussion　 地理的対象物の周囲に対象物の影響がおよぶ範囲を，それ自身の境界を拡張してバッファーゾーンとして設定するという作業は，GISではごく一般的です．

この２つの地図では両方とも，対象（鉄道や自動車道）とバッファーゾーンとを区別しています．しかし，このエクササイズでは，特にこれらを区別する必要はありません．そこで，これらを１つにまとめましょう．また，1000m以上の領域（カテゴリー番号3になっている）は，対象外なので0にしましょう．

Command : r.reclass

railbuf_tempについても同じ作業をして，新しい地図レイヤーrailbufを作りましょう．

バッファーゾーンの内側に住む住民の人口を計算する前に，２つのエリアを１つのファイルにまとめておくと作業はいくらか簡単になります．これは必要というわけではありませんが，最も効率的な方法と考えられるからです．これをr.mapcalcコマンドで次のように求めます．なお，railbufを2倍したのは自動車道と鉄道のバッファーゾーンを区別するためです．これにより，自動車道のバッファーゾーンは1，鉄道のバッファーゾーンは2に，両者が重なる場所は3になります．

Command : r.mapcalc

Responses : mapcalc> buffers = mwaybuf + railbuf * 2

　(クリックすると大きな図が表示されます)

以上の作業で，バッファーゾーンの人口を計算するための準備が整いました．r.mapcalcコマンドを用いて，バッファーゾーン（buffers）と人口分布（popln）を用いて，それぞれの輸送経路周辺の事故により被害が予想される危険地域の人口を示す地図at_riskを求めます．

Command : r.mapcalc

Responses : mapcalc> at_risk = buffers * popln

　(クリックすると大きな図が表示されます)

最後に，at_riskのそれぞれのグループの人口を定量的に比較して下さい．

Command : r.report at_risk units=cell

ラスター地図crashは衝突現場を示しています（表示してよく見ましょう）．r.bufferコマンドを用いて，事故現場から1000mのバッファーゾーンを作成して下さい．

Command : r.buffer crash distances=1000,20000 output=crashbuf_temp

次に，r.reclassコマンドを用いて，前と同じように，1000m以内を1，それ以外を0とするバッファーゾーンを表す新しいラスター地図crashbufを作成してください．

処理の対象地域を限定するマスク機能（第３回講義の最後を参照）を実現するr.maskコマンドを用いて，これ以降の処理の対象範囲をこのバッファーゾーンcrashbufのみに限定しましょう．

Command : r.mask

Discussion　r.maskコマンドはマスクと呼ばれる特殊なラスター地図MASKを作成します．このMASK地図は現在対象としている地域以外を「隠す"hiding"」ことで，余分な要素をすべて取り除く働きをします．

この場合では，衝突現場から1000mを超える地域は必要ではなく，MASKにおいては値ゼロとし，1000m以内の地域の値は1とします．d.rastを用いて他の地図を表示すると，MASKの効果を見ることができます(例；landcovを表示してみましょう) ．

以上でMASKが完成したので，次はr.reportを使って避難させる必要のある住民の人口を調べてみましょう．

Command : r.report popln units=cell

以上の結果に基づいて，事故現場周辺の住民を非難させたとします．さらに，有毒煙による大気汚染が南西からの強い風によって北東へと拡大したとしましょう．しかし，次の日まで，この大気汚染の拡大による影響が，住民が避難しなかった地域へもおよんでいたことがわからなかったとします．大気汚染の拡大は地図spillageで見ることが出来ます．spillage地図のすべてが表示できるように現在のMASKを解除しなければなりません．MASKの解除は，通常のラスター地図を削除するのと同様にg.removeコマンドを用います．

Command : g.remove rast=MASK

Command : d.rast spillage

大気汚染はspillage地図中で値が5以上の場所の人々に被害をおよぼした可能性が高く，それらの人々のために健康診断を行なう必要があるとします．そこで，まずは大気汚染による被害の可能性がある人口を調べます．この作業はr.maskコマンドとr.reportコマンドとを用いて行なうことができます．

Command : r.mask

Command : r.report popln units=cell

これで大気汚染の拡大による被害の可能性のある地域の人口のセル数が求められました．しかし，汚染の拡大以前にすでに避難した人々（これらの人々は健康診断を行なう必要はないとしています）のことが考慮されていません．これを計算に入れるために，r.mapcalcコマンドを用いて，すでに避難していた地域（crashbuf）をMASKから除外します．

Command : r.mapcalc

Responses : mapcalc> MASK = MASK - crashbuf

これでMASKからすでに人々が避難した地域を除外することが出来ました．MASKを表示して確認してみて下さい．

最後に，健康診断を受ける必要のある住民の人数を調べます．r.reportを使って被害区域のセル数を出したあと，この数に5.4(各セルの平均人口)をかけて計算して下さい．

Command : r.report popln units=cell

この章で作成したラスター地図は，次は使いません．もし，必要ならば，これらの地図をすべて削除することによってディスクの空きを確保することができますが，この作業は十分慎重に行って下さい．まず，最初にg.listコマンドで，現在ディスクに保管されている地図レイヤーを全て再確認して下さい．ここで覚えておいてほしいのは，削除するのはPERMANENTマップセットのファイルではなく，自分自身のマップセットで作成したファイルということです．

Command : d.mon stop=x0

Command : exit