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\title{閲覧者の意図に応じた動的なマップ生成システムの提案}
\author{廣瀬研究室 4年\\C1150369大谷宏行\\}
\date{}
\begin{document}

\maketitle
\vspace*{6.0cm}
\begin{center}
{\bf {\Large 概要}} \\
\end{center}
近年、自治体では、マップを利用し観光名所や公共施設の位置などをWeb上に掲
載している。これらは地域住民の生活がより良いものにするために作成している。
私は、山形県酒田市で公開されている地理
情報システムのマップ作成の活動に参加しマップ作成を行った。この活動を通し
てマップ作成の問題点が判明した。それは、画像や動画の加工処理やマップの確
認作業である。これらは手作業で行われており確認する量が多ければ多いほど時
間がかかってしまう。さらに、さかたまっぷを作成する方法では、地物データを複数のマップに利用するこ
とができないため同じデータの入力をマップごとに行わなければならなかった。また、マップ
は、閲覧者によって求める内容が異なる。そのため、それぞれの閲覧者の沿った
マップを作成しなければならない。これらより、私は、マップの地物情報を管理、
蓄積し、地物データを生成するシステムと山形県遊佐町の湧水を例に閲覧者に沿った動的なマップを
作成し提案する。(417文字)

\clearpage
\tableofcontents
\clearpage

\chapter{はじめに}
研究の背景について説明する。
 \section{背景}
 近年Googleマイマップ\cite{google}やuMap\cite{uMap}等でWeb上で独自にマップを作成するものがあり各種用途に利用されてい
る。例の一つとして観光マップがある。観光マップでは、地元の人、県外の人、外国の人などの立場によって求め
る内容が異なる。これまでは、地図を作る人の立場のみ考えられており、マップの閲覧者の立場が考えられ
ていない。そこでマップに閲覧者の視点を導入したシステムを提案する。マップ
は、アイコンやラインなどのオブジェクトが地図上に表示されているものをマッ
プとする(図\ref{map_obj})。
\begin{figure}[h]
  \centering
 \includegraphics[bb=0 0 500 350,scale=0.6]{figure/obj.pdf} 
  \caption{マップの例}
  \label{map_obj}
\end{figure}
%そこでビューを導入することで地図の閲覧者の立場によって内容が異なる地図を生成できる
%システムを提案する。

 \section{既存研究}
マップに関した既存研究は以下のようなものがあった。
 濱村らは、災害時の避難支援情報を閲覧、登録することが
できるあかりマップを作成し有効性を示している\cite{weko_147414_1}。あかりマップを用い
地域住民と学生が実際に町を歩きながら防災マップを作成する実験を行い、
地域住民しか知り得ない情報の入力や災害への意識を高める機会になったことが示されている。\par
 田島ら\cite{田島祥2018S41048}は、スマートフォンを活用した「防災マップ作成
 支援システム」を開発し、GPSと連動した情報登録の有効性が示されている\cite{田島祥2018S41048}。\par
 %田口ら\cite{田口仁2015}は東北地方太平洋沖地震の際に各企業、団
 %体が公開したマップの形式を統一しデータベースでの管理を行った。このデータ
 %ベースより必要なマップを抽出し組み合わせることの有効性を示している。
 
 \chapter{マップ作成の問題点}
 マップ作成の問題点をあげる。
 　\section{さかたまっぷでの活動}
 さかたまっぷの活動を例に問題点をあげる。
 　　\subsection{さかたまっぷ}
 さかたまっぷ\cite{sakatamap}とは、山形県酒田市で公開されている酒田市地理情報システムの
 ことである(図\ref{sakamap})。地域住民にとって必要な防災関連のマップや公共施設のマップ等
 が公開されている。また、2014年度よりさかたまっぷでは東北公益文科大学(以下、本学)
 と連携し本学の学生の視点を取り入れたマップを作成し公開をしている。2014年度から
 2015年度では、ランニングコースや冷たいラーメンマップなどの酒田市に親し
 みのあるマップを作成した。2016年度は、酒田市の小中学校の通学路安全マッ
 プを学区ごとのマップと学区統合版のマップの２種類を作成した。この活動を
 通して通学路安全マップは、各小中学校が独自に紙媒体で作成していること判
 明した。また、少子高齢化に伴い酒田
 市では、小中学校の合併が行われているが作成されていた通学路安全マップが使
 用されずに破棄されてしまうことがわかった。そのため、既存の紙媒体のマッ
 プを利用しマップの電子化をし保存するという側面もあった。\par2018年12月時点で酒田市が作成した23種類のマップと本学学生が作成した48種類のマップ掲載されており合計で
 71種類のマップが掲載されている。
\begin{figure}[h]
  \centering
 \includegraphics[bb=0 0 700 600,scale=0.5]{figure/sakatamap.pdf} 
  \caption{さかたまっぷ}
  \label{sakamap}
\end{figure}

 　　\subsection{さかたまっぷでのマップ作成手順}
 さかたまっぷでのマップ作成手順は以下の通りである。
 \begin{enumerate}
  \item テーマに関する取材と撮影
  \item 画像・動画の加工処理
  \item uMapを利用しマップを作成
  \item 誤字脱字等の確認
  \item データの変換を行い酒田市に提出
 \end{enumerate}\par
 施設や店舗に取材と撮影許可をとり現地で写真の撮影または、動画の撮影を行
 いマップに使用するデータを集める。この写真・動画をマップに使用する形式に変換をする。写真には、撮影物の緯度と経度を埋め込みリサイズ
 をしマップ利用に適切なサイズにする。写真は、編集を行い伝えたい部分のみ
 にし可能な限り短くする。こ
 れらのデータをuMapを使用しマップを作成する(図\ref{uMap})。uMapは、地図上にオブジェク
 トを配置をする。オブジェクトには、それぞれの地点に関する説明文や写真・動画を添付する。その後、誤
 字脱字等の間違いがないかを確認しさかたまっぷで利用可能な形式のKMLとJPGファイル
 にし提出する。KMLは、地物情報をXML形式で記述するものでタグを利用し表
 している。JPGファイルは、1670万色を表現することができファイルサイズが小
 さいのが特徴である。また、 一度圧縮すると元に戻すことができない非可逆圧
 縮であるため元写真を残さなければならない。
\begin{figure}[h]
  \centering
 \includegraphics[bb=0 0 900 600,scale=0.4]{figure/uMap.pdf} 
  \caption{マップの作成例}
  \label{uMap}
\end{figure}
   \subsubsection{写真の加工処理}
写真にまず行う加工処理は、位置情報の埋め込みである。
   位置情報とは、写真に埋め込まれた緯度と経度の情報のことを指す。写真の撮影物の緯度・経度
 の値を埋め込むことにより、撮影物がどこにあるかを位置情報を確認すること
 でわかるようになる。これにより、担当者以外も位置情報を確認することでど
 こで撮影された写真なのかがわかり、誰でもどこで撮影されたかが確認できる。位置情報の確認は、写真の撮影日や撮影時間の情報が書き込ま
 れているExef情報を見ることで確認することができる。\par
 さかたまっぷでは、撮影物の位置を確認することに利用するため撮影物の位置
 情報を埋め込む必要がある。位置情報の埋め込みは、携帯端末のGPSの取得機能
 で緯度経度を取得し写真に位置情報を埋め込むことができる。しかし、この機
 能では、撮影物の位置情報ではなく撮影位置の位置情報が埋め込まれてしまう
 ため利用することができない。そのため以下の作業を行う
 。
 \begin{enumerate}
  \item 国土地理院地図で撮影物の緯度と経度を調べる
  \item 位置情報の埋め込む
  \item 確認
 \end{enumerate}\par
 これらの作業は、写真一枚ずつ行うため写真の枚数が多ければ多いほど作業時
 間がかかってしまうという問題がある。また、写真には、地理情報埋め込み後にリサイズを行う。リサイズは、写真のファイルの容量を変更
 することである。これは、現在の写真は、容量が大きすぎ、写真をマップに使
 用した際に読み込むのに時間
 がかかるため行う。

 \subsubsection{uMap}
uMapは、誰でも自由に地図の編集ができ地図の利用ができるOpenStreetMap(OSM)をベースマップとしマップを作成することができるオープンソース
のWebアプリケーションである。地図上にアイコンやラインなどのオブジェクトを配置し自由にマップ
を作成することができる。また、作成したマップの地物情報をエクスポートしダウンロードすることができる。ダウンロードできる形式は、GeoJSON、uMap、GPX、KML
がある。酒田市に提出する形式のKMLがあるため使用しやすい点があげられる。
%uMapでは、マークダウンが導入されてており画像・動画の添付も容易である。
さかたまっぷの作成では、マップのURLを共有することでマップ作成者以外も編集
することができ、作業グループ内で共有し作業が行える。このようにURLで共有できるため作業の共有ができグループで行う場合に適している。
 
% \subsubsection{写真のリサイズ}
%  リサイズとは、写真のサイズを小さくすることである。現在の写真は、〇〇ｐ
%  ｘであり、これをマップに使用した場合は、読み込みに時間がかかってしまう。
%  そのためリサイズをしサイズを小さくすることで対応する。 



　　%\subsubsection{GeoTag}
　%写真に位置情報を埋め込む
   %\subsubsection{KML}
   %地理空間情報をXML形式で記述したもの。XMLは、タグを使い構造化すること
 %ができる。
   　%　\subsubsection{JPG}
  %1667万色を表現することができる。また、 一度圧縮すると元に戻すことができない不可逆圧縮である。
%Joint Photographic Experts Group

 　　\subsection{さかたまっぷであげられた問題点}
上記であげたマップ作成手順より問題点が明らかになった。それは、uMapで作成したマッ
 プの同一地点を複数のレイヤに利用することである。複数のレイヤに利
 用した場合その地点に更新があった際には、すべてに適応しなければならず更新作
 業が困難になってしまう問題点が判明した。\par
 マップは、閲覧者の立場によっ
 て求める内容が異なる。閲覧者がどのような内容のマップを求めているかに対
 応し、マップの利便性をあげる必要があることがわかった。uMapでは、閲
 覧者に応じてのマップの種類に応じてすべて手作業でマップを新規に作成しなければならないた
 め既存のデータを利用した新たなマップ作成方法が必要となった。
 また、画像・動画の加工処理を手作業で行っており、画像・動画の数が多くな
 るほど時間がかかってしまう問題があった。

 　 \section{マップの問題点}
 上記であげたマップ作成での問題点をまとめる。
\begin{itemize}
  \item 同一地点を複数のレイヤでの使用
  \item 閲覧者に応じたマップの作成
  \item 画像・動画の加工処理の自動化
\end{itemize}
このような問題点が判明した。

\chapter{システムの提案}
 \section{目的}
 本研究では、閲覧者の立場を導入した、動的なマップを作成するシステムを提案
 する。今回は、遊佐の湧水のマップを作成する。また、地物データを管理し、
 様々なマップに利用できるようにする。地物データは、マップ上に表示されるアイコンやポイントのデータのことを指す。
  \subsection{動的なマップ}
動的なマップとは、地点に近づくとポップアップが表示されるものを指す。
また、1回目に近づいた時と2回目に近づいた時の内容が異なるようにする。これ
は、マップ閲覧者がその地点に行った回数によって内容を変えることによって閲覧者の
立場を導入する。

  \subsection{遊佐の湧水}
山形県遊佐町にある遊佐駅付近の湧水のことである。遊佐町は、ゆざ湧水散歩
としパンフレットを作成している。
 \section{システムの概観}
 システムの概観は以下のようになる(図\ref{sys})。
 入力者がマップの地物データを作成し、このデータをデータベースで管理する。
 マップ作成者が求める地物データをデータベースより抽出し、地物レイヤ群を
 作成する。これをマップのレイヤとし使用することでマップを生成する。地物
 レイヤ群は、地物データの集合体である。
 % \subsection{地物情報と地物レイヤ群}
  % 地物データとは、マップ上に表示されるアイコンやポイントのデータのこと
  % を指す。地物レイヤ群は、地物情報の集合体であるとする。
   %地物データ群ををマップのレイヤとし使用することでマップ上にオブジェクトが表示される。
 \begin{figure}[h]
  \centering
 \includegraphics[bb=0 0 477 450,scale=0.6]{figure/sys_gaikan.pdf} 
  \caption{システムの概観}
  \label{sys}
 \end{figure}

\chapter{システムの開発}
 %\\section{開発環境}
% 開発で利用したものは以下の通りである。
%  \subsection{Ruby}
%オブジェクト型スクリプト言語でありオープンソースである\cite{ruby}。
%  \subsection{Leaflet}
%  Web上に地図を生成できるJavaScriptのライブラリである。地図を生成しアイ
%  コンやラインを地図上に作成することができる\cite{leaflet}。
%  \subsection{JavaScript}
%  オブジェクト指向スクリプト言語である。動的なWebページの構築に使われる。
%  マウスをクリックした際の処理やカーソルを重ねた時の処理などを行うことが
%  できる\cite{JavaS}。
%  \subsection{GitBucket}
%  GitのWebプラットフォームであり、オープンソースである\cite{GitB}。

 % \subsection{SQLite3}
 %オープンソースの関係データベース管理システム(RDBMS)である\cite{SQLite3}。
%サーバーを必要としないのが特徴である。

%  \subsection{地物情報の入力}
% 入力フォームのマップ上にオブジェクトを表示させる位置をクリックし指定す
%  る。その後、地物にあてはまる属性を選択するこれらのデータをデータベー
%  スに挿入する。また、画像や動画がある場合は、適切な処理を行いGitBucket
%  で管理をする。これは、URLが固定されるためマップに利用することができる
%  ようになるからである。
\section{マップの生成する方法}
マップの生成方法について説明する
  \subsection{マップの生成\label{geojson}}
  マップの生成には、 Web上に地図を生成できるJavaScriptのライブラリであるLeaflet\cite{leaflet}を使用する。Leafletは、GeoJSONファイルを読み込み地図上にアイコンやラ
  イン等のオブジェクトを表示させることができる。GeoJSONファイルには、オ
  ブジェクトそれぞれのデータがある。それは、オブジェクトの種別と座標が
  ある。これがなければマップ上にオブジェクトを配置することができな
  い。また、GeoJSONファイルには、マップにした際にポップアップで表示させ
  る内容も含まれている。この内容は、オブジェクトの一般名称、住所、コメン
  トがある。しかし、これだけでは、目的である閲覧者の立場を導入することが
  できない。また、管理した後にデータの抽出を行う際にどのデータが何に関す
  るものかがわからないため抽出ができない。よって閲覧者の立場が含まれたデー
  タと何に関するデータかを明確にする必要がある。そこで、何に関するデータ
  かを明確にするためにマップの種別をを導入する。また、閲覧者の立場を導入
  するために属性と属性値を導入する。属性で分類わけをし、属性値で、属性に
  あった細かい内容を記述する。\par
  このようなGeoJSONファイルを作成し、地
  図上に表示させることでより目的が明確になったマップが作成され、閲覧者の
  意図を導入することができる。

  \section{地物データの管理システム}
 地物データの管理システムについて説明する。   
   
  \subsection{地物データの管理}
\ref{geojson}であげたマップに使うGeoJSONファイルのデータを管理する。管理
  には、検索、蓄積、修正ができるデータベースを利用する。データベースには
  様々あるがカラムの制約が緩いSQLite3を用い、様々な属性に対応する構造に
  した。構造は図\ref{er}のとおりである。\par
  各tebleのenameは、ユニークキーでありそれぞれのtebleをつなげるようにしている。
  mapitemは、地物情報の基本情報を表す。基本情報とは、地図上に表示する際
  に必要な一般名称、緯度、経度、住所のことである。maptypeは、地図の種別
  を表し地物データがどのマップに関するデータを表す。maptypeでは、地物データが何に関するマップの地物データなのかを示す。attributeは、属性名とその値を表す。objectは、地物データのオブジェクトの種類と地物データをGeoJSON形式で表わした地物データを格納する。  
%オブジェクトの種別によって書き方がことなる。だからjsonvalにそのままJSON
  %形式で挿入する。
\begin{figure}[h]
  \centering
 \includegraphics[bb=0 0 400 600,scale=0.6]{figure/er.pdf} 
  \caption{データベースの構造}
  \label{er}
\end{figure}
  % \subsection{正規化}
% \subsection{第一正規化}
% \subsection{第二正規化}
% \subsection{第三正規化}

     
     \subsection{地物情報の抽出}
データベースで管理しているattrとvalueの属性を利用しマップ作成者が求める
データをデータベースより抽出する。抽出は、Rubyに標準でインストールされて
いるruby-sqlite3を利用する。ruby-sqlite3は、SQLite3に接続することができ
tebleの作成やデータの挿入、抽出、削除などをすることができる。\par
抽出後は、マップの生成に使用するGeoJSON形式に変換する。このGeoJSONは、データベー
スのname、addr、maptype、attr、value、object、jsonvalを使用する。GeoJSON
ファイル作成後の管理は、GitBucketで行う。GitBucketは、バージョンを管理
をするGitのWebプラットフォームであり、URLを固定化することができる。この
固定化したURLは、マップ生成時に利用しデータを取り込む。このようにURLを利
用するためURL変更されてしまう場合は、変更ごとにマップ生成時に使用したURLを変更しなけ
ればならなくなってしまうためURLの固定化は必要である。


%これにより、夏の観光マップや冬の観光マップなどのマップを作成することができる。\par
%下は利点の話
%このように管理した地物情報を利用することでをマップ作成者の意図がより反映
%されたマップを作成することができる。また、マップ閲覧者も目的のマップを探
%しやすくなる。
 
%\subsection{マップの生成}
% Web上に地図を生成できるJavaScriptのライブラリであるLeafletを使用する。
% Leaflet\cite{leaflet}は、GeoJSONファイルを読み込み地図上にアイコンやラ
% イン等のオブジェクトを表示させることができる。
 
  \section{遊佐の湧水マップの作成}
  遊佐の湧水マップについて説明する。
  \subsection{遊佐の湧水マップ}
  山形県遊佐町の遊佐駅付近にある湧水を表したマップである(図\ref{yuza})。このマップには、
  湧水の位置を表すポイントとマップ利用者の位置を表したポイントが表示され
  る。湧水のポイントを選択することで湧水の名称のみがポップアップされる。この
  アイコンにマップ利用者のアイコンが近づくことで湧き水の情報が追加された
  ポップアップが表示される。この表示内容は、1回目、2回目、3回目とマップ
  利用者が湧水のポイントに近づいた回数によってポップアップされる内容が変わる動的なマップである。
\begin{figure}[h]
  \centering
 \includegraphics[bb=0 0 900 600,scale=0.4]{figure/uMap.pdf} 
 \caption{遊佐の湧水マップ}
  \label{yuza}
 \end{figure}
  \subsection{位置データの取得方法}
マップ閲覧者の携帯端末のGPSの取得機能を利用し利用者の位置情報を取得する。
  位置情報は、利用者の位置情報を取得することができるGeolocation APIを使
  い取得する。この取得結果をマップに反映しマップ利用者の位置情報をマップ
  上に表示させることができる。

  \subsection{地点付近を通った回数の判断方法}
  マップ利用者の位置情報がアイコン位置とアイコンが一定範囲内に近づいた回数を
  Webブラウザのlocalhostに保存する。このlocalhostより近づいた回数を判定
  することができる。
  % \subsection{GPSとは}
 

\chapter{結論と今後の展望}
 結論と今後の展望を述べる。
 \section{結論}
 地物データをデータベースで管理することができた。また、遊佐の湧水を題材に動的なマップを作成することができた。
 \section{今後の展望}
 遊佐湧水マップは、独自に作成したGeoJSONファイルを使用している。今後はデー
タベースより作成したGeoJSONファイルを使用するように変更する。また、遊佐
湧水マップを運用し改善点や有効点を明らかにする。\par
現在は、遊佐湧水マップのようなマップのみにしか対応できていないためデータベースより生成した地物レ
イヤを使用し作成できるマップを増やす。


\bibliographystyle{junsrt}
\bibliography{otani}
\end{document}