地理情報学: 序論

「地理情報学」 (geographical information science)

1. 地理的分布をもつ情報を対象とする学問(工学)
2. 情報処理を手段とする地理学

わたしは、 研究者として売れるのは(2)の立場(のうちの気候・水文関係)だが、 (1)に類する技術の勉強にかけている時間が長い。 この授業では(1),(2)にわたって扱う。

情報と知識

区別するとすれば

1. 情報はflow、知識はstock
2. 情報は機械で扱えるもの、知識は人間固有のもの

客観的「情報あるいは知識」の意義

• 生物の進化--適応したものが生き残る(組み合わせとして)
• 人類の出現--身体よりも外部手段による適応(衣服、住居、火)
• ことばを使うこと--適応・不適応の経験を伝える
• 論理的・数学的な表現を使うこと (そうできない知識も重要ではあるが)
• 近代科学--仮説をたて、仮説に生存競争をさせること[K. Popper--哲学]
• 環境問題-- 「ぬい目のない地球」[島津康男--地球科学] 「認識の風景」[沢田允茂--哲学]、 「廃棄物めがね」[末石冨太郎--衛生工学]、 literate, numerate, ecolate [G. Hardin--生態学]

計算機の仕事と人間の仕事

• 今の計算機のほとんどは、ディジタル計算機
  • 2値論理(真か偽か)と、整数の処理が主
  • 連続量(実数)のデータは有限桁で近似(多くの場合、浮動小数点表現)
  • 定性的データは、多くの場合、整数(番号)の形にして処理
• 今の計算機のほとんどは、フォンノイマン型(プログラムを順次解釈実行)
  • 計算機の能力を最大に生かすには、計算手順を指示する言語 (Fortran, Pascal, Cなど)を使う。
  • 計算機の能力に余裕があれば、もっと人間の思考に近い形で指示し、 最適な計算手順も計算させることもある (言語としてはLisp, Prologなど、あるいは表計算ソフトウェアなど)。 ただしその裏のどこかで手順立て型のプログラムが動いている。
• 今の計算機は、まだパタン認識は苦手(研究課題の段階)
  • 計算機の定型処理能力と、人間のパタン認識能力の組み合わせが重要!
• 会話型処理とバッチ(batch)処理
  • 結果が短時間で出る場合、会話型のほうが仕事が進む。
  • 結果が長時間かかる場合、バッチ処理のほうが仕事が進む。

「地理情報システム」 (geographical information system, GIS)

システムということばのいろいろな意味

• 制御工学でのシステム--信号の入力、出力、フィードバック
• 熱力学での「系」--エネルギー保存などを考える「箱」
• 生態系
• 生物系統分類での「系統」
• コンピュータのソフトウェアのシステム、オペレーティングシステム
• 「情報を体系的に収集・維持・更新・利用する」というときの「体系」

GISの2側面

1. なかみ: 体系的に集められたデータ
2. わくぐみ: コンピュータソフトウェア

GISの構成要素

1. データベース(データを体系的に維持するわくぐみ)
2. 入出力、特に可視化

地理情報の流れの変化

かなり最近まで、地理情報解析に使われる数値データは、まず紙の地図上に 主題図(分布図)を作り、それをディジタイズしたものがほとんどだった。 たとえば、「国土数値情報」 [秋山(1995), 国土地理院(1994, 1998) 参照]の 大部分がそうだし、 「アトラス日本列島の環境変化」 を構成する主要部分である、北海道教育大学の 氷見山教授が中心となって作成した明治以後の土地利用データもそうである。 計算機で扱える数値データが先に作られ、必要なときだけ地図化されるのは、 気象データ、人工衛星による地球観測データ、などに限られていた。 (ただし、国勢調査などの統計の場合、紙地図からディジタイズするのは集計区画の 位置と形だけであり、統計数値そのものは地図を経るわけではない。)

ところが、最近急速に、基本的資料としてディジタルデータを作り、 紙の地図が必要な場合はそのデータから派生した形で作る、という流れに 変わってきている。 その中で、データ取得の段階では簡単に位置を決めることができる GPS[別記事参照]が、 加工の段階ではGISが重要な役割を果たしている。
[久保幸夫 (1996)の図4-1を参照。]

[地理情報学の目次へ]