GIS－理論と応用Theory and Applications of GIS, 2014, Vol. 22, No.2, pp.13-23

【ソフトウェア論文】

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地理空間情報技術の学習支援ツールの設計と開発太田守重 *

Design and Development of an Assistance Tool for Education on the Geospatial Information Technology

Morishige Ota

Abstract: An educational assistance tool called “gittok” is developed for students in higher educa-tion. It is all-in-one software with texts and slides. Students can study fundamental knowledge of Geospatial Information Technology (GIT) based on its Body of Knowledge (BoK) and the Geo-graphic Information Standards such as those provided by ISO/TC 211. Gittok includes an applica-tion schema designer called Modeler. It allows students to acquire and edit geospatial data directly in compliance with the application schema. They can overview and experience spatial analysis, XML data exchange, geo-library, and map design. Teachers can refer to texts and slides included in gittok and may modify the source code to be suitable for their own lectures. Therefore, gittok will be a useful tool for introductory courses on GIT education.

Keywords: 地理空間情報技術 （Geospatial Information Technology, GIT），教育支援ツール （educational assistance tool），GIT知識体系 （GIT Body of Knowledge），地理情報標準 （Geographic Information Standards）

１．はじめに近年，地理情報標準の確立，国土空間データ基盤の整備，そして関連法規の整備を契機として，オープンソースソフトの普及，オープンデータ政策の推進などにより，地理空間データの取得・交換・活用は以前と比較して格段に容易になった．それに伴い，地理情報を利用したWebサービスが普及し，ボランティアのレベルでも地理空間データの取得・交換が可能となり，国際的な情報共有が実現している（Ordnance Survey, 2012）．一方で，その背景にある科学技術の進歩により，地理情報科学／技術（GIS&T）の知識体系（Body of Knowledge, BoK）の再編成が求められ，欧米においては，複数の知識領域からなる知識体系の整備や，高等教育におけるカリキュラムの再編が行われてきた（UCGIS, 2006）．日本でも，岡部篤行が研究代表者となり「地理情報科学標準カリキュラム・コンテンツの持続協働型

ウェブライブラリーの開発研究」（2005-2007）が行われ，その中で地理空間情報技術 （GIT） のBoKが試作された （Ota, et al., 2008）．一方，GIS&Tは学際的な分野であり測地学，地理学，地図学，測量・リモートセンシング，そして情報科学などがその基盤を形成し，都市工学，環境学，社会学，経済学，土木工学，地形学，地質学，防災・防犯，ライフライン管理などの応用領域において独自の研究開発が行われている．したがって，その全貌を短時間のうちに学習することは容易ではない．また，例えば （谷，2009），（畑山，1999）など，地

理情報システムの開発やそれを使用した教育が数多く行われ，それぞれ実績を挙げているが， GIS&TのBoKと地理情報標準の両者を基礎とするものは極めて少ない．このままでは，今日のGIS&Tの知識と技術を利用したいとする要請と，それに応えるべき

* 正会員　国際航業株式会社 （Kokusai Kogyo Co., Ltd.） 　　　　〒 102-0085　東京都千代田区六番町２　E-mail：morishige_ota@kk-grp.jp

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教育との間にギャップが発生する恐れがある．そこで筆者は，関係する皆様の協力を得ながら，この分野の社会への応用を重視し GIScienceよりはGITechnologyをテーマとして，高等教育に役立てることをめざし，gittok （Geospatial Information

Technology Tool Kitの略称，ジートックと発音） と称するソフトウェアツールおよび，付属する教材の開発を行ってきた．結果としてこのツールは，以下の特徴をもつ．

1） 地理情報標準に基づく応用スキーマ，つまり，一つ以上の応用システムによって要求されるデータのための概念スキーマ（日本工業標準調査会，2009）の定義ができるので，標準の内容が理解しやすい．

2） 定義された応用スキーマを直接使ってデータ取得できるので，スキーマの意義が理解しやすい．

3） 作成されたデータにメタデータを付してジオライブラリーを構成し，検索したデータによるメンテナンス，解析，外部へのXMLデータ提供，そして地図のデザインができるので，データの多目的活用が実感でき，知識領域同士の関連性が学べる．

4） これらのことを全て一つのソフト内で実行できるので，複数のソフトを使用する場合に生じる用語や設計思想の違いなどを考えなくて済む．

5） テキストやスライドが付属しているので，背景となる知識や技術を学びやすい．この教材で学んだ学生は，当該分野の全体像を概観したことになるので，関連する研究や仕事に就いたときに，自分のポジションを理解した上で担当分野の知識を深めると共に，関係者との良好な連携のもとで責任を果たす，という効果が期待できる．本稿ではまず，GIS&Tの教育の現状を振り返り，

GIT BoKに基づく教材のあり方について論じ，これらを踏まえたgittokのアーキテクチャと開発の概要を示し，最後に今後の展開について述べる．

２．GIS&T教育の現状この章では，GIS&Tの教育の現状を振り返り，今日のGIT分野を俯瞰することができる，首尾一貫し

た内容をもった教材整備の必要性について述べる．さて，国内外で実施されているGIS&T関連の教育については，網羅的に調べた例として岡部ほか（2008），村山ほか（2009）及びこれらに関連する一連の研究として佐々木ほか（2008），河端ほか（2008）の報告がある．その内容をみると，日本の地理系の基礎教育では，既存のGIS （ArcGIS, MANDARAなど）の使用法を教え，空間解析，地図表現などを教える半期の授業が多いが，GIS&Tカリキュラムの有効性を高めるためには，授業が開講される大学にGISの専門知識を持つ教育者が不足しているので，人材や設備の充実が必要不可欠，としている．一方，米国では，学科間の連携が多くみられ，地理系と工学・情報系学科の連携もしばしばみられる，としている．また，岡部ほか（2008）の研究では地理系45箇所，建設系74箇所，海外110箇所の大学で行われているGIS教育カリキュラムのデータベース（GISカリキュラムデータベース）をWeb上で公開している．これによると，上記の実態が確認できると同時に，地理系では既存のデータをGISに取り込んで解析し，主題図を出力するプロセスを教えることが多いが，建設系では測量やリモートセンシングなど，データ取得技術の授業も重視されていることがわかる．この点は海外も同様である．つまり，GISの基礎教育は以下の手順で行われることが多い．1） 特定の課題を設定する．2） データ取得の方法を教える，または既存のデータの形式変換の方法を体験する．

3） そのデータをGISに適用して空間解析を行う．4） 解析結果を主題図として表現する．5） 以上の過程を通じて地理情報処理の概要を理解してもらう．

この一連の手順は，道具としての地理情報システムを使うためのリテラシー教育としては充分であるが，以下に示す3つの問題が隠されていると考える．第1に，自分が体験したGIS以外の方式を学ぶこ

とが困難である．例えば，従来「地理情報は図形（注：英語では locationといわれることがある）と属性（attribute）で記述される」という説明が見られる．これについてDiBiaseほか（2014）は， Goodchild

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（1992） による「標準的な検索言語には spatial key

が含まれていないので，それを別扱いにせざるを得ない」という説明を紹介した上で，その後の空間，時空間検索言語の発達も取り上げている．1992

年の時点では確かにGoodchildの説明の通りだった．しかし，1999年には ISO/IECがSQL Multimedia

and Application Packages-Part 3: Spatialを 制 定 し， ORACLEやPostgreSQLなどでは，幾何データ型を扱えるようになった．ISO/TC 211でもオブジェクト指向モデリングを基礎とする一般地物モデルを採用し，空間属性（幾何と位相）を他の属性と並列に扱っている（ISO, 2005）．一方，現在のGISや教科書の中には，例えば，ベクター方式として，図形に属性が付属するという方式のみを示す場合がある．したがって，学生には自分が体験したGISのアーキテクチャの解説とともに，その位置付けや関連する研究の発展に関する情報も与えられるべきであろう．第2に，既存のデータを使用するにあたって，そのデータ構造はデータが作られた時点の技術を使って作られていることを忘れがちになる，という点がある．例えば日本政府における本格的な地理空間データ整備は1974年度に開始された国土数値情報整備にさかのぼるが，この時点では汎用計算機での利用を想定し，固定長レコードの順編成ファイルとしてデータが整備された （国土地理院，1994）．しかし，近年その形式を変換し，地理情報標準やその他のデファクト形式に準拠するデータの提供が始まっているので，データの使用法と共に，今日のデータ提供の状況も示されるべきであろう．第3に，今日のGITの利用シーンは多様化しており，地理空間データのインフラ化が進行し，GISの単体としての利用もさることながら，個別の機能がアプリケーションの中に組み込まれることが多くなっている．例えば，多くのWebサイトで地図が表示され，その上で施設検索や経路探索などが行われているが，そのようなサイトを地理情報システムと呼ぶユーザはほとんどいない．開発者もそのようなことは意識せず，プロバイダーが公開しているAPIやオープンソースのライブラリーなどを使用して，アプリケーションを開発している．つまり今日，

GITは ITの中に取り込まれ，その一部になりつつある．このような認識のもとで，GITの独自性を，学生は学ぶべきである．ところで，この章の冒頭で引用した調査は，2008

年以前に行われたものであり，その後の状況を必ずしも反映しているとは言えない．例えば地理情報システム学会は関連する学協会の協力のもとで，GIS

上級技術者資格の認定を始め，5年間の資格有効期間の中で自らの技術を更新し，向上させる義務を課しているが，2012年から更新審査が始まっている．また，日本測量調査技術協会は，地理情報標準に関する資格制度を2013年に発足させ，その枠組みの中で知識とスキルの向上を推進している（山田，2013）．これらは，社会人の能力向上に役立つ試みである．また日本の大学においても，オープンソースソフトの利用や，ボランティア活動を通じた地理空間データ共用の試みが増え，情報系の地理空間情報技術教育を試行する動きもある．国際的にも，国連が主導している国際地理空間情報管理事業 （UN-

GGIM）などで，能力開発に関する検討が行われている（Ordnance Survey, 2012）．したがって，このような動きを加速化するためにも，今日のGIT分野を俯瞰できる，首尾一貫した教材整備は欠かせないであろう．

３．教材の条件今日，例えば大規模公開オンライン講座 （MOOC）が出現するなど，高等教育の形態が多様化しつつある（Daradoumis, 2013）．対面型の講義は依然として重要であるが，個々の学習速度にあわせて，自主的に学習を進めるやり方が発達する可能性が高い．したがって，学習支援ツールは，自学自習と講義を併用することによって，より効果的な知識修得を可能にするものになるべきである．しかし，上記の条件を考慮して開発されたツールは少ない．筆者は，学部生を対象に，2008年度から2010年度まで半期3回， GIT入門の講義を担当する機会を得たが （太田，2009），その経験と現状のニーズを考慮して，教材の目的，制約条件及び内容を検討した．

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３．１．目的初学者が今日のGIT分野を俯瞰できる，首尾一貫した内容になることを，教材開発の目的とした．地理空間情報科学は「空間データを系統的に構築し，管理し，分析し，総合し，伝達する汎用的・方法論，およびその汎用的方法を適用する方法・方法論を研究する学問である（岡部，2006）」とされている．この定義の中で，「および」以降，つまり「汎用的方法を適用する方法・方法論を研究する」部分がGITと考えられる．これを踏まえて，初学者が基礎的な知識を俯瞰することができれば，自分が興味をもてる知識領域を選択し，その位置付けを理解しつつ，GIScienceを含め，より深い学習や研究をすることが可能になる．

３．２．制約条件半期15回の講義時間の長さを，教育用ツール実現の制約条件とした．現状では我々の目的である「GIT分野の俯瞰」にさける時間は少ない．多くの大学では既にカリキュラム体系が確立し，それが教育の伝統と独自性を実現する根拠にもなっているので，新たな科目を入れることは極めて困難である．そこで半期に限定し，従来のGIS入門教育を，この教材を使った教育に置き換えることを想定した．

３．３．内容教材開発を行うために，我々は少なくとも2つの素材をもっている．1つはBoKであり，もう1つは地理情報標準である．BoKはこの分野の知識領域を網羅しているので，学生に提示すべき骨格をデザインし，最低限獲得すべき知識を選択するのに役立つ．ここで，BoKの知識領域は，上に示した岡部 （2006） の定義に基づき，地理空間のモデリング，データ取得，データ管理，空間解析，データ交換，及び地図による情報表現とし，その内容はGITのBoK （Ota, 2009） からとる．また，知識領域同士は互いに関連するが，地理情報標準は，個々の領域に含まれる情報の表現形式及び領域間のインタフェースを示して，領域間の連携を技術的に保証している．つまり，以下の点において，本教材は優れてい

るといえる．1） 一般地物モデルに従って応用スキーマをモデリングすることによって，異なる分野のスキーマであっても共通理解が可能になる．

2） 応用スキーマに従って地理空間データを取得し，それをインスタンスモデルに従って記述することで地理空間データの共通理解が可能になる．

3） メタデータを付加したデータ管理を行うことでデータの検索性と再利用性が向上する．

4） データと空間解析ソフトのインタフェースの標準化によって，データ利用が容易になる．

5） 符号化の規則に従って，XMLのような形式言語で応用スキーマや地理空間データを交換することによって，情報システム間のデータ交換が自動化できる．

6） 異なる描画の規則を地理空間データに適用して地図データを作成することにより，異なる情報表現を可能とする．以上をまとめると，教育の目的は初学者がGIT分野全体を俯瞰できることであり，教育期間は半期15回とし， GITが含む知識領域とそれらの相互関係を明示するとともに，各領域の内容をGITと地理情報標準の観点で概説すること，となる．

４．GittokのアーキテクチャGittokは，上で述べた知識領域を明確にするために，モデリング，取得，管理，解析，交換及び表現から構成される．これらの直接的な相互関係としては，モデリングと取得，取得と管理または解析，管理と解析，管理と交換，そして管理と表現がある．図1に知識領域とそれらの相互関係を示すが，これは，gittokのタイトルページである .ちなみに，gittokでは操作画面のことをページという．

GittokはAdobe Airアプリケーションであり，インターネットにつなげて使用する部分もあるが，基本的には単独で動くので，ネットの負荷や脆弱性への対策など，教育以外の負担は軽減される．さらに，学生は自分でデータを管理し，教師は，学生の演習結果を収集し，それをもとに成績評価することができる．以下，gittokがもつそれぞれの知識領域と，

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そこで行われる学習内容について述べる．

５．モデリング （Modeling）モデリングとは，ここでは実世界に生起消滅する現象を地物（feature）と捉えて抽象化し，地物間の関係も含めて応用スキーマとして表現することである．地物の定義は，国際標準である ISO 19101（2002）にならい“Abstraction of the real world phenomena”，つまり実世界の現象の抽象概念とする．この定義はX 7100シリーズの JIS規格でも踏襲されている．この定義以外にも， A group of spatial elements which

together represent a real-world entity. （MacDonnel &

Kemp, 1995） 等がある．ここでentityは実体と訳されるが，実体は対象物の本質を示す概念のことである．したがって，これは「実世界に存在するものの本質を示す概念を表現する空間要素の集り」と訳すことができる．この定義は空間要素，言い換えれば

幾何図形を featureとする定義であり，これではその他の属性は無視されるかの印象を受けてしまう．これに対して「図形とその他の属性をあわせて地理空間情報という」という意見もあろうが，図形とそれ以外の属性を特に分別する技術的な理由が希薄になっていることは，すでに述べた．ちなみに地物は静的な属性のみならず，必要に応じて値を求める操作をもつこともある．操作はメソッドや振る舞いともいわれるが，地物がもつ属性等を引数として任意の情報を得る関数である．空間解析は，地物や地物間の関係がもつ操作と位置づけられる．したがって，ここでは，上で述べた ISO 19101の定義を使用する．次に応用スキーマは，スキーマ言語を使って応用分野のために作られるモデルの形式表現であり，gittokでは地理情報標準が採用している方式に習い，情報分野で活用されているUML （Unified Modeling

Language）をスキーマ言語として使用する．ただし，UMLは地理情報専用の言語ではないので，地理情報標準では，地物とその関連をどのように表現するかを規定する一般地物モデル （General Feature

model, GFM） と呼ばれるメタモデルをUMLで記述し，それによって地理空間データ特有のスキーマ表現を可能としている （ISO, 2005）．GFMでは，実世界の現象を示す概念は，属性と操作をもつ地物型及び地物型同士の関係で記述し，関係には継承関係と関連があるということを定義している．ただし，gittokでは，理解のしやすさ及び学習時間の制約を考慮して，地理情報標準のGFMを単純化して再定義している（図2）．図2は以下のような規則を示している．つまり，応用スキーマ（ApplicationSchema） は親子関係をもちうる地物型 （FeatureType） と，地物同士の関係を示す関連型 （AssociationType） からなる．地物型は属性

（AttributeType） をもつことがあり，属性の中には，例えば地図上に表示される幾何属性のように，地物の代理 （proxy） として働くものがある．地物型は操作 （OperationType） をもつことがあり，属性を操作の引数 （arguments） として使用し，戻り値の保存場所は，OperationTypeが指定する．操作の引数と属性の対応付けは引数と属性の対 （ArgAttPair） で行う．

図 1　Gittokのタイトルページ

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ところで gittok のGFMでは，地物属性は空間

（spatial），場所（place），主題 （thematic），そして時間

（temporal） 等に分類される．この中で空間属性については，2次元までの幾何属性，つまり，点，曲線及び曲面としている．ここで，点，曲線及び曲面という用語は標準に従う意味で用いているが，gittokでは曲線についてはC0級の曲線，つまり各頂点における一次微係数が前後で不連続な折れ線に限定している．また曲面はユークリッド平面上の多角形である．各幾何要素は他の要素との間で境界，双対境界の関係をもつが，点の境界と曲面の双対境界はない．また，「場所」は地理情報標準 ISO 19112 （ISO, 2003）

では location として“identifiable geographic place”と定義しているが，地物は住所や郵便番号のみならず，画像，音声，ホームページなどが置かれている仮想空間上の場所 （URL）をもつことがあるので，ここでは ISO 19155 （ISO, 2012） で使われているplaceの定義“identifiable part of any space”を採用し，任意の空間中の場所を示すplace属性として定義している．ところでgittokでは，主題属性は単純なデータ型，つまり文字列 （CharacterString），整数（Integer），実数（Real），ブール値（Bool）で表される属性である．ただし，対象物の説明など，長い文章や段落のためにMemoというデータ型を独自に定義している．なお，本稿の執筆時点では時間属性は入っていないが，今後実装の予定である．

以上をまとめると，この知識領域は，実世界に生起消滅する現象を地物 （feature） として抽象化し，地物間の関係も含めて応用スキーマとして表現する方法を含む．Gittokでは，GFMに準拠する応用スキーマが作成できるツール （Modeller） を用意し，GFMに準拠するスキーマ作りの方法を学ぶことができる．これによって，地理空間データの仕様作成が体験でき，仕様自体の交換が可能になることを学ぶことができる．具体的な学習達成目標は，学生が，与えられた課題に対して，独自の仕様を提案し，それに応じた応用スキーマの作成ができること，とする．

６．データ取得（Acquisition）地理情報を数値データとして入力する方法は，数値測量，既存の地図の数値化，既存のデータの変換に分けられるといわれているが（中村・清水，2000），それ以外にも環境調査やリアルタイムのセンシングなど，多様な方法が使われるので，本来はそれぞれの方法に関する解説が行われるべきである．ただし，データ取得の手順は一般に以下の通りと考えられる．1） 準備：要求仕様の確認と取得手段の選択，機材の準備，基礎資料の入手等

2） 計測／調査（属性別のデータ収集）：幾何（測位，測量，画面デジタイズ，投影変換等），画像（撮影，センシング，スキャンニング，幾何補正），環境（大気，水質，土壌汚染など），動画（撮影，編集），音声（採録，編集），文書（資料調査，原稿作成）等のデータ取得，既存データの形式変換など

3） 編集：地物インスタンスと属性の関連付けによるデータセットの作成

4） 出力：データセットの，外部形式への符号化ここで符号化とは，GIS固有の形式をとるデータ

を外部形式に変換することであり，復号化はその逆の処理を指す．

Gittokは，上で示した多様な取得手法を網羅するものではないが，データ取得の学習では，自ら体験することが重要なので，モデリング段階で作成した応用スキーマに従って，現場で取得した調査結果，画像，動画，そして音声などを，地物の主題属性や

図 2　Gittokの一般地物モデル

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場所属性とすると共に，計測基図を画面デジタイズして，測地座標系や平面直角座標系に従う座標をもつ幾何属性を取得する．Gittokでは，生のデータに含まれる座標は画面座標であるが，準備段階で，地上平面座標系への換算を可能にするために画面標定を行う．さらに経緯度との相互換算を可能にするために座標参照系のパラメータ設定を行い，これらを地理空間データセット（Kitという）が参照する．したがって，応用スキーマに準拠する地理空間データの収集と編集，および，その中で行われる座標変換の理解が，学生にとっての学習達成目標になる．

７．管理（Management）管理とは，Kitを保存し，検索し，更新や解析等を可能にすることである．Gittokの目的は ITの修得ではなく，時間的な制約もあるので，データベース管理システム （DBMS） は使用せず，ファイルシステムのみで管理を行う．その代わりManagerと称するページにおいて，Kitにキーワードや地理的範囲を含む簡単なメタデータを関連させ，それによる検索を可能とし，地理空間データのための電子図書館，つまりジオライブラリー （NRC, 1999） について学ぶことができる（図4．背景は地理院地図．Kitそれぞれの地理的範囲が表示されている）．類似のサービスとし

てクリアリングハウスやジオカタログがあり，空間データ基盤とも呼ばれているが，gittokではメタデータの検索に続いて，データの更新，空間解析，交換，そして地図表現などが直接実行できる．これは類似の仕組みにはあまりない機能である．ただし，ライブラリー自体はスタンドアロンなので，他者のライブラリーを見ることはできない．Gittokで使用するメタデータの項目は，以下の通りである．1）メタデータの表題 （Title）2）概覧 （Overview）3）キーワード （Keywords）4）責任者 （Responsible Party）5）メタデータの発行日（Publication Date）6）地理的範囲 （Geographic Extent） これらの項目の中で地理的範囲については，地理院地図またはオープンストリートマップを背景にして，データの地理的な分布と範囲を確認すると共にメタデータを特定するために使われる．ISO 19115

や，そのプロファイルである JMP （Japan Metadata

Profile） と比較すると，gittokのメタデータは項目数が少ないが，学習者はジオライブラリーの本来の意義を理解し，データの検索と活用がしやすくなるこ

図 3　幾何属性編集用のページ

図 4　ジオライブラリーのページ

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とが理解できる．したがって，ここでの学習達成目標は，メタデータ，および，ジオライブラリーや空間データ基盤の意義を理解すること，となる．

８．空間解析（Spatial Analysis）空間解析とは，対象物の地理的な位置を重要な変数として体系的に利用し，その本質を発見，記述，および予測することである．この知識領域は地理情報科学の中核であり，様々な知識や方法が提示されているが，gittokでは初歩的な計算幾何学を応用した解析ツールをいくつか用意するに留めている．ただし，ツールの組み込み法を示すので，教師がツールを追加することは可能である．むしろGIT教育という観点からは，ツールの組み込み法を学ぶという切り口もありうる．なお，本稿の執筆時点で実装されている解析ツールは以下の通りである．1） 線の延長距離2） 領域の面積3） 点・折れ線・多角形相互の最短ユークリッド距離4） 折れ線を中心とする簡易的なバッファリング5） 中心位置決定（点群／線／多角形の重心，折れ線上の中心，多角形の最大内接円中心）

6） 分布する点群の凸包7） 点位置決定（多角形に対する点の内外判定）ここでの学習達成目標は，応用スキーマの中で定義した操作を実際に実行することを通じて，地理情

報科学の知識をつかって，社会に役立つ情報提供が行われることを理解することである．

９．データ交換（Exchange）交換とは，異なる情報システム間で地理空間データを受け渡すことであるが，gittokでは，内部形式のデータを，決められた規則で XML文書に符号化して提供すると共に，それを復号化することとしている．データ交換用のExchangerページでは，現在，応用スキーマ，Kit，メタデータ，座標参照系パラメータ，地図用の記号辞書・注記辞書及び描画スキーマの符号化・復号化を行うことができる .

ところで交換にあたり，既存のデータ形式との互換性は考慮していない．Gittokのデータ構造は，UMLとGFMによって規定されるので，gittokで利用するデータを，レガシーな形式に変換すると情報の欠落が発生するし，既存のデータを取り込んでも，そのまま使用することはできない可能性があるからである．例えば， Kitには地物同士の関連や継承の構造が含まれるが，既存の形式をとるデータにはそのような情報はほとんど含まれない . しかし，既存のデータを，地物の属性として取り込む可能性はあり得るので，その点は今後検討する予定である．ここでの学習到達目標は，データ交換には標準的な規則を送り手と受け手が共有する必要があり，その例としてXMLがあることを理解することである．

１０．表現（Representation）表現とは，ここでは描画のための規則である描画スキーマをKitに適用して，地図表現を可能にすることである．Gittokでは，地図記号や注記の設計ツールを用意して記号辞書と注記辞書を作成し，これらと応用スキーマの地物属性を対応づけて描画スキーマを作成し，それを使って，地図表現を行う .

ところで，描画スキーマは，他の多くのスキーマと同様に型のレベルの規則である（Tao, 2010）．例えば，gittokの場合，とりあえず全ての注記は幾何図形の中心に配置される．しかし，注記同士が重なり，読みやすい配置になっていない場合があるので，そのときは，注記の転位が要求される．これに応える図 5　空間解析用のページ（点群の凸包）

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ためには2つの方法が考えられる．第1は，元々の地理空間データに表示位置を付加する方式，第2は，新たに表示用の地図データを作成する方式である．前者は一つのファイルで済むという利点があるが，多目的活用がしづらくなる．そこで，gittokではデータの再利用性を重視して第2の方法をとり，地理空間データと地図データを明確に分離し，注記の表示位置のような，インスタンスレベルの表示パラメータを含む地図データを作成することとした．地図デザインの手順は概ね以下の通りである．1） 記号辞書，注記辞書の作成2） 描画スキーマの作成3） Kitの指定4） 凡例とスケールを含む初期画面の表示5） タイトル，サブタイトルの作成と配置6） 手動による，注記等の再配置7） 地図データの外部出力図6は，図3に示した幾何属性などを使用して簡易的なバッファリングを行い，道路縁から10mの範囲にかかる建物の分布図を示している．

ここでの学習達成目標は，データ取得や空間解析を通じて得られた地理空間データを，地図編集という手段で，利用者にとって意味のある情報に変換す

る方法を，理解することである．

１１．知識領域間の関連性Gittokはall-in-oneのソフトなのでGITが含む知識

領域同士の関連性が理解しやすい．例えば，モデリングとデータ取得の間は応用スキーマがつなぐ．モデリングとは応用スキーマを設計することであり，データ取得はそのスキーマに従ってKitを作成することである．データ取得と管理の間はKitがつなぐ．取得したデータを元にメタデータを作成し，両者をジオライブラリーに保存しておくことによってKit

の検索ができ，その更新，解析，交換，そして地図表現が可能になる．解析の結果は地物の属性としてKitに追加され，管理される．Kitを始めとする様々なデータは内部形式をとるが，XML文書として符号化され，受け手によって復号化される．さらに，Kit

に描画スキーマを適用すれば，地図の表現ができる．以上の事柄を学生が理解することによって，自分が行っていることが，知識体系のどこに位置づけられ，どのような領域の影響を受け，また与えるのかを考えながら学習ができるようになるであろう．

１２．今後の展開現在，GIT BoKを踏まえ，国際的な規則である地

理情報標準の思想を導入したall-in-oneの教育支援ソフトは極めて少ないが，一方で，GITは，広く社会に浸透しつつある．このような情況下で，初学者が，この分野の全体像を俯瞰した上で，個々の興味と要求に応える，より深い学習や実務を行えるようにすることは，意義のあることと考えられる．現在，gittokはフリーなオープンソースソフト

（GPLライセンス） としてWeb上に公開しているが（https://github.com/stinfodesign/gittok），これとは別にAir アプリケーションや関連する情報も公開している（http://stinfodesign.net/gittok/）．今後，寄せられたご意見に基づいた改良を加えると共に，テキスト等の英訳を行っているので，更に広い範囲で意見を求める予定である．さらに，現在，情報工学系の学部生を対象として実験的な講義を行う機会を得ているので，受講者の反応を見ながら改良してゆく予定図 6　地図表示の例

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である．特に教育効果の確認については，教育の以前と以後にアンケートを授業内で実施するなどして，効果の確認をすべきであるし，それぞれの授業ごとに行う演習結果を評価する仕組みを組み込むことも検討してゆきたい．

謝辞この研究開発は，科研基盤A「地理情報科学標準カリキュラムに基づく地理空間的思考の教育方法・教材開発研究」プロジェクト（代表：浅見泰司，東京大学）に設けられたGIT班（班長：久保田光一 ，中央大学）の中で，筆者が実施してきたものです．その間，浅見代表やGIT班の皆様（久保田光一，有川正俊，藤田秀之，古橋大地，黒川史子，尾崎隼一の各氏）をはじめ，森田喬先生や国土地理院など多くの皆様からご助言頂きました．これらの皆様，編集委員会，そして2名の査読者の方々に感謝致します．

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（2014年5月12日原稿受理，2014年8月27日採用決定，2014年9月30日デジタルライブラリ掲載）