空間情報システム

Geospatial Information System

田村一軌

佐賀大学経済学部

2025-10-02

今日の内容

  • 講義概要（10分）
  • 空間情報システムとは何か？（10分）
  • 緯度経度とGPS（10分）
  • 緯度から地球の大きさを見積もる（45分）
  • まとめ（15分）

講義概要

講義概要（シラバスから）

  • この講義では、空間情報とその活用法について学ぶ。
  • 空間情報は、我々の暮らしを支える社会基盤のひとつであり、特に社会課題の発見とその解決への調査・分析に活用することが期待されている。
  • 近年活発に開発されている各種のウェブアプリを活用することで、空間情報を用いた地域分析の基礎を短期間で身につける。

開講意図（シラバスから）

  • この講義の目的は、空間情報を地域分析に応用する力を養うことである。
  • この講義では、空間情報を扱うための基礎知識を習得するとともに、それを地域の分析に応用するための手法を学ぶ。
  • さらにファシリテーション演習において、身につけた知識をアウトプットすることによって、より深い理解と知識の定着を図る。

到達目標（シラバスから）

  1. 空間情報の内容を読み取り、理解することができる。
  2. 分析ソフト等を利用して、空間情報を適切に処理することができる。
  3. 空間情報を用いた都市や地域の分析を行うことができる。

履修上の注意

  • 講義には各自ノートPCを持参する必要がある。
  • 12回および13回の演習は12月26日（金）に行う。
  • 成績評価のため、12回および13回の演習には、必ず参加すること。

空間情報システムとは何か？

空間情報システムとは何か？

“Geospatial Information System”→GIS

“Geographic Information System”→GIS

  • 地理情報あるいは空間情報を、コンピュータ上で作成・保存・利用・管理・表示するシステム
    • 身の回りにある物体の位置関係を、コンピュータ上に再現する
    • デジタル地図（ウェブ地図）：Googleマップなど

空間情報システムとは何か？

『佐賀市歴史的風致維持向上計画』

『佐賀市都市計画図』

空間情報システムとは何か？

  • 紙の地図をどのように作成するか
    • 現代では、コンピュータ上で処理した情報を元に出力
  • 物体の位置関係を、どのようにコンピュータ上で表現するか
    • 座標、つまり複数の数字の組み合わせで表す

空間情報システムとは何か？

  • \(x\)座標と\(y\)座標で、平面上の一点を特定することができる
  • 紙の地図に載っている情報は、コンピュータ上ではすべて座標で表現

空間情報システムとは何か？

『佐賀市都市計画図』

『ぐるっとさがナビ』

空間情報システムとは何か？

  • デジタル地図のメリット
    • 管理（情報の更新）・保存
    • 拡大・縮小表示
    • 検索（施設探索・経路探索）
    • 計測（距離や面積）・集計
    • 情報の重ね合わせ

空間情報システムとは何か？

空間情報システムとは、

  • 緯度と経度（と高度）の数値データによって、
  • 地球上のあらゆる物体（地物ちぶつ）の位置情報をデジタル化することで、
  • 情報の検索や集計、重ね合わせを可能にしたもの。

→GoogleマップなどのWeb地図も空間情報システム

緯度経度とGPS

緯度経度とGPS

  • 緯度経度はどのように決まる？
  • 私たちが今いる場所の緯度経度は？
    • 北緯33度14分38秒
    • 東経130度17分34秒

緯度経度とGPS

緯度経度とGPS

  • 地球上のすべての地点は、緯度と経度を使って一意に（ユニークに）表すことができる
    • 経度は東経西経それぞれ0〜180度
    • 緯度は北緯南緯それぞれ0〜90度

緯度経度とGPS

緯度経度とGPS

  • GPS（Global Positioning System）
  • 数機の人工衛星（GPS衛星）からの信号を（スマートフォン等）のGPS受信機で受け取り、受信者が自身の現在位置を知るシステム

緯度経度とGPS

  • GPS衛星の位置と受信機までの距離（信号が届くまでの時間×速度）
  • 原理的には、3つの衛星からの信号が受信できれば、受信機の緯度経度が分かる（受信機の時計に誤差があるので、正確な時刻を求めるために4機目GPS衛星の情報が必要）

緯度経度とGPS

  • スマートフォンにはGPS信号を受信するためのチップが組み込まれている
    • スマホはGPS受信機になる（現在位置の緯度経度が分かる）
  • iPhoneを持っている人はコンパスアプリを起動してみよう

地球の大きさを見積もる

地球の大きさを見積もる

  • エラトステネス（紀元前230年ごろ／エジプト）による方法
    • シエネでは夏至の日に陽光が井戸の底まで届く
      • 南中高度が90°となる
    • シエネの北900 kmの地点にあるアレキサンドリアで夏至の日の南中高度を計測
      • 90°から南に7.2°ずれる

地球の大きさを見積もる

令和2年度第1回高等学校卒業程度認定試験問題（地学基礎）

地球の大きさを見積もる

  • 2地点の南中時の太陽高度の差＝2地点の緯度差
  • 緯度差(7.2°）と距離（900 km）から、地球の周長を計算

\[ \frac{7.2}{360} = \frac{900}{x} \] \[ x = 900 \times \frac{360}{7.2} = 900 \times 50 = 45000\]

地球の大きさを見積もる

  1. 本庄キャンパスの中で経度が等しい2地点を選び地図に記入
  2. 選んだ2地点の緯度・経度をスマホを利用し計測
  3. 選んだ2地点の間の距離を地図上で定規を使って計測
  4. 計測した緯度差と距離から地球の大きさ（全周）を計算

エラトステネスよりも精度良く地球の全周を推計できましたか？

地球の大きさを見積もる

  • 緯度経度は各自のスマートフォンで確認
    • プリントに掲載されたQRコードからWebページにアクセス
    • 「緯度経度の誤差」が5mに近いなら、かなり高精度で計測できいる
      • 空が広く見える場所（建物から離れた場所）の方が良さそう