標高データ (SRTM)の表示、植生指数 (NDVI) の3次元表示

ここでは、GRASSというGISソフトウェアを使った簡単な演習を説明しています。GRASSではリモートセンシング画像も表示、処理できます。このページは、GRASSのGUIでの操作を説明していきます。

[GRASSのインストール、標高データを用いた地滑り危険度マップの作成]
[植生指数 (NDVI) の計算、表示]
[標高データ (SRTM)の表示、植生指数 (NDVI) の3次元表示]
[反射率、輝度温度、標高データを用いた土地被覆分類]
[QGIS, Rを用いた公示地価データの空間統計分析：空間的自己回帰モデル]
[QGIS, Rを用いた公示地価データの空間統計分析：静的な時空間モデリング]

本演習内容：

この演習で最終的に得られる画像

標高データ(SRTM)用のディレクトリの設定

上記で作成したNDVI画像に対し、標高データを与えて3次元表示する。今回は、Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)というNASAが公開している標高データを利用する。まずは、GRASSを一旦終了し、再起動させ、新たなディレトクリを作成していく。上記のLandsat ETM画像のUTM投影法とは異なり、

データベースとロケーションの指定：

GISデータディレクトリ:   C:\GRASS_data
プロジェクトロケーション:latlon（任意の名前で構わない）
Location Title:          PERMANENT

「デフォルト領域と解像度をセット」のボックスにはチェックを入れない。

新しいロケーションの作成方法を選択
EPSG (European Petroleum Survey Group) コードを指定
→　EPSGコード：4326（WGS84）を入力

使用する標高データ

標高データのインポート

「ファイル」→ 「ラスターデータのインポート」 → 「SRTM HGTインポート [r.in.srtm]」

現れた画面上で下記のように、入力画像を指定してインポートする。

[入力項目]

Name of SRTM input file : N34E134.hgt

Name of SRTM input file : N34E135.hgt
Name of SRTM input file : N34E136.hgt
Name of SRTM input file : N35E134.hgt
Name of SRTM input file : N35E135.hgt
Name of SRTM input file : N35E136.hgt

正しくインポートできたか、表示して確認する。

「Layer Manager」という画面：
「データ」というタブを開く
「latlon」→ 「PERMANENT」→ 「raster」→ 「N34E134」をダブルクリック

異なる範囲の複数の画像の合成（モザイク合成）

上記の標高データを接合するモザイク処理を行う。その前に範囲を指定する。

「設定」→「Computataional region」→「領域設定 [g.region]」

[入力項目]

「境界」 → 北端の値: 36 → 南端の値: 34 → 東端の値: 136 → 西端の値: 134
「解像度」→ 「2D grid resolution」: （例えば）0.0008

次に、モザイク処理を行う。

「ラスター」→「ラスターマップカリキュレータ」→「ラスターマップカリキュレータ [r.mapcalc]」

[入力項目]

出力：area1
式：if(isnull(N34E134), -1, N34E134)

出力：area2
式： if(isnull(N34E135), -1, N34E135)
出力：area3
式： if(isnull(N35E134), -1, N35E134)
出力：area4
式： if(isnull(N35E135), -1, N35E135)
出力：areas
式： max(area1, area2, area3, area4)

この処理後に、GRASSに既に用意された、SRTMに対応したカラーテーブルを適用する。

色付けの変更：

「ラスター」→「カラー調整」→「カラーテーブル　r.colors」

[入力項目]

「Map」→ Name of raster map(s)：areas
「Define」→ 「Name of color table」：「srtm」を選択

この時点で得られるSRTM画像を下記に示す（クリックすると拡大画像が表示される）。

座標系の変換：ETM+画像をUTM座標系から等経緯度座標系へ

「ラスター」→「ラスターマップの作成」→「Reprojection raster map from different GRASS location [r.proj]」

[入力項目]

「Source」→「指定したベクトルマップを含むロケーション」: ETM（NDVIを作成したロケーション）
「Source」→「指定したベクトルマップを含むマップセット」: PERMANENT
「Source」→「再投影するラスターマップ名」: ndvi
「エリア」→「Name for outpu raster map」: ndvi_latlon

この処理を実行してから、「Layer Manager」の画面下にある「データ」タブをクリックすると、上記の「ndvi_latlon」が生成されていることが確認できる。それをダブルクリックすれば、「レイヤー」のタブに「ndvi_latlon」が追加される。

3次元表示：鳥瞰図作成

「ファイル」→ 「3Dイメージのレンダリング [m.nviz.image]」

現れた画面上で下記のように指定する。

注意：出力ファイルをPERMANENTの下のrasterの中で指定すると、出力エラーになることがある。その場合には、PERMANENTの下に指定するようにすると正しく出力される。

[入力項目]

「曲面」→「標高のラスターマップ名」: areas
「曲面」→「色のラスターマップ名」: ndvi_latlon
「視点」→「視点位置」: 0.2, 0.8 （適宜、自分で変更してみよう）
「画像」→「出力ファイル名」: C:\GRASS_data\latlon\PERMANENT\ndvi_latlon_3D
「画像」→「グラフィックファイルフォーマット」: tif

最終的に得られる鳥瞰図の一例を下記に示す。高さはSRTMの標高データを表し、表面の色はNDVIの値を表している。NDVI画像の範囲が限られているため、NDVI画像が無い地域は表面が灰色で示されている。

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須﨑純一　京都大学大学院工学研究科社会基盤工学専攻空間情報学講座