A geographic information system (GIS) is computer system for capturing, storing, checking, and displaying data related to position on Earth’s surface.The GISは、地形情報を収集し、保存、確認し、表示するためのコンピュータシステムです。 一見無関係に見えるデータを関連付けることにより、GIS は、個人や組織が空間的なパターンや関係をよりよく理解するのに役立ちます。

GIS テクノロジーは、ホワイトハウスが「空間データの取得、処理、配布、使用、維持、および保存に必要なテクノロジー、ポリシー、標準、人材、および関連活動」と定義する空間データ インフラストラクチャの重要な一部である。

GISは、位置を含むあらゆる情報を使用することができます。 位置は緯度経度、住所、郵便番号など様々な方法で表現することができる。

GISを使って多くの異なるタイプの情報を比較対照することができる。 人口、収入、または教育レベルなど、人に関するデータを含めることができます。 小川の位置、さまざまな種類の植生、さまざまな種類の土壌など、景観に関する情報を含めることができます。 工場、農場、および学校、または雨水管、道路、および送電線の場所に関する情報も含まれます。

GIS 技術を使用すると、さまざまなものの場所を比較して、それらが互いにどのように関連しているかを発見することができます。 たとえば、GIS を使用すると、工場などの汚染を発生させる場所と、湿地や川などの汚染に敏感な場所を 1 つの地図に含めることができます。 このようなマップは、水の供給が最も危険にさらされている場所を判断するのに役立ちます。

Data Capture

Data Formats

GIS アプリケーションにはハードウェアとソフトウェア システムの両方があります。 これらのアプリケーションは、地図データ、写真データ、デジタルデータ、またはスプレッドシートのデータを含むことがあります。

地図データはすでに地図形式であり、川、道路、丘、および谷の位置などの情報を含むことができます。 また、地図データは、GISに直接入力できる測量データおよびマッピング情報を含むこともある。

写真判読はGISの主要な部分である。 写真判読では、航空写真を分析し、現れた特徴を評価する。

デジタルデータもGISに入力することができる。 この種の情報の例としては、人工衛星によって収集されたコンピュータ・データで、土地利用（農場、町、森林の位置）を示しています。

リモート・センシングは、GISに統合できる別のツールです。 リモートセンシングには、人工衛星、気球、およびドローンから収集した画像やその他のデータが含まれます。

最後に、GIS には、人口統計などの表やスプレッドシート形式のデータも含めることができます。 人口統計は、年齢、収入、民族から、最近の購入品やインターネット閲覧の嗜好まで、さまざまなものがある。

GIS テクノロジーでは、ソースや元の形式に関係なく、これらすべての異なる種類の情報を 1 つの地図に重ね合わせることができます。 GISは、これらの一見無関係なデータを関連付けるために、重要なインデックス変数として位置を使用する。

GISに情報を入れることをデータキャプチャと呼ぶ。 ほとんどの表や人工衛星で撮影された画像など、すでにデジタルデータになっているものは、そのままGISにアップロードすることができる。

GISのファイル形式には、ラスターとベクターの2つの主要なタイプがあります。 ラスター形式は、セルまたはピクセルのグリッドです。 ラスター形式は、標高や衛星画像など、変化する GIS データを保存するのに便利です。 ベクトル形式は、点（ノードと呼ばれる）と線を使用した多角形です。 ベクター形式は、学区や道路など、境界がはっきりした GIS データの保存に便利です。

空間的関係

GIS 技術は、空間的関係や線形ネットワークを表示するために使用することができます。 空間的な関係は、農地や小川などの地形を表示することができる。 また、公園や集合住宅の位置など、土地利用のパターンを表示することもできる。

線形ネットワークは、幾何学的ネットワークと呼ばれることもあり、GIS では道路、河川、公共施設のグリッドで表されることが多い。 地図上の線は、道路や高速道路を示すことがあります。 しかし、GISレイヤーを使用すると、その道路は学区、公立公園、または他の人口統計学や土地使用領域の境界を示すかもしれません。 また、多様なデータを取得することで、河川の線形ネットワークをGIS上にマッピングし、異なる支流の流れを示すことができる。

GISは、すべてのさまざまなマップとソースからの情報を整列させ、同じスケールで一緒に収まるようにする必要があります。 縮尺とは、地図上の距離と地球上の実際の距離の関係である。

異なる地図には異なる投影があるため、GIS はしばしばデータを操作しなければならない。 投影とは、地球の曲面から平らな紙やコンピュータの画面に情報を転送する方法である。 投影法の種類によってこの作業は異なりますが、すべて何らかの歪みが生じます。 曲面である三次元の形状を平面に投影するためには、どうしてもある部分は伸び、ある部分は縮んでしまうのです。

世界地図は、国の大きさと形のどちらかを正しく表示することはできますが、両方を表示することはできません。 GISは、異なる投影法で作られた地図からデータを取り出し、それらを組み合わせて、1つの共通の投影法ですべての情報を表示することができます。

GIS Maps

GISシステムに必要なデータがすべて入力されると、どのデータレイヤーを含むかによって、さまざまな個別のマップを作成することができるようになる。 GIS 技術の最も一般的な用途の 1 つは、自然の特徴と人間の活動を比較することです。

たとえば、GIS マップは、特定の自然の特徴の近くにある人工の特徴、たとえば、洪水になりやすい地域にある住宅や企業などを表示することができます。

また、GIS 技術により、ユーザーは多くの種類の情報を使って特定の領域を「深く掘り下げる」ことができます。 1 つの都市または近隣の地図は、平均所得、書籍の販売、または投票パターンなどの情報を関連付けることができます。 どのような GIS データ層でも、同じ地図に追加したり、差し引いたりすることができます。

GISマップは、数や密度に関する情報を表示するために使用できる。 たとえば、GIS は、地域の人口と比較して、近隣に何人の医師がいるかを示すことができる。

研究者は、GIS 技術を使用して、時間の経過に伴う変化も見ることができます。 衛星データを使用して、極域の氷の増減や、時間経過による変化などを研究することができます。 また、警察署では、犯罪データの変化を調べて、どこに警察官を配置すべきかを判断することができます。

時間ベースの GIS 技術の重要な用途の 1 つに、広範囲かつ長期間にわたって発生するプロセスを示すタイムラプス写真の作成があります。 たとえば、海流や気流における流体の動きを示すデータは、水蒸気や熱エネルギーが地球上をどのように移動しているかを科学者がよりよく理解するのに役立つ。 デジタル地図上のある場所を指さすと、その場所に関する GIS に保存された他の情報を見つけることができます。 たとえば、ある学校をクリックすると、何人の生徒が在籍しているか、教師 1 人あたりに何人の生徒がいるか、またはその学校にはどんなスポーツ施設があるかなどを調べることができます。

GISシステムは、しばしば3次元画像を作成するために使用される。 これは、例えば、地震の断層を研究する地質学者にとって有用である。

GISの技術は、手作業で作成した地図を更新するよりもはるかに簡単に地図を更新することができる。 更新されたデータは、既存のGISプログラムに単純に追加することができます。 そして、新しい地図を印刷したり、画面に表示したりすることができる。

GIS の仕事

GIS 技術は、さまざまな分野で働く人々が使用しています。 GIS 技術は、科学的調査、資源管理、および開発計画に使用できる。

多くの小売業は、新しい店舗をどこに配置するかを決定するために GIS を使用している。 マーケティング会社は、店舗やレストランを誰に販売するか、また、その販売場所を決定するためにGISを使用している。

科学者は、人口統計と飲料水などの資源を比較するために GIS を使用します。 生物学者は、動物の移動パターンを追跡するためにGISを使用する。

都市、州、または連邦政府の職員は、地震やハリケーンなどの自然災害の場合の対応計画を立てるために GIS を使用します。 GIS マップは、どの地域が最も危険であるか、緊急避難所をどこに設置するか、人々が安全に到達するためにどのようなルートを取るべきかを、これらの当局者に示すことができます。

エンジニアは、私たちが使用する電話の通信ネットワークや、インターネット接続に必要なインフラの設計、実装、および管理をサポートするために GIS テクノロジーを使用します。 他のエンジニアは、道路網や交通インフラの開発にGISを使用することもある。

GIS技術を使って分析できる情報の種類に制限はない。