Transcript Presentation file - 住宅・都市解析研究室

CSIS workshop on research agenda for spatial analysis
2003.2.22
地域の時空間予測と表現
東京大学 社会基盤工学専攻
清水英範
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１．はじめに ～ 自己紹介もかねて
● 専 門： 地域計画の高度化を目標とした
地域データの調査と解析（計画分析）
● 研究歴： 土地利用・交通モデル
衛星リモートセンシング画像解析
都市計画支援システム
時間地図（Linear Cartogram）
Neural Network 画像分類
GPSによる水準測量システム
動画像による車両動態解析
古地図による旧都市景観のVisualization
空間回帰分析、空間内挿
Area Cartogram
など 2
土木工学の計画分析研究を振り返ってみて
● 地図や統計データなどの地域データを作成する
● 地域データから地域の現状や問題点を探る
● その過程や結果を国民に分りやすく表現する
という地域計画の基本についての技術
（地理学的な技術？）
にあまり大きな関心を向けてこなかった？
プロジェクト分析（需要予測/評価）への社会的要請
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● 近年のGISの高度化と普及
● 地域データの流通システムの整備
● 測位・調査技術の進展
＋
● プロジェクト分析への社会的要請の低下
(研究者の意識には差があろうが)
地理学的な物の見方や
研究アプローチへの回帰
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２．計画分析とGIS、空間解析
■ 計画分析の目標
地域データの調査と解析から、地域の
諸現象の因果関係を分析し、そこから
地域の問題点やその解決の方向を
論理的に導くこと
空間解析が必要不可欠な所以
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■ 計画分析の最低限の目標（責務）
地域の現在、そして過去から現在まで
の変遷を、多くの人々が知識として共有
できるように表現すること
地域の歴史と現状を知り、
それを他の地域と比較すること無しに、
地域の将来像を議論することはできない
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GISと空間解析
地域の現在、そして
過去から現在までの変遷を、
多くの人々が知識として共有する
地域計画の根底を支えるという意味で
GISと空間解析の意義は
確固たるものになる
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■ 私にとっての空間解析の目標
GIS上の種々のデータを最大限に活用して、
１．任意の時点、任意の地点（地区）の
地域の様子を予測する（復元する）
地域の時空間予測
２．その結果や、そこから示唆される
地域の特徴を分りやすく表現する
地域の時空間表現
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３．地域の時空間予測
● 空間予測（内挿、補間）
・点データに基づく空間内挿
・面データの集計単位の変更（面補間）
● 時空間予測（内挿、補間）
・画像（グリッド）データに基づく時空間内挿
：
・地域科学、計量経済学などの
地域分析手法 → 多くは適用可能
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■ 私がいま必要だと思うこと
● GIS上のデータを最大限に活用して
地域の時空間予測を行う手法の
全体像を容易に俯瞰でき、
● 論理的に適度に厳密で、かつ
汎用性、実用性の高い
予測の手法（体系）の提示
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■ 交通需要予測の四段階推定法
土木の計画分析に根付いた予測手法の代表例として
● 発生・集中、分布、機関分担、経路配分という手順
→ ・ 全体像が分かりやすい
● 手法： 重回帰モデル、ロジットモデルなど
→ ・ 知的好奇心を適度に満足させる
→ ・ 汎用性、実用性、操作性に富む
● 実務への迅速な普及
● 研究の活性化 ← 科学としての弱点が明確で、
格好の研究対象、攻撃対象11
■ 私のとっての時空間予測（概念）の悩み (例）
● 誤差の空間相関の表現
Kriging ・・ covariogram ← stationary
空間回帰モデル ・・ ECM → non-stationary
● （社会的距離による）空間依存関係の表現
距離は説明変数なのかパラメータなのか？
例）
y  Xβ  u
1
ˆ
ˆ
ˆ

予測： yˆ f  Xf β  C V (y  Xβˆ )
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■ 私の願い
GISは地域の現在の姿、そして地域の
過去から現在までの変遷を私たちの眼前に
分りやすく提示してくれる道具
→ だからこそ、地域計画にはGISが
最低限必要なのである
という考え方を社会に定着させたい。
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全体像を容易に俯瞰でき、
論理的に適度に厳密で、かつ実用性の
高い時空間予測の手法（体系）が必要
多くの人に理解され、魅力的と思われ、
結果として応用研究が増える
地域計画の新展開 理論の精緻化など
（開かれた計画）
研究の活性化
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GISデータは
● ４次元(x,y,z,t)空間に定義され、また
● 限定された形式によって定義された、
● 主題をもったデータ群である
時空間予測の手法（体系）
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４．地域の時空間表現（visualization）
● Distance/Area Cartogram
● 地図の感性表現
● 景観の復元
● 立体表現
● 画像のスーパーインポーズ
● アニメーション（モーフィング)
● CGアニメーション（Walk/Fly-Through)
等々
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■ GISを用いた表現の面白さ
GIS上の複数のデータを巧みに利用した表現
● Cartogram ・・ 地図＋統計データ（or 距離）
● 画像のスーパーインポーズ ・・ 複数の画像
● モーフィング ・・ 複数の画像（特に時系列）
● Fly-Throughアニメーション ・・ DEM＋画像
奇想天外とも言えるような独創的、
画期的な表現手法はないものか？
・交通量、時間距離などの非対称データの表現
：
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■ 地域計画への利用において重要な視点
● 多くの人々の関心を誘う、
分りやすくて印象的な表現能力
● 議論や合意形成を円滑化する
on-demandでの迅速な表現能力
人間の知覚能力や錯覚をうまく利用する
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Fly-Throughアニメーション
DEM ＋ オルソ空中写真
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Fly-Throughアニメーション
明治時代DEM ＋ 五千分一東京図原図
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● 表現手法の難しさ（悩み）
Area Cartogram は限界か？
Cartogram 研究の面白さ
合致しない
社会的意義という観点からの
Cartogram に対する評価
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Continuous Area Cartogram
by Eihan Shimizu and Ryo Inoue
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市区町村別転入超過率（一都三県）
2000年
凡例
10%~
1%~10%
0.1%~1.0%
0%~0.1%
-0.1%~0%
-1%~0.1%
-10%~-1%
~-10%
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Continuous Area
Cartogram
2000
計算時間 約5時間 (1.8GHz)
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Dorlingの手法
2000
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清水・井上による手法
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５．まとめ
① GISは情報を４次元空間に貼り付ける道具である
② 地図や統計データ等は、断片的ながらも、その地域の
特徴を端的に表す情報である
③ したがって、GISならではと思える仕事で、また力を
発揮すべき仕事は、GIS上の断片的な情報から地域の
時空間をリアルに予測する（復元する）ことであり、その
結果を分りやすく印象的に表現することである、
④ ここに、空間解析の（社会からクリアに見える）明確な
貢献が期待され、これにより、地域計画にとっての
GISと空間解析の意義は不動のものとなる。
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