測地学
測量士の小屋には、測地学に使用される機器が展示されている

ジオマティクスは、 ISO/TC 211規格シリーズにおいて、「地理データまたは地理情報の収集、配信、保存、分析、処理、提示に関する分野」と定義されています。[ 1 ]別の定義では、地理（地理空間）データの収集、統合、管理に関わる製品、サービス、ツールを指します。[ 2 ]測量工学は、かつてジオマティクス工学の一般的な名称でした。この用語は、ユネスコの生命維持システム百科事典によって、空間データの解釈と伝達を専門とする技術地理学の分野に分類されました。 [ 3 ] [ 4 ]ドイツでは、この分野を表す際に「測地学と地理情報学」または「測地学と地理情報」が一般的に使用されています。また、地理空間工学はジオマティクス工学の別名です。

歴史と語源

この用語は、1960年代末に科学者ベルナール・デュビュイソンによってフランス語（「géomatique」）で提案されました。これは、当時の測量士と写真測量士の仕事の最近の変化を反映するためでした。[ 5 ] 1971年6月1日、フランス公共事業省が政府内に「地理情報学常設委員会」を設立する覚書の中で、「地理情報学」という言葉が初めて使用されました。 [ 6 ]

1982年4月に開催されたカナダ測量学会（現在はカナダ地理情報学協会として知られている）の創立100周年記念会議で、フランス系カナダ人の測量士ミシェル・パラディが基調講演を行い、この新しい分類法が英語でもさらに普及した。 [ 7 ] [ 8 ]パラディは、20世紀末には地理情報へのニーズが歴史上前例のないレベルに達するだろうと主張し、こうしたニーズに対応するためには、土地測量の伝統的な分野と、データの取得、操作、保管、配布の新しいツールと技術の両方を新しい分野に統合する必要があると主張した。[ 9 ]

この用語はカナダで生まれ、その後、国際標準化機構や王立測量士協会などの公認政府団体によって採用されるようになりました。[ 10 ] [ 11 ]米国などの他の多くの国際機関は、 「地理空間技術」という用語を好んで使用しており、これは「地理空間情報通信技術」の同義語として定義することができます。

地理情報学の種類

ジオマティクス（地理情報学）は、地球表面を解析するために使用されるツールと技術を包括する用語です。これらには、土地測量、リモートセンシング、海図、地理情報システム（GIS）、その他関連する地球地図作成の形態が含まれます。一部の科学者や研究者は、漠然とした概念の形成を避けるため、ジオマティクスを測量と工学の観点から地理情報に限定しようとしています。 [ 12 ]ジオインフォマティクス（地理情報科学）は、代替の包括的な用語として提案されていますが、ジオマティクスと同様に、その普及度は国によって大きく異なります。

土地測量

土地測量の方法論には、地上の点の測定と分析が含まれます。これらの測定値は、点の角度、距離、高さに関する情報を伝えます。[ 13 ]測量は、現在の法的財産へと発展した土地の境界を確立するのに役立った芸術であり科学であるとしばしば考えられています。[ 14 ]

土地測量は、土地区画整理の計画や設計、土木工学、建設に深く関わっています。[ 14 ]

地理視覚化

ジオビジュアライゼーションは、地図作成とコンピュータサイエンスを融合させ、空間データを生き生きと表現します。インタラクティブなツールと技術は、探索を支援し、最終的な結論を伝えるのに役立ちます。そのため、従来の地図とは異なり、知識構築のプロセスが重視されます。[ 15 ]これらは、 3Dモデル、タイムラプスアニメーション、加工画像などの形で提示できます。 [ 16 ]

コンピュータ処理により、ユーザーはフィルターデータレイヤーを通じて視覚パラメータを素早く変更することができ、静的な紙の地図に比べてより鮮明な画像を生成することができます。[ 17 ]地理情報科学に関しては、地理情報科学エンジニアが生データを収集し、地理視覚化によってこの情報を容易に理解できるようになります。[ 16 ]

TruFlite を使用して生成された峡谷地帯の画像。標高に応じて緑、青、黄色の色合いが表示されます。 - Martin D. Adamiker
TruFlite を使用して生成された峡谷地帯の画像。標高に応じて緑、青、黄色の色合いが表示されます。 - Martin D. Adamiker

水文地理学

関連分野である水文地理学は、海面上、海面上、または海面下、あるいはその他の水域で行われる測量作業に関連する分野をカバーしています。この分野は、16世紀半ばに造語された「水路測量」という別名で、より一般的には「水路測量」として知られています。 [ 18 ]

水文地理学の先駆者の一人にアレクサンダー・ダルリンプルがいる。彼は最初の水路測量士であり、1795年に英国海軍に任命された。彼の仕事は航行用の海図を作成・印刷することで、海軍と商船の船舶航行に貢献した。[ 19 ] [ 20 ]ダルリンプルの歴史は、この分野が持つ基礎的な戦闘的つながりと直接結びついており、現代では軍事監視から海洋生息地の保全まで、水文地理学のより多くの側面を網羅するように範囲が広がっている。[ 21 ] [ 22 ]英国水路部（UKHO）が1795年に設立された後、米国海軍天文台水路部（USNO）が1854年に正式に設立され、安全な航行、世界的な海運、防衛への道を開いた。[ 23 ]

米国の政府機関である国立海洋大気庁（NOAA）は、水文地理情報学／水路測量の応用例の一つです。水中の地形（または水深測量）が求められており、マルチビームソナーなどの一般的な地理情報技術を用いて海底地図を作成しています。[ 24 ]

健康地理情報学

健康地理情報学は、位置と健康の重要な関係についての理解を深め、疾病予防などの公衆衛生業務や、より良い医療サービス計画に役立ちます。[ 25 ]重要な研究分野は、救命活動の計画におけるオープンデータの使用です。[ 26 ]

鉱業地理情報学

鉱業地理情報学は、鉱業に特化した地理情報学の一分野です。鉱業環境における物体や現象に関する空間データの取得、処理、分析に焦点を当て、鉱業活動における監視、モデリング、予測、可視化、意思決定を支援します。[ 27 ]鉱業地理情報学の発展は、専門教育や現代の鉱業のニーズに適応した専門能力の育成とますます密接に結びついています。[ 28 ]

かつては「測量学」「測量工学」「地形学」といった名称だった大学の学部の多くが、「地理情報学」や「地理情報工学」といった用語に名称を変更し、「空間情報技術」などのプログラム名に変更している。[ 29 ] [ 30 ]

1990 年代以降の地理情報科学の急速な進歩と可視性の向上は、コンピューターハードウェア、コンピューター サイエンス、ソフトウェア エンジニアリングの進歩、および航空機および宇宙観測のリモート センシング技術によって可能になりました。

全球衛星航法システム（GNSS）の軌道と比較
全球衛星航法システム（GNSS）の軌道と比較

全地球航法衛星システムは、地球全体をカバーする地理空間システムの集合体です。この技術は、通信からモバイルナビゲーションまで、様々な用途に利用されています。[ 31 ] [ 32 ]現在運用されている6つのGNSS衛星群は、米国のGPS運用衛星群、ロシア発のGLONASS（Global Navigation Satellite System ）、欧州のGalileo、中国のBeiDou/Compass、日本の準天頂衛星システム（QZSS）、そしてインドの地域航法衛星システム（IRNSS）です。

測地工学

トータルステーションを使用する測量士

地理情報工学は、空間情報（つまり、位置を持つ情報）に焦点を当てた、急速に発展している工学分野です。 [ 33 ]位置は、空間分析と視覚化のために非常に幅広いデータを統合するために使用される主要な要素です。地理情報工学エンジニアは、陸地、海洋、天然資源、人工物に関する空間情報を収集および分析するためのシステムを設計、開発、運用します。[ 34 ] [ 35 ]地理情報工学エンジニアは、工学原理を空間情報に適用し、計測科学を含むリレーショナルデータ構造を実装することで、地理情報学を使用し、空間情報エンジニアとして活動します。地理情報工学エンジニアは、ローカル、地方、国、およびグローバルな空間データインフラストラクチャを管理します。[ 36 ]地理情報工学には、コンピューター工学、ソフトウェア工学、土木工学の側面も含まれます。[ 37 ]

空間統計

地理情報エンジニアの仕事には、空間データと統計の分析が含まれます。[ 38 ]この情報は「空間的にインデックス付けされた依存構造」をモデル化します。これは、独立した同一分布のデータセットという概念に反するものです。[ 38 ]これは地理空間分析とも呼ばれ、地理空間内の特定の場所に関する情報です。この分野で地理情報エンジニアが行う分析は、調査対象に応じて実用的な洞察を提供します。[ 39 ]

区画整理計画

地理情報技術者は土木技術者と協力してGNSSや高精度機器を活用し、ある地域の法的境界や地理的境界を決定します。[ 40 ] [ 41 ]生データは地理情報システム（GIS）データベースで処理され、その後、チームによって情報源として使用されます。

最適なレイアウトを評価するために、提案された設計は、氾濫原、湿地、急斜面などの制約データに照らして検証されます。[ 42 ]区画図が作成されます。これは、境界、寸法、および関連する区画を示す法的に記録された地図です。[ 43 ]

インパクト

地理情報科学とそれに関連する技術は、気候変動対策、人口健康、海洋活動においていくつかの画期的な進歩を遂げてきました。[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]この応用は特に写真測量法で顕著で、地理情報科学で利用された画像は3Dモデルに変換できます。[ 47 ]さらに、地理空間技術のデータは、地球表面の問題を改善するために政府機関で利用されています。[ 45 ]

持続可能性

地理データを解釈する能力は、業界の企業にネットゼロ排出の達成を促しています。[ 48 ]持続可能な開発目標（SDGs）や国連気候変動会議シリーズのさまざまなエディションなど、世界中の協定や計画が気候中立を促進しています。[ 48 ] [ 49 ]

クリストファー・フィッシャー氏が立ち上げた地球アーカイブ・イニシアチブは、地球のデジタルベースラインを作成し、気候危機の緩和を目指しています。[ 48 ] [ 50 ]リモートセンシング技術であるLiDARを用いて、地球の表面積の約30%を占めると推定される地球の陸地をスキャンします。LiDARスキャンは、現在利用可能なデータと地球の将来の状態を示すデータセットを提供します。これにより、気候変動危機を視覚的に理解し、対処する上で役立ちます。[ 51 ]

参照

参考文献

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