ページの先頭です

技術動向レポート

国土地理院の標高タイル・ベクトルタイルに見る地理空間情報の活用促進の可能性(1/2)

情報通信研究部 チーフコンサルタント 井上 敬介

筆者は2014年11月に「地理空間データを活用したサービスの普及と今後の展望」という題でコラム(1)を執筆し、地理空間情報の概要と活用の現状について報告した。地理空間情報に関連したソフトウェアの開発と普及、データの公開はその後も進展を続けている。

筆者は特に、地理空間情報の数値計算など科学技術分野への活用に着目してきたが、2015年10月12日に開催されたFOSS4G 2015 TOKYOコアデイ(2)に参加した際、拝聴した講演の中に特に興味を持った話題があった。国土地理院の藤村氏が登壇し、近年の国土地理院の取り組みについてご報告された内容である。本レポートでは、ご報告された内容のうち地理院タイル(3)での標高タイルとベクトルタイルの公開について取り上げて解説し、今後の展望について私見を述べてみたい。

1. 地理院タイルとは

まず初めに、画像タイルと地理院タイルという用語の解説から始めたい。

近年、多くの方がウェブサイト上で地図を見たり、活用したりした経験をお持ちのことと思う。店舗位置の表示や道先案内など、位置情報を扱うサイトでは必ずと言ってよいほど利用されている。近年ウェブサイトで利用されている地図のほとんどは、マウス操作で表示範囲を移動したり縮尺を変更したりできる。表示される領域が変更されると、新たに必要になった画像がタイル状の画像として次々に読み込まれ、隙間なく並べて表示される。この際利用される画像を、画像タイルと呼ぶ。

画像タイルは、地球上の表面をメルカトル図法によって平面上に投影し、様々な縮尺で同じ大きさの正方形の領域に分割し、各領域の画像(地図や航空写真など)を作成したものである。画像の縮尺は1つズームレベルが上がるごとに縮尺が2倍になるように定義されている。すなわち1つズームレベルが上がれば、1枚で表示されていた内容が4枚の画像で表示されることになる。ズームレベル0では、地球全体が1枚の画像に収まる。画像のサイズはどのズームレベルでも256ピクセル×256ピクセルである。画像タイルとズームレベルの関係を図表1に示す。多くのサービスでズームレベル20程度までの膨大な縮尺が用意されているため、ユーザは実質的に任意の縮尺で地図を表示することが可能になっている。

画像タイルを利用した地図の表示という方式は世界中で様々なサービスで採用されており、また画像タイルをダウンロードするためのURLを公開して誰でも利用できるようにしているサービスも多数ある。このような形で公開された画像タイルは、マッシュアップ(4)によりユーザ独自のデータと重ね合わせて表示する際のベースマップとして幅広く利用できる。

そして、国土地理院が公開している日本国土に関する画像タイルが、地理院タイルである。URLが公開されており、利用規約に従えば誰でも無料で利用することができる。電子国土基本図と呼ばれる基盤データから作成された地図のほか、白地図、土地利用図、衛星写真など多様な画像タイルが公開されている。また、大雨や火山噴火などの災害発生直後の現場付近の画像なども、領域を限定したデータとして公開されている。国土地理院が運営する地理院地図(5)を利用すれば、地理院タイルとしてどのようなデータが公開されているか実際に見ることができる。なお、国土地理院は、地理院タイルの利用に関連する技術仕様やサンプルコード、ツールなどを技術者向けSNS「GitHub」を通じて提供(6)している。

図表1 画像タイルとズームレベルの関係
図表1
(資料)国土地理院のウェブページより引用

2. 標高タイルとベクトルタイル

ここまで述べてきたように、地理院タイルに限らずウェブ上で地理空間情報を扱う「タイル」といえば、「画像タイル」のことであった。しかし、近年国土地理院は、全国の標高データと、基盤地図情報のうち道路中心線、鉄道中心線などのデータを、画像タイルと同じ正方形領域ごとに分割したファイルとしてウェブ上で公開する試みを行っている。これらのことを、標高タイル・ベクトルタイルと呼んでいる。標高タイルはGeoJSON(7)形式とCSV形式で、ベクトルタイルはGeoJSON形式で配信されている。

画像タイルが画像であるのに対し、標高タイルとベクトルタイルは数値データ(ラスターデータ、ベクトルデータ)であり、分析・加工・表示方法の変更などが容易に行える。それが、タイル状のデータとしていつでもインターネットから入手できるようになった。

(1)標高タイルやベクトルタイル配布の意義

標高タイルやベクトルタイルに含まれる標高データ、道路中心線、鉄道中心線などの情報は初めて公開されるものではなく、従来から基盤地図情報ダウンロードサービス(8)で誰でも無料で入手できた情報である。しかし、標高タイル・ベクトルタイルという形で利用できるようになったことには、以下の意義があると筆者は考えている。

[1]データの取得範囲、解像度に関する高い自由度の提供

標高データは基盤地図情報ダウンロードサービスでは、5mメッシュと10mメッシュの二種類の解像度で配布されている。データを取得する時は、領域を選択してzip形式で圧縮したファイルとしてダウンロードするのだが、ファイルごとに含まれる領域が比較的大きいため、ダウンロードするファイルは数メガバイト単位と大きなものとなる。また、データはオリジナルの解像度のみで公開されているため、広範な範囲についてラフな分析を行いたいなど、詳細なデータが必要ない場合は、ユーザが自らデータ加工を行い、必要な解像度にする必要がある。

一方標高タイルでは、データは256ピクセル×256ピクセル、ファイルサイズでは数十キロバイトと比較的小さい単位に分割されており、ユーザは本当に必要な範囲のデータだけをダウンロードすることができる。またズームレベルが0~14と多くの解像度で用意されている。そのため、狭い領域の詳細なデータを取得したい場合は高いズームレベル、広い領域の大まかなデータを取得したい時は低いズームレベルのデータをダウンロードすることで、ユーザが自ら加工せずともニーズに合った解像度のデータを取得することができる。

ベクトルタイルについても状況は類似している。基盤地図情報ダウンロードサービスでは比較的大きな領域単位でzipファイルでダウンロードするのに対し、ベクトルタイルでは、ズームレベル15で定義される正方形の領域別に分割されており、小さい領域単位でデータをダウンロードできる。なお、ベクトルデータの場合は、ラスターデータのように単純なデータ量の削減は行えないため、ズームレベルは1種類しか用意されていない。

[2]マッシュアップが可能なサービスの提供

ウェブブラウザ上で動作するJavascript言語で簡単に処理できる形式でデータが公開されたこと、またログインなどを必要とせずにデータをダウンロードできるようになったことから、ベクトルタイルをベースマップとしたウェブ地図を作成するなど、マッシュアップでの利用が可能になった。

画像タイルはそのまま表示する以外の使い方は困難であるが、標高タイルやベクトルタイルであれば色や線の太さをユーザが変更するなど、より高い自由度で活用できる。

[3]地理空間情報の数値情報をウェブで配信する新しい仕様の試行

国土地理院の標高タイルとベクトルタイルの公開という取り組みには、地理空間情報の数値情報をウェブで配信する新しい仕様を提案し、有用性の実証実験を行うという意義があるように思う。

これまで地理空間情報の数値情報を、ウェブ上で取り扱いやすい共通した仕様で配信するサービスは、十分普及していない。例えば、インターネットで公開されている地球全体の標高データとしては、GEBCO(9)、ETOPO(10)、SRTM(11)などがあるが、配信の仕方はまちまちである。それぞれ独自のウェブページで公開されており、ダウンロードしたい範囲の指定方法やファイルフォーマットの指定方法は異なる。ダウンロード可能なファイルの形式も、GeoTiff(12)だったりNetCDF(13)だったりと、標準的なフォーマットを採用してはいても、サービスによって異なる状況になっている。

地理空間情報の数値情報をウェブで配信する標準仕様は、存在しないわけではない。地理空間情報の仕様に関する標準化団体であるOGC(14)が、ラスターデータの配信用にWCS(Web Coverage Service)、ベクトルデータの配信用にWFS(Web Feature Service)という仕様を策定し、公開している。しかし、これらの仕様でデータを配信するサービスはそれほど普及していないように思う。これはWCSやWFSがサーバの負荷が比較的高く、多くのクライアントにデータを配信するには課題があることが原因ではないかと考える。WCSやWFSでは、データを取得したい範囲やファイルフォーマットをクライアントが指定できる。これらはクライアントからすれば便利な機能ではあるが、サーバで動的処理を行うことが必要になるため、サーバの負荷につながってしまう。また仕様が比較的複雑で、学習に時間がかかることも普及を妨げる要因ではないかと思われる。

このような状況を踏まえ、国土地理院は既に普及している画像タイルの仕様やGeoJSONファイルフォーマットなどを組み合わせてシンプルな仕様を作り、ウェブでの利用に適した新たな配信仕様を提案し、試行しているように思える。

  • 本レポートは当部の取引先配布資料として作成しております。本稿におけるありうる誤りはすべて筆者個人に属します。
  • レポートに掲載されているあらゆる内容の無断転載・複製を禁じます。全ての内容は日本の著作権法及び国際条約により保護されています。
ページの先頭へ