WEBシステム開発のノーザンシステムサービス @ 岩手県盛岡市

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研究開発部

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研究開発部について

数学者ヴァーナー・ヴィンジと発明者でフューチャリストのレイ・カーツワイルにより提唱された技術的特異点は2045年までには到達されると予想されていますが、昨今の技術開発のスピードはその予想さえ覆そうという勢いがあります。

その技術発達のスピードに対応し、最先端のアカデミックな研究技術を最短経路で実用化するためには、各研究機関との連携や、各種学会等に参加・発表、オープンソース団体へのコミットメントを積極的に行い、アカデミックと実社会の橋渡しをしていくことが重要だと考えます。

弊社は実験及び検証と異分野の技術を掛けあわせ、世界で必要とされるシステムを築き上げることを目指します。

オープンデータとオープンソースGISによるWEB上での見える化

弊社で研究を行っている一例としてWEB GISによるデータ可視化をご紹介します。

1. Flash等のプラグインを用いないハイブリッド・インタラクティブ描画手法

昨今様々なデータがオープンデータとして公開されておりますが、CSVやExcel等のデータからある地域の時系列の遷移を直感的に把握して分析するのは困難です。

また、それらを直感的に把握するには地図やグラフによる可視化が必要ですが、通常、分析を行う場合はデスクトップPC上でGISソフト等を使用しなければなりません。さらにGISソフトは独特の概念や用語があり、習熟に時間がかかります。また、商用ソフトの場合は高額なものが多く、敷居が高いのが現状です。

その敷居を下げ、直感的に分析にするにはWEB上で誰でも操作できるシンプルなユーザーインターフェースで、またオープンソースを用いてコストを削減する必要があるという考えのもと、研究開発を続けています。

従来、古いブラウザでFlash等のプラグインを使用しないでインタラクティブな地図を表示したり、グラフを表示する場合、複雑な描画は非常に時間がかかり、現実的ではなく、静的な画像などによる表示の切り替えにせざるを得ませんでした。

Flashを利用する際、重大なセキュリティホールが多いため、環境によっては利用できない場合もあります。

今回紹介する手法はクライアントで性能上厳しい処理(膨大な数のジオメトリを選択する等)をサーバー上で代替して処理することにより、ブラウザが古い場合やプラグインを利用できない場合でもインタラクティブに地図とグラフを操作することが可能となります。

また、ブラウザがHTML5に対応した最新ブラウザであれば、ブラウザ上でリアルタイムにヒートマップを生成し、アニメーションが可能になるなど、機能を最大限に活かすことが可能になります。

オープンソースGIS
  • OpenLayers(クライアント:JavaScript地図表示ライブラリ)
  • PostGIS(サーバ:PostgreSQL用GISアドオン)
  • Mapnik(サーバ:地図生成ツールキット)

1.1. ハイブリッド・インタラクティブ描画例(サーバー上で選択された地物画像を生成する)

① OpenLayersで矩形描画
② PostGISで矩形範囲に含まれる地物を取得
③ Mapnikで地物の画像を生成
④ OpenLayersで画像を表示[ イメージレイヤー ]

1.2. ブラウザ上でのヒートマップアニメーション(分布密度)

HTML5対応ブラウザ上でのヒートマップ表示例(事業所の分布密度) ブラウザ上でのヒートマップアニメーション(分布密度)
HTML5対応ブラウザ上でのヒートマップ表示例(事業所の分布密度) ブラウザ上でのヒートマップアニメーション(分布密度)
HTML5対応ブラウザ上でのヒートマップ表示例(事業所の分布密度) ブラウザ上でのヒートマップアニメーション(分布密度)

2. 時系列アニメーションと時系列グラフの表示

行政区界等の地物単位で、時系列アニメーションを再生することで値の遷移を直感的に捉えることが可能となります。

また、一つの地物を選択してより詳細な時系列の推移をグラフとして表示できます。

高齢化率
高齢化率(2010年10月) 2010年10月
高齢化率(2015年10月) 2015年10月
高齢化率(2040年10月) 2040年10月
岩手県の高齢化率時系列推移

岩手県の高齢化率時系列推移

システム操作デモ動画

3.オープンデータの積極的活用

現在、都道府県単位や全国の市区町村の時系列データ取得しようとする際、最も情報量が網羅的であり、かつ信頼できるデータは政府が管理しているオープンデータになります。e-Statのデータは政府機関を横串してデータを取得できるため、大変便利です。また、将来のデータを推計する場合は、国立社会保障・人口問題研究所の将来推計人口を元に各種指数を元に計算し、2040年までのデータを推計します。

また、国土交通省や国土地理院のデータは行政区界データを取得したり、道路データが取得できるため、インタラクティブな領域判定や、到達圏域やカバレッジ分析に使用することが出来ます。

今回の分析で特に使用したオープンデータは以下になります。

オープンデータ
  • 地図データ:
    小地域shpデータ、道路shpデータ、男女5歳階級別人口shpデータ、介護事業所住所緯度経度データ
  • グラフデータ:
    世帯数・高齢化率・保険料・将来推計人口データ

4.サーバー上でのリアルタイム分析

クライアントだけでカバレッジの分析等、複雑な解析を行いたい場合は、古いブラウザでは実装が困難です。そこで、mapnik等、サーバー上のGISソフトにWEB上からリクエストを投げて処理させることで、古いブラウザでもほぼリアルタイムで処理することが可能となります。

介護事業所からの自動車での到達圏域及び65歳以上のガバレッジ図


65歳以上人口メッシュ(1k㎡)

事業所からの自動車で20分圏内到達圏域ヒートマップ

リアルタイムで高齢者人口メッシュと到達圏域ヒートマップを合成し、カバレッジ分析ができます。到達時間を変更したり、事業所の種別を変更してヒートマップを変更することも可能です。

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