日本経済学会 2014 年度秋季大会チュートリアルセッション 経済分析における GIS と空間データの活用法 2014.10.12 @ 西南学院大学 河端瑞貴 ( 慶應義塾大学 )
GIS と経済に関する学術文献数 Web of Science トピックサーチ gis economic* ( 文献数 ) 250 200 238 228 204 205 163 149 150 100 50 0 73 80 30 31 35 35 41 54 57 5 9 10 12 19 105 112 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 (2013 年 8 月 2 日現在 ) ( 年 ) 2
社会科学分野別 GIS 関連文献数と出現率 ( 文献数 ) ( 出現率 ) 350 0.10% 327 文献数出現率 300 0.08% 250 200 0.05% 0.06% 150 0.04% 100 0.02% 79 45 0.02% 50 0.01% 0.01% 0.00% 0.00% 0.01% 16 15 0 7 3 0.00% 経済学社会学政治学法学経営学心理学教育学 (2013 年 11 月 11 日現在 ) 出現率 =GIS 関連文献数 / 文献総数 3
GIS とは何か 内 容 経済分析に有用な主な GIS の機能 GIS 活用のポイント 空間データの選択 入手方法 ヘドニック分析を事例に GIS 活用法のデモンストレーション (ArcMap10.2 を使用 ) 4
GIS とは? Geographic Information Systems ( 地理情報システム ) 地理空間情報の地理的な把握又は分析を可能とするため 電磁的方式により記録された地理空間情報を電子計算機を使用して電子地図上で一体的に処理する情報システム ( 地理空間情報活用基本法 ( 平成 19 年法律第 63 号 ) 第 2 条 ) 学術界では Geographic Information Science ( 地理情報科学 ) ツールとしての地理情報システムから学問としての地理情報科学 5
地理空間情報 とは? 場所 ( 位置 ) に関する情報や こうした情報に関連付けられた情報 ( 国土地理院 ) 空間情報 空間データ 地理情報 地理データ はほぼ同義 地理 xx : 地表に関わる 世の中の情報の約 8 割は 地理空間情報 に相当するといわれる 例 ) o 地図データ ( 地形図 土地利用図など ) o 画像データ ( 衛星 空中写真など ) o 台帳データ ( 道路 河川など ) o 統計データ ( 人口 農業など ) 美味しい飲食店の一覧情報 ( 住所等の場所情報を含む ) 6
経済分析に有用な主な GIS の機能 空間データの視覚化 o 問題の把握 分析 プレゼンテーション o 地図 : 多くの情報をわかりやすく効果的に伝達できる媒体 空間データの加工 作成 o 位置情報をキーに様々な情報を統合 o 空間検索 選択 空間結合 ジオプロセシング 新しいデータを作成 (e.g., 変数として利用 ) 空間分析 o ネットワーク分析 ラスタ解析 空間統計 7
空間データの視覚化 : 地震危険度 2013 年建物倒壊危険度 ( 東京都 ) 町丁目単位 市区町村界第 7 回建物倒壊危険度 1 危険性が低い 2 3 4 5 危険性が高い 8
空間データの視覚化 : 地価 2014 年地価公示 ( 東京都 ) 9
空間データの視覚化 : 地価 (3D) 2014 年地価公示 ( 東京都 ) 10
地図 グラフ テーブルの連動 11
空間データの加工 作成 分析 距離 面積 重心を簡単に計算 さまざまな空間検索 選択 (cf. 属性検索 ) ~ と重なる ~ から一定距離内の ~ を含む ~ に含まれる ~ と正確に一致する ~ の境界線に接する ~ と線分を共有する ~ に重心がある 高度な空間分析 ネットワーク分析 ラスタ解析 空間統計など 東京都文京区の各郵便局から 400m の勢力圏 12
GIS を用いた地理的変数の例 最寄駅からの道路上距離 都心ターミナル駅までの距離 公園隣接ダミー 線沿線ダミー から半径 50m 以内の緑地面積 から半径 50~200m 圏内の商業施設面積 原発から半径 20km 以内ダミー 地震危険度 Hダミー 13
ArcGIS:OLS 標準化残差マップを自動出力 14
残差の空間的自己相関分析 ArcGIS [ 空間的自己相関分析 ] ツール 15
視覚化 : 残差のホットスポット分析 重要な変数を見つけ出すヒントに ArcGIS [ ホットスポット分析 ] ツール 16
ネットワーク分析 ArcGISのネットワーク解析機能 ルート検索 到達圏 ( カバーエリア ) の検出 最寄り施設の検出 ODコストマトリックスの作成 配車ルートの検出 ロケーション-アロケーション ネットワークデータが必要 17
GIS 活用のポイント GIS ソフトウェア プログラムの入手 o 所属機関のサイトライセンスの有無をチェック ArcGIS サイトライセンス導入大学 http://www.esrij.com/programs/arcgis-site-license/ (ESRI 社 HP 掲載順 ) o 国立大学法人 : 東京大学 筑波大学 北海道大学 新潟大学 京都大学 滋賀県立大学 東京農工大学 政策研究大学院大学等 o 私立大学 : 慶應義塾大学 立命館大学 酪農学園大学 中部大学 摂南大学 大阪経済大学 東京情報大学 東京農業大学 青山学院大学等 o 無料 :GeoDa MANDARA Quantum GIS R 等 o 有料 :ArcGIS Mapinfo SIS 等 18
GIS 活用のポイント ( つづき ) 目的に適した空間データを選択 取得 GIS 習得の機会 o 身近に GIS のエクスパートをおく ( 共同研究者 学生など ) o テキスト 講習会 フォーラムなどを活用 19
空間データの選択 入手 多種多様な空間データが公開 販売されている どのような空間データがあるのか また目的に適した空間データを探し出すことは必ずしも容易ではない 20
空間データ選択のポイント 価格 : 無償 vs. 有償 提供形態 : オンライン CDROM など データモデル : ベクタデータ ラスタデータ ネットワークデータなど 提供形式 : シェープ形式 XML テキスト形式など 座標系 : 日本測地系 世界測地系 平面直角座標系 UTM 座標系など 加工の必要性 : 座標変換 アドレスマッチング 境界データとの結合 フィールド演算など 21
データモデル ベクタデータ XY 座標で構成する図形で表現した空間データ o ポイント ( 駅 地価ポイントなど ) o ライン ( 鉄道 河川など ) o ポリゴン ( 都道府県 土地利用区域など ) ラスタデータ縦 横に規則正しく配列されたセルを単位としてモデリング o 画像 土地利用 標高など ネットワークデータ o ネットワーク解析に必要 22
座標系に注意 地理座標系 ( 世界測地系 日本測地系など ) が異なると 同じ場所でも位置がずれる ArcGIS: 地理座標系が同一であれば 緯度経度や異なる投影法のデータは正しい位置で重なる 日本測地系と世界測地系の位置のずれ 23
ArcGIS: 座標系の扱いのポイント 必要に応じて座標系を定義 変換 座標系が定義されていない 座標系を定義 複数の空間データを使用する場合 座標系が同一であると 同一でない場合よりも地図描画や解析のパフォーマンスが向上 地理座標系が異なるデータ同士は正しい位置で重ならない 同一の地理座標系になるように座標系を変換 空間解析をする場合は 単位が距離である投影座標系 ( 平面直角座標系など ) を推奨 ( 単位が角度の地理座標系 ( 緯度経度 ) は面積計算などができない ) 24
空間データの取得 : 主な無償ダウンロードサービス e-stat( 政府統計の総合窓口 )( 総務省 ) http://www.e-stat.go.jp/ 国土数値情報 ( 国土交通省 ) http://nlftp.mlit.go.jp/ksj/ 基盤地図情報 ( 国土地理院 ) http://www.gsi.go.jp/kiban/ 東大空間情報科学研究センター (CSIS) の共同研究利用システム (JoRAS) http://www.csis.u-tokyo.ac.jp/ ESRI 社の無償データ o http://www.esrij.com/ 25
e-stat( 総務省 ): 統計 GIS http://www.e-stat.go.jp/ 無償 26
e-stat の空間データ 無償 DLできる空間データ 国勢調査 事業所 企業統計調査 経済センサス 農林業センサスなど 境界データ : 異なる座標系を DL 可能 日本測地系平面直角座標 世界測地系平面直角座標系 日本測地系経緯度座標系 世界測地系経緯度座標系 シェープ形式 G-XML 形式 27
e-stat: 活用のポイント 各統計表の主な項目のみ o 他の項目も必要な場合は JoRAS( 無償 ) 統計情報研究開発センター (Sinfornica 有償 ) などを利用 広範囲地域のデータが必要な場合 各地域ごとにデータ DL 統合する必要がある o JoRAS Sinfornica はより広範囲で DL 可能な場合がある 必要に応じて境界データと統計データを結合する必要がある o 加工作業が必要 28
国土数値情報 ( 国交省 ) 国土に関する基礎的な空間データセット 無償 http://nlftp.mlit.go.jp/ksj/ 29
国土数値情報の空間データ 無償 1. 国土 ( 水 土地 ): 水域 地形 土地利用 地価など 2. 政策区域 : 行政区域 DID 人口集中地区 小学校区 三大都市圏計画区域 条件不利地域など 3. 地域 : 施設 地域資源 観光 保護保全など 4. 交通 : 高速道路時系列 鉄道 駅 空港 パーソントリップなど 30
国土数値情報 : 活用のポイント シェープファイルで DL できる ArcGIS ですぐに使える 土地に関する情報などは古い年次から時系列で整備 経年変化を分析できる o 地価 : 昭和 58 年 ~ 最新年次まで整備 注意 : 座標系が定義されていないデータは座標系の定義が必要 ( 通常は緯度経度の地理座標系 ) 必要に応じて投影座標系に変換 31
基盤地図情報 ( 国土地理院 ) http://www.gsi.go.jp/kiban/ 無償 電子地図における位置の基準となる情報 縮尺レベル 2500/25000( 行政界 道路 河川 建物外周線など ) 数値標高モデル (5m メッシュ 10m メッシュ 250m メッシュ ) 測量の基準点 街区の境界線および代表点など 32
基盤地図情報 : 活用のポイント 道路 河川などの基盤的な地図 o 国土数値情報などで同類のデータを提供 ファイル形式 o XML 形式 JPGIS2.x 形式又は JPGIS2.x(GML) 形式で符号化 o ArcGIS で使う場合は変換作業が必要 ArcToolbox にインポートツールがある ( 国内対応パック ダウンロードツール ) 33
JoRAS: 東大 CSIS http://www.csis.u-tokyo.ac.jp/ 無償 34
JoRAS の空間データ 研究者 & 研究目的に限定 o 申請し 承認を得れば無料で DL 利用できる o 教員が研究代表者になれば学生も利用可能 35
JoRAS データセット https://joras.csis.u-tokyo.ac.jp/dataset/list_all 号レベルアドレスマッチングサービス CSIS 統計データベースサービス 人の流れデータシリーズ ZMapTownIIシリーズ ( 住宅地図 ) 国勢調査シリーズ 事業所 企業統計シリーズ 経済センサスシリーズ 統計情報シリーズ 国勢調査地図データシリーズ アメダスシリーズ 気象データシリーズ 天気図シリーズ GISMAPシリーズ RAMS-eシリーズ テレポイントシリーズ HD 地形データシリーズ マイクロジオデータシリーズ その他のデータセット 36
JoRAS: 活用のポイント 承認を得れば無料で DL& 利用可能 o 高価なデータ ( 住宅地図 道路ネットワークテ ータ ) o 研究者作成のデータを含む オンラインで申請 承認されれば約 1 週間で DL 可能 国勢調査などは統計情報研究開発センター ( Sinfornica) の有償データと同じ o e-stat よりも多くの項目をカバー o 国勢調査小地域のデータは都道府県単位で DL 可能 ( e-stat では市区町村ごと ) 37
ESRI 社の空間データ 全国市区町村界データ 無償 HP(http://www.esrij.com/) の 製品 データ製品 無償データ o サンプルデータとして無償で配布しているもの o 使用規定で許諾された範囲内でのみ使用可 38
経済学者の利用希望の多い空間データの主な入手先例 空間データ 国勢調査 データ / サービス名 政府統計の総合窓口 (e-stat) 提供機関 サービス名 総務省 無償 / 有償 備考 地図で見る統計 ( 統計 GIS) 国勢調査東大 JoRAS 無償提供元 :Sinfornica 土地利用 国土数値情報 国土交通省 無償 土地利用 3 次メッシュ 土 地利用細分メッシュなど 地価 国土数値情報 国土交通省 無償 地価公示 都道府県地価調査 数値地図 数値地図 日本地図セン 有償 国土地理院のデータ ター 鉄道 駅 国土数値情報 国土交通省 無償 鉄道 鉄道時系列 住宅地図 ZmapTownII 東大 JoRAS 無償提供元 : ゼンリン 道路ネットワーク マンション 拡張版全国デジタル道路地図データベースマンションデータマップ 東大 JoRAS 無償 提供元 : 住友電工システムソリューション要加工 リッツ総研有償分譲マンション時系列デー 39 タ
アドレスマッチング 住所情報の入った表 座標 ( 緯度経度など ) を付与 空間データ ( ポイントデータ ) を作成できる 40
アドレスマッチング ( ジオコーディング ) サービス 無償 CSVアドレスマッチングサービス http://newspat.csis.u-tokyo.ac.jp/geocode/ o 一般公開 o 精度 : 街区レベル ( 例 : 東京都新宿区西新宿 2 丁目 8) JoRAS 号レベルアドレスマッチングサービス o JoRAS 申請 承認の必要 ( 研究者限定 ) o 精度 : 号レベル ( 例 : 東京都新宿区西新宿 2 丁目 8 1) 有償 : さまざま ( ジオコーディングともいう ) 41
ヘドニック分析を事例とした 活用法のデモンストレーション ArcMap10.2 を使用 42
Thank you! JSPS 科研費 ( 基盤研究 (B))25285080 都市政策の経済分析における GIS と空間データの活用法 ( 研究代表者 : 河端瑞貴 ) の助成を受けました GIS 利活用の現状と問題点に関するアンケート調査では 多くの研究者にご協力いただきました ここに記して感謝いたします 43