JP2004279728A - 地理関連情報の地図化システム - Google Patents

Abstract

【課題】地理関連情報から情報地図を自動的に作成する地図化システムの提供。
【解決手段】地図化エンジン１００は、地理関連情報１１２と白地図データ１１５を用いて、情報地図１１６を作成する。この実施形態のシステムでは、与えられる地域の空間を表現するディジタル化された白地図１１５と地名・地域コードは既存のものを使用することができる。また、白地図としては、地図上の各地域がそれぞれ異なったレイヤーとして保存されている形式のものを使用し、カラーコードは最終的には印刷会社指定のカラーコードに変換するが、地図化エンジン１００では、例えばＣＭＹＫコードを指定色コードとして使用する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地理関連情報を用いて、情報地図を作成するシステムに関する。
【０００２】
【技術的背景】
幾つもの地域を含んだ広域で、自治体が施策立案をするときや、企業が戦略情報を検討するためには、統計情報などを、一覧性のある地図情報にしてみるのが最もよい。このようなときに、ある社会集団の存在する地域を、地図情報システム（ＧＩＳ）として表現する。このときに、現状では統計・データベースのソフトウェアと白地図のデータに対して色を塗ることをができるアプリケーション・ソフトウェアとを用いて、マニュアル操作で処理をしている。このようなマニュアル操作で、例えば５０地域の記載された１０色に色分けされた地図１枚を作るのには、早くて約３０分かかる。両方のソフトウエアが使える専門のグラフィック・デザイナーの時給が４０００円程度とすれば、１枚の地図は２０００円の人件費がかかる。
【０００３】
しかし、これはあくまで一品料理としての地図情報化であり、高々数十の地域に数種の情報がある場合にのみ採用できる手法にすぎない。
例えば単純な行為として、一つの都道府県でその５０区市町村を対象として、５０の変数を、５年置きに５０年にわたって推計し地図化することを考えれば、５０×１０＝５００枚の地図と、約２．５万件を超える色の塗布の処理を行う必要が生ずる。一つの入力処理に約３０秒かかるとしても、全体では約１２、０００分（２００時間）がかかり、専門のグラフィック・デザイナー１人が１ヶ月の労働時間を割かなければ作れないことになる。
したがって、従来、企業や自治体にとってはこのような広域情報が必要であっても、巨大なシンクタンクや国立研究所が膨大な人員を使って行った推計結果により出された僅かな既成の地図化情報しか利用ができなかった。もし、このような行為を完全に自動化し、しかも利用者に適合した地図化情報を出来るだけ短い時間で供給できるようなシステムができれば、地図化情報の利用は飛躍的に高まる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる実情に鑑み、地理関連情報から情報地図を自動的に作成する地図化システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地域別情報である地理関連情報の地図化システムであって、前記地理関連情報の特性を計算して、階層分けを行なうレベルを設定するレベル設定手段と、階層分けされた各階層に表現を対応付けて較正表を作成する較正表作成手段と、前記階層分けと対応付けられた表現を用いて、前記地理関連情報により、地域識別された白地図データに表現を塗布した情報地図を作成する情報地図作成手段とを備えることを特徴とする。
前記情報地図作成手段は、前記較正表作成手段で作成された前記較正表により、階層分けと対応する表現を前記情報地図上に表示させることもできる。
前記情報地図作成手段は、前記地理関連情報を階層分けの数により量子化し、量子化した地理関連情報を用いて表現を塗布するとよい。
前記白地図データは地域ごとにレイヤーを分けており、前記情報地図作成手段はレイヤーごとに地域識別することもできる。
以上の地図化システムをコンピュータ・システムに構築させるプログラムも本発明である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１に、以下説明する本実施形態のシステムである地図化エンジンの概略構成図を示す。地図化エンジン１００は、地理関連情報１１２と白地図データ１１５を用いて、情報地図１１６を作成する。この実施形態のシステムでは、与えられる地域の空間を表現するディジタル化された白地図１１５と地名・地域コードは既存のものを使用することができる。また、白地図としては、地図上の各地域がそれぞれ異なったレイヤーとして保存されている形式のものを使用し、カラーコードは最終的には印刷会社指定のカラーコードに変換するが、地図化エンジン１００では、例えばＣＭＹＫコードを指定色コードとして使用する。
最初に説明する実施形態のシステムは、白地図データ１１５上に、大量・多種存在する地理関連情報１１２を量子化し、地域を定めて自動的に色を塗布する基本的なエンジンである。この機能のみを実行できる処理システムを基本地図化エンジンと呼ぶ。以下にまず、基本地図化エンジンを説明する。
【０００６】
＜基本地図化エンジン＞
図２は、本システムの基本地図化エンジンの詳細処理を示すフローチャートである。以下、基本地図化エンジンを図２〜図７を用いて説明する。
図２において、本エンジンの使用者はまず、地図化したい地理関連情報１１２を準備する。この情報には、情報の地域コードと情報の値が一組として用意され、［地域コード，地域名，情報値］ の配列が形成されている。この例を図３に示す。この図３のデータは、最高裁発表の各県別の自己破産件数を国勢調査で求められた各県の人口で割った、人口１００００人当たりの自己破産件数を示している。以下では、各県別の人口１００００人当たりの自己破産件数を地図上に色別で表示した情報地図を作成することを例に説明する。この図３に示したデータは、例えば、表計算ソフトウエアのファイルに転写可能な形式として用意されている。
この地理関連情報データ１１２は、量子化レベル選定（Ｓ１２２）のために、基本的には各統計項目内の１セットの数値情報として取り扱われ、情報量の特性を計測し、その数値情報群の「最大値：ｍａｘ」，「最小値：ｍｉｎ」，「中位値：ｍｅｄｉａｎ」，「平均値：ａｖｅｒａｇｅ」，「標準偏差：ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ （ｓｔｄｅｖ と略す）」が求められる（図４（ａ）参照）。
【０００７】
さて、色と階級とを関連付けした較正表（ルックアップテーブル：ＬＵＴ）１１３を作成する（Ｓ１２４）ために、使用するカラーコードと量子化の級数（例えば、８，１２，１６等のレベルがある）を選択する必要がある。一般には情報の個数等で量子化の級数や分け方が決まる。ここでは、デフォルトで通常指定される、最大、最小の間を比例的に８階層にレベルを分け、カラーコードも、例えば、レッド（赤）とインディゴ（藍）をそれぞれ４段階の濃さとした８段階のものが使用されている。出来上がったＬＵＴ１１３を図４（ｂ）に示す。このＬＵＴは、作成された情報地図１１６にも、色別の意味を示すために表示される。
図３の地理関連情報データは、上述で定めたレベルを用いて階層別に量子化される（Ｓ１２６）。できあがったデータ配列を量子化情報１１４とよび、その内容は［地域コード、地域名、量子化された情報値］となる（図５参照）。
【０００８】
また、表示すべき白地図データ１１５も用意する。この白地図データは、地域別にレイヤーに分かれており、レイヤーには地域コードが付されている。
まず、量子化情報１１４から、ある一つの地域の地域コードを読み、白地図の地域コードで定められたレイヤーの地域図を拾い出す。ついでこの地域のカラー量子化された情報値を読み込み、このレイヤーに塗布すべきＣＭＹＫカラーコードを例えばＬＵＴ１１３から選択する。そして、当該地域のレイヤーを、地域コードを手がかりに呼び出し、情報値に対応するＣＭＹＫカラーコードを割り当てて、その結果、このレイヤーに載った地域が、指定された色に塗られる。
この白地図には、ＬＵＴ１１３から作成する色に対する説明や、必要であれば、文字レイヤーに地域名を記入する。なお、既存の白地図データの１レイヤーに地域名が既に入っていることが多いので、その必要が無い場合がある。
以降、地域を選択し、地域に色を塗るという行為を繰り返して、地図１１６が完成する。作成した地図を図６に示す。なお、特許出願の図面では色彩を表すことができないために、藍と赤の濃淡を斜線とクロスの密度で示している。また、この地図をファイルとして保存することもできる。
【０００９】
＜情報地図高次処理エンジン＞
一般の地図作成では、前述の基本地図化エンジンだけで十分に役立つ出力図が得られるが、このシステムでは、基準化された手法で同じ形式の多数の地図を容易に作成することができる。そのため、使用者の注文に合わせてさらなる高次処理が出来るように、以下の高次処理エンジンを基本地図化エンジンに付け加えることができる。
【００１０】
（１）地図群出力
できあがった地図を眺め、さらに分かりやすく情報表現を変えるための機能が含まれている。その機能としては、以下のものがある。
・カラーキャリブレーションの色変換
主として印刷のためや、自分の好みに合った色コードを採用するために、色コードを変換する。必要な地図はこの方法で色変換をすることができる。
・量子化軸の変換
一度できあがった地図の必要とする部分が殆ど同じ色に塗られた場合に特定の値の範囲を拡大し新たな量子化表を作る場合や、ある値を中心に標準偏差の値で量子化を必要とする場合、さらには、情報軸が対数や指数やベキ乗で線形化され量子化される場合の、量子化軸の変換を行う。
【００１１】
（２）動画地図出力
情報が時間軸を追って作られている場合に、完成した地図群を動画とすることにより、動的に変化を眺めることができる。
【００１２】
（３）時空間演算画像出力
時間軸にそって採られたデータ群では、時間関数を含んだ下記のような処理が可能となる。これらは、地図の画像とそれを作成するための情報値とを関連付けておき、地図から元の情報値まで戻り、指示された計算を行って、それを地図上に示すことで実現される。
・差分画像処理
特定の２画像間の差分の画像である。経済情報ではフローの画像を表すことができる。この例を図７と図８に示す。これらの図でも図６と同様に、斜線とクロスで示している。図７（ａ）は１９９８年の一人当たり都道府県所得を示す地図であり、図７（ｂ）は２００３年の一人当たり都道府県所得を示す地図である。図８は、その増減を示す図である。これを得るためには、元の情報値にまで戻って計算する必要がある。
・微分画像
特定の２画像間の差をとり、時間で割った画像である。経済では成長率や減少率を表すことができる。これも元の情報値に戻って計算する。
・積分画像
時系列のフローの画像を積算して得られる画像である。経済ではストックを表すことができる。これも元の情報まで戻って計算する。
【００１３】
（４）複合情報出力
地図上の地域をポインターとして、その背景にある情報にリンクして情報を取り出し、地図上あるいはスクリーン上に表示する機能が備えられている。
【００１４】
＜基本地図化エンジンの詳細＞
（１）情報の量子化のための情報階級数の決定（Ｓ１２２）
情報群を量子化するときに、量子レベルをいくつの階級数に分ければよいかを決める必要がある。
ここで使われるカラーレベルは一つの色につき４色の濃淡階級が用意され、１色の最も濃いものを１００％とすると、その７５％，５０％，２５％の色が使用できるようになっている。色はレインボーカラーの赤，橙，黄，緑，青，藍，紫の７色と灰，茶，黄土の合計１０色が使用でき、合計４０段階の色が使用できる。しかし、基本単位は濃淡の４段階で、この倍数で量子化のレベルを決めるとよい。
量子化のレベル数は標本となっているデータ個数に依存しており、基本的にはそのデータのとる値の全領域を均等にレベル階級数で割った数値がキャリブレーション数値として使用される。ここでは統計図の表現手法の標準に従って、標本サンプル数（データの個数）を計測し、その個数が５０以下の場合は８階級、５０から１００までの場合は１２階級、１００以上の場合は１８階級の色が選択できる。
なお、指定がなかったときは、上述したように、標準的な赤と藍の８階級の色コードが使用される。
【００１５】
（２）情報量の量子化（Ｓ１２６）
この基本地図化エンジンでの情報量の量子化は、自動計量された情報の最大値と最小値と量子化階級数から自動計算して求められる。その数式は
量子数＝ＩＮＴ（（情報値−最小値）＊（階級数−１）／（最大値−最小値））で求められる。
しかし、この他にも決定の方法はあり、たとえば
量子数＝ＩＮＴ（（（情報値−平均値）＊２／標準偏差）−１））
とすることで、例えば平均値を中心に８段階の量子化階級を作ることもできる。
【００１６】
（３）地域コードによる地図内地域画像の選択（Ｓ１３０）
地域コードには例えば都道府県区市町村で一意的に定まっている数値コードを使用するか地名を使用する。しかし、都道府県レベルでは同一名の町村が存在するために、数値のコードを使用した方がよい。
このコードはデータ表から読みとられ、その値が地図のレイヤーに識別票として付けられる。このレイヤーに対して色を指定すると、その表現する地域に色を塗布することができる。
なお、地域コードではなく、地域名を識別して色を塗布するようにしてもよい。
【００１７】
上述した本発明のシステムは、ＬＡＮ やＩｎｔｅｒｎｅｔ でつなげられた他のコンピュータに存在するものでもよい。したがって、巨大な遠隔のデータベースを利用することもできる。
さらに、この基本地図化エンジンが生成する多数の地図化情報を利用し、それを時空間の場へと自動的に拡大する地図化手法をも開発したことに特色がある。この手法によって地図化情報は時間軸に沿って過去から未来へと変化を動的に表現する手法や、時間関数の入った画像の生成をも可能にしている。この機能を情報地図高次処理エンジンと呼んでいる。
これらの開発結果は、行政官や企業の企画者に、特定対象地域群の企業戦略の立案を、地図化情報を用いて検討する手法を与えることになる。
なお、上述した本発明のシステムは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。例えば、色彩で表したものを、印刷や表示を行う際の制限のために、他の区別がつく表現で行なう等である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の地図化システムを用いることにより、自動的に地理関連情報を地図化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地図化システム（地図化エンジン）の概略図を示す図である。
【図２】基本地図化エンジンの処理を示すフローチャートである。
【図３】地理関連情報の一例を示す図である。
【図４】地理関連情報の特性を計測した結果（ａ）およびそれにより求められる較正表（ルックアップテーブル）（ｂ）を示す図である。
【図５】地理関連情報を量子化した情報を示す図である。
【図６】基本地図化エンジンで作成した地図を示す図である。
【図７】１９９８年（ａ）と２００３年（ｂ）の都道府県別の一人当たりの所得を示す地図を示す図である。
【図８】図７の２つの図の差分情報を示す地図を示す図である。

Claims (5)

1. 地域別情報である地理関連情報の地図化システムであって、前記地理関連情報の特性を計算して、階層分けを行なうレベルを設定するレベル設定手段と、
   階層分けされた各階層に表現を対応付けて較正表を作成する較正表作成手段と、
   前記階層分けと対応付けられた表現を用いて、前記地理関連情報により、地域識別された白地図データに表現を塗布した情報地図を作成する情報地図作成手段と
   を備えることを特徴とする地理関連情報の地図化システム。
2. 請求項１に記載の地図化システムにおいて、
   前記情報地図作成手段は、前記較正表作成手段で作成された前記較正表により、階層分けと対応する表現を前記情報地図上に表示させることを特徴とする地図化システム。
3. 請求項１又は２に記載の地図化システムにおいて、
   前記情報地図作成手段は、前記地理関連情報を階層分けの数により量子化し、量子化した地理関連情報を用いて表現を塗布することを特徴とする地図化システム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の地図化システムにおいて、前記白地図データは地域ごとにレイヤーを分けており、前記情報地図作成手段はレイヤーごとに地域識別していることを特徴とする地図化システム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の地図化システムをコンピュータ・システムに構築させるプログラム。

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