QGIS によるジオリファレンス（幾何補正について）紙地図を GIS に取り込もう文責：株式会社調査部緑生研究所後藤和郎１．幾何補正とは？「幾何補正」とは、電子化されているが、位置情報を持たないデータに対して、位置情報を与えること。・主にラスター形式のデータに対して行われる（ベクターデータでも可）例：スキャナーで読み込んだ紙地図とか、航空写真など２．幾何補正の「2 通り」の方法 ①位置情報が与えられている GIS データを参照する（GIS データに重ね合わせる） ②画像上に記載されている地理的位置情報を利用する（地理的位置情報を入力する）３．幾何補正を行う「①GIS データに重ね合わせる手法」３-１．QGIS の設定の確認 QGIS を起動し、「設定」→「オプション」→「CRS」の「既定の空間参照システム」の部分から「CRS を確認する」にチェックが入っていることを確認します。３-２．基盤地図情報の表示「レイヤー」→「WMS レイヤの追加」で、「サーバからレイヤを追加」する今回は、「基盤地図情報 25000WMS」を追加します。（既に追加してある場合には、接続の作成終了まで飛ばして先に進んでください。）「新規」をクリックし、「新規 WMS 接続を作成」します。「新規 WMS 接続を作成」する場合には、「名称」に任意の WMS サーバ名、「URL」に WMS サーバのアドレスを入力します。今回は、「名称」に「基盤地図情報 25000WMS 」、アドレスに「http://www.finds.jp/ws/kiban25000wms.cgi?」を入力します。通常、「ユーザ名」と「パスワード」の入力は必要ありません。接続の作成が終了したら、「サーバからレイヤを追加」に戻って、「サーバ」タブから「基盤地図情報 25000WMS」を選択し、「接続」。レイヤが表示されるので、選択し、「追加」する。今回は全てのレイヤを選択します。他の WMS サーバを利用する際には、表示させるレイヤを選択する必要があります。今回は神奈川県藤沢市周辺の 1 / 25000 の彩色地図を幾何補正しようと思いますので、空間参照を WGS84 から JGD2000 / UTM zone 54N に変更します。そこで、「空間参照システム」の「変更」ボタンをクリックします。「座標参照系選択」ウインドウが表示されるので、「EPSG ID」に「3100」を入力し、「Find」ボタンをクリック。すると、空間参照が、JGD2000 / UTM zone 54N に設定されました。「 +proj=utm +zone=54 +ellps=GRS80 +towgs84=0,0,0,0,0,0,0 +units=m +no_defs」と表示が変更されたことを確認して、「OK」ボタンをクリック。「サーバからレイヤを追加」ウインドウに戻って、「空間参照システム」が「JGD2000 / UTM zone 54N」に変更されているのを確認し、レイヤを全て選択し、「追加」ボタンをクリック。追加が完了すれば、日本地図が表示されます。この時点で、画面右下の「CRS ステータス」をクリックして、「プロジェクトのステータス」を表示。「’オンザフライ’CRS 変換を有効にする」にチェックをいれて、OK ボタンをクリック。この設定により、これ以降に追加されるベクタレイヤは全て定義された CRS（座標系）にオンザフライで自動的に投影変換され、表示されます。３-３．GCP の入力「GCP」とは Ground Control Point の略で、画像上の位置と地理的な位置を対応させる点のこと。この点に基づき、変換計算を行います。最低 4 点必要ですが、たくさんの点を入力したからといって精度が上がるわけではないので、注意が必要です。今回は 6 点入力します。３-４．ジオリファレンスを行う「プラグイン」 → 「 Georeferencer 」から「Georeferencer」を起動し、「参照点」ウインドウを開きます。「ラスタファイル」の参照ボタンをクリックし、取り込みたいラスタファイルを選択します。今回は㈶日本地図センターの「彩色地形図 25000」アドレス「http://net.jmc.or.jp/saishiki/index.asp」から「藤沢」の地図画像を入手して、ジオリファレンスを行います。レイヤの空間参照を求められるので、「EPSG ID」に「3100」を入力し、「JGD2000 / UTM zone 54N」を選択。別の座標系を選択する場合には、任意に選択してください。ちなみに座標系を検索する場合には、「EPSG ID」をチェックし、任意の EPSG コードを入力し、「Find」ボタンをクリック。表３-４-１に頻繁に利用すると思われる「EPSG ID」を表に示しておきます。表３-４-１．主な測地系と投影座標系測地成果測地系日本測地系 TOKYO 旧成果測地成果世界測地系 JGD2000（ITRF 系）楕円体ベッセル楕円体 GRS80 楕円体 2000 WGS84 系 WGS84 楕円体では、ついに「GCP」を入力していきます。「参照点」ウインドウの「＋虫眼鏡」ボタンをクリックし、地図の左上部分を拡大します。同様に「QGIS」のウインドウ画面でも読み込んだ「基盤地図情報 25000WMS」から同様の部分を「＋虫眼鏡」で拡大します。投影座標系 EPSG コード緯度経度 4301 UTM 座標系 102151～102156 平面直角座標系 30161～30179 緯度経度 4612 UTM 座標系 3097～3101 平面直角座標系 2443～2461 緯度経度 4326 UTM 座標系 32651～32656 同じ範囲を表示出来たら、「参照点」ウインドウの「ポイント追加」をクリックし、「参照点」ウインドウの地図上でクリック。「地図座標を入力」ウインドウがたちあがるので、「地図キャンバスから」ボタンをクリックして、 QGIS のウインドウに移動します。 QGIS 上の対応する地点をクリックすると、自動的に X 座標・Y 座標に数値が入るので、「OK」をクリック。すると、「参照点」ウインドウ内に「GCP」が作成された状況が表示されます。では、次の GCP を入力しましょう。「参照点」ウインドウ内の「レイヤ領域にズーム」をクリックし、地図全体を表示します。今度は、地図の右下部分を拡大するため「＋虫眼鏡」ボタンをクリックし、同様に点を入力。これを順番に（左上→右下→左下→右上→中央左→中央右）繰り返す。 6 点の入力がすんだら、変換タイプを「Polynomial 2」に、「変更されたラスタ」と「ワールドファイル」に任意の名前を設定し、「作成」ボタンをクリックする。画像の上書きに関する「警告」が表示されるが、「OK」をクリック。「ワープ設定」が表示されるので、「リサンプリング方法」と「圧縮」について設定する。 GCP について詳しく理解している場合には、「リサンプリング方法」は「衛星画像」は「最近傍」、「スキャン画像」は「キュービック」を利用するなど変更する。 GCP について不明な場合には、「リサンプリング方法」は「最近傍」、「圧縮」については「NONE」のままで「OK」。今回は、「キュービック」と「NONE」を設定し、「OK」をクリック。これで位置情報を持った地図画像が出来上がったので、「参照点」ウインドウを閉じて、QGIS に地図画像を取り込む。「レイヤ」→「ラスタレイヤの追加」をクリック。「GDAL のサポートするラスターデータソースを開く」ウインドウがたちあがるので、ジオリファレンスした画像を選択して開く。レイヤの空間参照を求められるので、「EPSG ID」に「3100」を入力し、「JGD2000 / UTM zone 54N」を選択して、「OK」。レイヤに画像が追加されるので、画像のプロパティから「全体の透過率」を変更して、重なり状況を確認。多少はずれていると思うので、図面によって、「参照点」の「変換タイプ」の変更や「GCP の数を増やす」など試行錯誤してください。４-４．ArcGIS との互換性 ArcGIS との互換性に関しては、問題ないレベルであると考えています。ArcMap での作業では、各 GCP の誤差が分かるため、作業がしやすいかな。と思う程度です。以上 ********************************** (株)緑生研究所後藤和郎 E-mail：[email protected] **********************************