2003年度 森泰吉郎記念研究振興基金 研究助成金報告書
「研究者育成費 修士課程・博士課程」
政策･メディア研究科 鴫原美可子(80331890)
URL：http://web.sfc.keio.ac.jp/~myusigma
教育GISのための検索データベースの開発
Ⅰ．背景
教育現場においてGISを用いる例が年々増える中、多機能なGISを教育にどのように使用するか、教材や使用データ、小中学生が使えるような簡単なツールなど、様々な提案がなされている。本研究においてもこのような背景に基づき、生物GIS教室に利用可能なデータベースの開発を行った。
Ⅱ．目的
植生分布・図鑑統合データベース を用いてGISを教育現場で使用するための検索データベースを提案し、構築を行った。
植生情報及び地理情報で統一されたデータを用いて、実際に該当する種名・地域などが抽出できる。従って、和名・学名から花が咲く樹木、草本の詳細がわかり、また逆に花の特徴から名称が判明可能なシステムの構築を目的とする。
また、検索において、和名・学名だけでなく印象語検索を取り入れることにより、色、原産地では絞れないような検索、検索者が未知の花の検索に対応することを目指した。
Ⅲ．システム構成
花の種類および咲く時期(図鑑)、咲いている場所(分布)について、応答するシステムで、SFCキャンパス内に生息するの植物種の項目およびその生息場所のデータが収められている。システム構成は次項に示す。
Ø
＜図鑑 gdata＞には各植物の詳細（’種名 gname’､’花期 seasonA,B’、’花の色 color’ 、etc･･･）が載っている。
Ø
＜植生図 VegMap＞にはエリアごとの’環境類型区分 devision’、’場所ID pid’、’場所名’、’場所画像URL murl’があり、各エリアの生息植物は＜参照 reference＞に示されている。
Ø
各エリアに割りふられた’場所ID’は地図に対応しておりID別に各ポリゴンをフィーチャーした画像の’画像URL’が定められている。
Ø
‘大分類’は樹木、草本、つるに分けられ、’樹木’、’ つる’についてはさらに詳細なデータが必要であるため、別テーブルを用意した。
Ø
＜図鑑＞に’画像URL’(花の画像)があり、＜植生図＞に’画像URL’(地図画像)があるので花の特徴から、画像を検索したり、花が咲いている場所が地図画像で確認したりすることができる。
Ⅳ．印象後による検索
1．
印象について以下のように定義し、表にあるようにkeywordを対応付けた。ここでは花の印象に色を含める。これは楽しみながら植物について学ぶために作成した。
|
clean：きれいな場所に生息 |
everywhere：どこにでもある |
|
pretty：花がきれいな |
white：花が白い |
|
large：花弁の大きな |
black：黒っぽい |
|
small：花弁の小さな |
red：赤の |
|
relax：なごやかな感じの アロマテラピー効果のある |
green：緑の |
|
blue：青の |
|
|
high：丈の高い |
perple：紫の |
|
rare：珍しい |
yellow：黄色の |
|
Strange：変わった |
turqoise：青緑の |
2．植物ごとのベクトル
各植物の特徴を前項で定めたkeywordで表し、和をとってベクトルの定義をした。
詳細は付録に掲載する。
Ⅴ．問い合わせ
中高生向けに、データベース構造や、GISによる調査を実感してもらうためにこのようなシステムを作成した。
CGIプログラムを利用して、SQLと相関量計算を連結した。
なお結果には植物画像のURLを指定して、問い合わせたものを出力させている。
以下に例を示す。
その１）一般的な問い合わせ
1． ある場所（シラカシ林縁）における帰化植物の種を調べる。種名・科目・画像URL問い合わせ
種名
| 科目 |
url
---------------------+--------------+----------------------------------------------------------------------------
オオイヌノフグリ | ゴマノハグサ |
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/ooinunofuguri.html
セイタカアワダチャE | キク
|
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/seitakaawadatisou.html
セイヨウタンポポ | キク
| http://www.tbs.co.jp/seibutsu/zukan/plant/htmls/plant_23.html
タチイヌノフグリ | ゴマノハグサ |
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/tatiinunofuguri.html
(4 rows)
2．ある種（タチイヌノフグリ）の生息場所・環境区分・場所画像のURLを問い合わせる。
場所名 | 環境区分 |
murl
--------------+------------+--------------------------------------------------------------
講義棟間 | 草地、植栽 |
http://web.sfc.keio.ac.jp/~myusigma/MDB/place_image/pid1.jpg
Δ前芝| 草地 |
http://web.sfc.keio.ac.jp/~myusigma/MDB/place_image/pid4.jpg
シラカシ林縁 | 森林、林縁 |
http://web.sfc.keio.ac.jp/~myusigma/MDB/place_image/pid5.jpg
(3 rows)
その2）ベクトルを用いた相関計量を伴った問い合わせ。
１． 帰化植物の中で花の印象（どこにでもあるもの）のランキング
origin: naturalizedimpression: everywhere SQL: select url from gdata where origin = 'naturalized'; result:[1] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/oranda_miminagusa.html: 0 [2] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/tatiinunofuguri.html: -1 [3] http://www.tbs.co.jp/seibutsu/zukan/plant/htmls/plant_23.html: -1 [4] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/Clover.html: -1 [5] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/ooinunofuguri.html: -1 [6] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/amerika-fuuro.html: -1 [7] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/seitakaawadatisou.html: -3
２． 花の色を指定して、その中で印象ランキング
白い花；prettyでランキング
color: whiteimpression: pretty SQL: select url from gdata where color like '%white%'; result:[1] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/niseakasia.html: 3 [2] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/sirakasi.html: 2 [3] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/sirakasi.html: 2 [4] http://www.wnpbiwa.com/My%20Webs/yaso_0203/haru2002/02kaharu120_kanabikisou.htm: 1 [5] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/egonoki.html: 1 [6] http://www.hana300.com/averia.html: 1 [7] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/Hekusokazura.html: 1 [8] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/Clover.html: 1 [9] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/usihakobe.html: 0 [10] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/oranda_miminagusa.html: 0
３．場所ID(pid)を指定してその中で印象ランキング。
pid = 5 印象：clean
pid: 5
impression: clean SQL: select gdata.url from gdata,vegmap,reference where gdata.gid = reference.gid and reference.pid = vegmap.pid and vegmap.pid = 5; result:[1] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/sirakasi.html: 4 [2] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/ooinunofuguri.html: 2 [3] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/Tuyukusa.html: 2 [4] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/sirakasi.html: 2 [5] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/tatiinunofuguri.html: 1 [6] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/seitakaawadatisou.html: 1 [7] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/akakatabami.html: 1 [8] http://www.tbs.co.jp/seibutsu/zukan/plant/htmls/plant_23.html: 1 [9] http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/BotanicalGarden/HTMLs/Hekusokazura.html: 0 [10] http://kaede.nara-edu.ac.jp/plants_of_NUE/ichiranhyou/syokubutsupage/enoki.htm: -1 Ⅵ．今後の展望
・検索システムについて
Ø
花に対する印象語をあげれば無数でてくるが、それらすべてを検索対象とするわけにはいかないので代表的と考えるものを選出した。ただ、その選択に主観が入ることは否めない。一部の単語に客観性を帯びたものを配置することでそれをある程度防ぐことができるのではないかと考えられる。
Ø
樹木の高さを高木・小高木･･としてしまったが、高木の中にも様々な高さがあるのだから□m～△mと花期のように表した方が､より正確と言える。その場合、高木･小高木等の定義が厳密にないので定義が困難となるという難点がある。
Ø
同じ種において数種類の色の花があることがよくある。その場合単に単語を並べるだけにしてしまっているが、主要な色とその他の色との区別をどうするかが問題である。現段階では主要な色を判別できない。（ただし意味的検索に色を含めてあるので多少は回避することができる）
＜図鑑gdata＞植物それぞれの詳細データ
|
植物ID |
種名 |
学名 |
科目 |
花期A |
花期B |
原産地 |
花の色 |
大分類 |
|
0 |
シナノキ |
Tilia japonica |
シナノキ |
6 |
7 |
日本 |
白・黄 |
樹木 |
|
1 |
ナンキンハゼ |
Sapium sebiferum |
トウダイグサ |
5 |
6 |
帰化 |
黄 |
樹木 |
|
2 |
ハリエンジュ |
Robinia pseudoacacia |
マメ |
5 |
6 |
帰化 |
白 |
樹木 |
|
3 |
アカカタバミ |
Oxalis
corniculata Linn. forma rubrifolia
Hara |
カタバミ |
5 |
8 |
日本 |
赤紫 |
草本 |
|
4 |
アカシデ |
Carpinus
laxiflora |
カバノキ |
4 |
5 |
日本 |
緑 |
樹木 |
|
5 |
アジサイ |
Hydrangea macrophylla |
ユキノシタ |
6 |
7 |
日本 |
紫 |
草本 |
|
6 |
アズマネザサ |
Pleioblastus chino
var.chino |
イネ |
3 |
4 |
日本 |
緑 |
草本 |
|
7 |
アベリア |
Abelia grandiflora |
スイカズラ |
6 |
10 |
日本 |
白 |
草本 |
|
8 |
アメリカフウロ |
Geranium carolinianum |
フウロソウ |
4 |
10 |
帰化 |
淡紅 |
草本 |
|
9 |
イヌシデ |
Carpinus tschonoskii |
カバノキ |
4 |
5 |
日本 |
黄褐色 |
樹木 |
|
10 |
イロハモミジ |
Acer palmatum |
カエデ |
4 |
5 |
日本 |
暗赤 |
樹木 |
|
11 |
ウシハコベ |
Stellaria aquatica |
ナデシコ |
4 |
10 |
日本 |
白 |
草本 |
|
12 |
ウバメガシ |
Quercus phillyraeoides |
ブナ |
4 |
5 |
日本 |
緑 |
樹木 |
|
13 |
ウラジロチチコグサ |
Graphalium spicatum |
キク |
5 |
9 |
日本 |
褐色 |
草本 |
|
14 |
エゴノキ |
Styrax japonica |
エゴノキ |
5 |
6 |
日本 |
白 |
樹木 |
|
15 |
エノキ |
Celtis sinensis var. japonica Nakai |
ニレ |
4 |
5 |
日本 |
黄緑 |
樹木 |
|
16 |
オオイヌノフグリ |
Veronica persica |
ゴマノハグサ |
3 |
5 |
帰化 |
青紫 |
草本 |
|
17 |
オランダミミナグサ |
Cerastium glomeratum |
ナデシコ |
4 |
5 |
帰化 |
白 |
草本 |
|
18 |
カナビキソウ |
Thesium chinense |
ビャクダン |
4 |
6 |
日本 |
白 |
草本 |
|
19 |
エゾノギシギシ |
Rumex japonicus |
タデ |
6 |
8 |
日本 |
緑 |
草本 |
|
20 |
シラカシ |
Quercus myrsinaefolia |
ブナ |
5 |
6 |
日本 |
黄褐色 |
樹木 |
|
21 |
シロツメクサ |
Trifolium repens |
マメ |
5 |
10 |
帰化 |
白 |
草本 |
|
22 |
セイタカアワダチソウ |
Solidago altissima |
キク |
10 |
11 |
帰化 |
黄 |
草本 |
|
23 |
セイヨウタンポポ |
Taraxacum officinale |
キク |
3 |
9 |
帰化 |
黄 |
草本 |
|
タチイヌノフグリ |
Veronica arvensis |
ゴマノハグサ |
4 |
6 |
帰化 |
青 |
草本 |
|
|
25 |
ツユクサ |
Commelina communis |
ツユクサ |
7 |
9 |
日本 |
青紫 |
草本 |
|
26 |
ネジバナ |
Spiranthes sinensis |
ラン |
5 |
8 |
日本 |
赤 |
草本 |
|
27 |
ヘクソカズラ |
Paederia scandens |
アカネ |
8 |
9 |
日本 |
白・赤 |
つる |
付録1．データ例
＜植生図VegMap＞各エリア内の植生分類の詳細データ
環境植生区分：植生を、植生帯、自然植生・代償植生、立地の別などにより区分した
もの。市街地等の人為的なものを含める。
のときの詳細データ 植生ID 高さ 葉序 常緑/落葉 0 高木 互生 落葉 1 小高木 互生 落葉 2 高木 互生 落葉 4 高木 対生 落葉 9 小低木 互生 落葉 10 高木 互生 常緑 ： ： ： ： 葉序：葉のつき方。
＜つるVine＞大分類がつるのときの
＜樹木Tree＞大分類が樹木
詳細データ
|
植生ID |
葉序 |
常緑/落葉 |
巻き方向 |
|
27 |
対生 |
落葉 |
左 |
＜参照Reference＞ 各エリアにどの種があるか
|
場所ID |
植物ID |
種名 |
||
|
0 |
13 |
ウラジロチチコグサ |
||
|
0 |
14 |
エゴノキ |
||
|
0 |
15 |
エノキ |
||
|
0 |
16 |
オオイヌノフグリ |
||
|
0 |
19 |
←省略のため場所ID＝0のデータのみを表示 |
||
|
0 |
20 |
シラカシ |
||
|
0 |
21 |
シロツメクサ |
||
|
0 |
23 |
セイヨウタンポポ |
||
|
0 |
26 |
ネジバナ |
付録2．KeyWordの対応表
A.
印象KeyWord
|
KeyWord |
Large |
small |
clean |
high |
low |
many |
a few |
cheap |
foreign |
|
|
Clean |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
|
|
Pretty |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
Large |
1 |
-1 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Small |
-1 |
1 |
0 |
-1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Relax |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
High |
1 |
-1 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Rare |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
|
|
strange |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
|
|
everywhere |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
1 |
1 |
|
|
white |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
black |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Red |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
green |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Blue |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
perple |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
yellow |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
turqoise |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
||||||||||
|
KeyWord |
domestic |
rare |
pretty |
relax
|
red |
green |
blue |
|
||
|
clean |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
pretty |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
Large |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
small |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
Relax |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
High |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
Rare |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
strange |
0 |
1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
everywhere |
0 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
white |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
||
|
black |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
Red |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
||
|
green |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
||
|
Blue |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
||
|
perple |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
||
|
yellow |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
||
|
turqoise |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
||
B．植物ごとのベクトル対応表
|
シナノキ |
relax strange white |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
ナンキンハゼ |
strange white |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
ハリエンジュ |
high white |
1 |
-1 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
イヌシデ |
yellow
strange everywhere |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
イロハモミジ |
clean
red |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
アカカタバミ |
pretty
red |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
アカシデ |
strange green |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
アジサイ |
pretty blue |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
アズマネザサ |
everywhere
green |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
1 |
1 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
アベリア |
clean
white |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
アメリカフウロ |
pretty red |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
ウシハコベ |
everywhere
white |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
1 |
1 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
ウバメガシ |
clean
rare green |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
ウラジロチチコグサ |
strange
everywhere |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
エゴノキ |
pretty white |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
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エノキ |
high green |
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オオイヌノフグリ |
everywhere
blue |
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オランダミミナグサ |
everywhere white |
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カナビキソウ |
small white |
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エゾノギシギシ |
strange green |
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シラカシ |
high everywhere yellow |
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シロツメクサ |
everywhere white |
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セイタカアワダチソウ |
everywhere
yellow |
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セイヨウタンポポ |
small
everywhere yellow |
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タチイヌノフグリ |
everywhere
blue |
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ツユクサ |
pretty relax blue |
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ネジバナ |
pretty
strange red |
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ヘクソカズラ |
high strange white |
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