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フィッシュアイモデルを用いた地図表示システムの提案

†東京電機大学

E-mail: †05kc056

あらまし あらましあらまし あらまし 今日，Google マップなどの WebGIS 用者は容易に地理情報を取得することができるようになった 的な情報収集方法が向上していない．そこで，コンピュータ ら近い場所を拡大して表示し，遠い場所を収縮させて モデルを利用した地図情報の表示方法を提案する． キーワード キーワードキーワード キーワード WebGIS，地理情報，フィッシュアイモデル

1. は じ め に

は じ め に

は じ め に

は じ め に

近 年 ， FTTH (Fiber To The Home) に 代 表 さ れ る 大 容 量 で 高 速 な イ ン タ ー ネ ッ ト 環 境 お よ び 高 性 能 で 安 価 な PC が 普 及 し て き て い る ． そ れ に 伴 い ， さ れ る 画 像 デ ー タ な ど の 通 信 デ ー タ が 大 き JavaScript， Flash な ど の ク ラ イ ア ン ト で の 処 理 が 大 き い Web ペ ー ジ が 増 加 し て い る ． WebGIS つ で あ り ， Google マ ッ プ を は じ め に プ ・ ジ ャ パ ン の Mapion や イ ン ク リ メ ン ト ・ ピ ー の Mapfan な ど 多 く の WebGIS サ ー ビ ス が 提 供 さ れ 利 用 者 は 無 料 で 利 用 す る こ と が で き る ． WebGIS が 普 及 し た 背 景 に は Google マ ッ プ の ス ト リ ー ト ビ ュ ー [1]や ル ー ト・乗 換 案 内 な ど の 紙 媒 体 の 地 図 で は 実 現 で き ず ，PC と イ ン タ ー ネ ッ ト 環 境 さ え あ れ ば だ れ で も 利 用 で き る サ ー ビ ス が 出 現 し た と い う こ と が あ る ． し か し ， こ れ ら は 地 図 に 付 加 要 素 を 付 け て も の で あ り ， 地 図 自 体 か ら の 視 覚 的 な 情 報 収 集 方 法 は 向 上 し て い な い ． 最 近 の PC は 数 値 演 算 が 非 常 に 高 速 で あ り 換 が 容 易 に で き る ． そ こ で ， 地 図 の 表 示 画 面 を 画 像 変 換 す る こ と に よ り 視 覚 的 な 情 報 収 集 能 力 の に な る ． 本 研 究 で は 画 像 の 中 心 付 近 は 拡 大 表 示 さ れ ， 中 心 か ら 遠 ざ か る ほ ど 収 縮 さ れ る フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 利 用 し ， 利 用 者 に と っ て よ り 多 く の 情 報 が 必 要 で あ る 中 心 付 近 の 地 理 情 報 を 拡 大 し ， 逆 に 有 益 な 情 報 の 少 な い 周 辺 の 地 理 情 報 を 収 縮 さ せ て 表 示 範 囲 を 拡 大 す る 新 し い 地 図 の 表 示 方 法 を 提 案 す る ．

2. 既 存 研 究

既 存 研 究

既 存 研 究

既 存 研 究

2.1. ベースとなる

ベースとなる

ベースとなる研 究

ベースとなる

研 究

研 究

研 究

本 研 究 は ， 我 々 の 研 究 室 で 開 発 中 の に し て い る ．CMap は 地 図 情 報 に Google

フィッシュアイモデルを用いた地図表示システムの提案

篠田 陽平

†

井上 潮

‡

東京電機大学工学部 〒101-8457 東京都千代田区神田錦町

[email protected], ‡[email protected]

WebGIS ( Web Geographic Information System : Web 地図情報システム

地理情報を取得することができるようになった．しかし，これらの WebGIS は従来の紙媒体のそれと比較 的な情報収集方法が向上していない．そこで，コンピュータ上では画像変換が容易にできることに着目し，利用者がいる地点か 拡大して表示し，遠い場所を収縮させて表示させるフィッシュアイモデルに注目した．本研究ではフィッシュアイ モデルを利用した地図情報の表示方法を提案する． フィッシュアイモデル に 代 表 さ れ る 大 容 び 高 性 能 で 安 価 な し て き て い る ． そ れ に 伴 い ， Web2.0 に 代 表 通 信 デ ー タ が 大 き く ， ク ラ イ ア ン ト で の 処 理 が 大 き WebGIS も そ の 中 の 一 マ ッ プ を は じ め に サ イ バ ー マ ッ や イ ン ク リ メ ン ト ・ ピ ー の サ ー ビ ス が 提 供 さ れ て お り ， ． マ ッ プ の ス ト リ の 紙 媒 体 の 地 図 と イ ン タ ー ネ ッ ト 環 境 さ え あ れ ば だ れ で も 利 用 で き る サ ー ビ ス が 出 現 し た と い う こ と が 地 図 に 付 加 要 素 を 付 け て い る 視 覚 的 な 情 報 収 集 方 法 は は 数 値 演 算 が 非 常 に 高 速 で あ り ， 画 像 変 換 が 容 易 に で き る ． そ こ で ， 地 図 の 表 示 画 面 を 画 像 変 視 覚 的 な 情 報 収 集 能 力 の 向 上 が 可 能 画 像 の 中 心 付 近 は 拡 大 表 示 さ れ ， 中 心 か さ れ る フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 利 用 し ， 利 用 者 に と っ て よ り 多 く の 情 報 が 必 要 で あ る 中 有 益 な 情 報 の 少 な い さ せ て 表 示 範 囲 を 拡 大 す る 新 し 本 研 究 は ， 我 々 の 研 究 室 で 開 発 中 の CMap[2]を も と Google マ ッ プ な ど が 利 用 し て い る 画 像 デ ー タ で は な く ， あ る 数 値 地 図 [3] を 利 用 し た ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 の WebGIS で あ る ． 図 1 に 本 学 ， 神 田 キ ャ ン パ ス が あ る 神 田 錦 町 周 辺 の 地 図 を CMap お よ び 図 2 に そ の シ ス テ ム 構 成 図 を 図 図図 図 1 図 図図 図 2 CMap の シ ス テ ム 構 成 図の シ ス テ ム 構 成 図の シ ス テ ム 構 成 図の シ ス テ ム 構 成 図

フィッシュアイモデルを用いた地図表示システムの提案

千代田区神田錦町 2-2

ac.jp

地図情報システム) の普及により利 は従来の紙媒体のそれと比較して視覚 上では画像変換が容易にできることに着目し，利用者がいる地点か 表示させるフィッシュアイモデルに注目した．本研究ではフィッシュアイ で は な く ， ベ ク ト ル デ ー タ で を 利 用 し た ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 に 本 学 ， 神 田 キ ャ ン パ ス が あ る 東 京 都 千 代 田 区 CMap で 表 示 さ せ た 動 作 画 面 ， に そ の シ ス テ ム 構 成 図 を 示 す ． CMap の シ ス テ ム 構 成 図 の シ ス テ ム 構 成 図 の シ ス テ ム 構 成 図 の シ ス テ ム 構 成 図

2.1.1. 数 値 地 図

数 値 地 図

数 値 地 図

数 値 地 図

数 値 地 図 と は ， ベ ク ト ル デ ー タ と し て 記 録 し た 地 図 デ ー タ で ， 国 土 地 理 院 が 発 行 し て い る ． で あ る た め コ ン ピ ュ ー タ に よ る 数 値 変 換 が 容 易 で あ る と い う 特 徴 を 持 つ ． 画 像 デ ー タ を コ ン ピ ュ ー タ で 画 像 変 換 べ て の 画 素 に 対 し て 変 換 す る 必 要 が あ る が ー タ の 場 合 ， 全 て の 画 素 に ポ イ ン ト デ ー タ い の で 変 換 の 処 理 量 が 画 像 デ ー タ よ り も こ の ベ ク ト ル デ ー タ の 特 徴 は フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 座 標 変 換 に お い て 有 効 で あ る た め 本 研 究 で は 数 値 地 図 を 使 用 す る ．

2.1.2. クライアントサイド描 画 手 法

クライアントサイド描 画 手 法

クライアントサイド描 画 手 法

クライアントサイド描 画 手 法

Google マ ッ プ な ど の 多 く の WebGIS で は ， め サ ー バ サ イ ド で 地 図 画 像 を 生 成 し て お き ， ン ト か ら の リ ク エ ス ト が あ っ た と き に 生 成 し て お い た 地 図 画 像 を 送 信 す る と い う 手 法 を 採 用 し に 対 し ， ク ラ イ ア ン ト か ら の リ ク エ ス ト が あ っ た と き に サ ー バ か ら は 数 値 デ ー タ を 送 信 し ， ク ラ イ ア ン ト で 描 画 す る 方 法 を ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 と 言 う ． 両 者 の 描 画 手 法 は そ れ ぞ れ 利 点 が あ り ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 で は た に 地 図 を 描 画 す る 必 要 が な い た め ク ラ イ ア ン ト ド の コ ン ピ ュ ー タ 演 算 能 力 を あ ま り 必 要 と し な い と う 利 点 が あ る ． そ れ に 対 し ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 で は ， 数 値 デ ー タ を 利 用 し て い る た め る 自 由 度 の 高 い 地 図 描 画 が 可 能 と な る ． こ れ に よ り サ ー バ サ イ ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 で は 実 現 が 困 難 で あ る 地 図 の 付 加 機 能 も サ イ ド 描 画 手 法 を 用 い る こ と に よ り 実 現 可 能 に な る い う 利 点 が あ る ． 具 体 的 な 例 を 挙 げ る と ， 地 図 を 回 転 し て 能 を WebGIS に 実 装 し よ う と す る 場 合 ， で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 で は デ ー タ で あ る た め 回 転 さ せ る と 地 名 も 同 時 に 回 転 し て し ま い ， こ れ に 対 応 さ せ る に は 回 転 す る 角 度 ご と に 地 図 画 像 を 用 意 す る 必 要 が あ る ． ま た ， 角 度 が ず れ る 度 に サ ー バ か ら 地 図 画 像 を 取 得 し な け れ ば な ら な い ． し か し ， ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 の 場 合 ， 地 名 情 報 は ポ イ ン ト デ ー タ と そ れ に 関 連 付 け ら れ た 地 名 た め 地 名 の 座 標 が 回 転 し て も 文 字 列 が 傾 く こ と は 無 い ま た ， 角 度 が ず れ る 度 に サ ー バ か ら デ ー タ を 取 得 す る 量 も デ ー タ が 存 在 し な い 領 域 だ け で 良 く ， 通 信 コ ス ト が 少 な く て 済 む ． 別 の 例 を 挙 げ る と ，「 街 区 」「 道 路 」「 線 路 」 な ど を 切 り 換 え て 表 示 さ せ た い 場 合 ， サ ー バ サ イ ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 で は 切 り 替 え る 度 に ク ト ル デ ー タ と し て 記 録 し た 地 図 ． ベ ク ト ル 情 報 数 値 変 換 が 容 易 で あ る 変 換 す る 場 合 ， す す る 必 要 が あ る が ベ ク ト ル デ 全 て の 画 素 に ポ イ ン ト デ ー タ は 存 在 し な よ り も 少 な く て 済 む ． フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の に お い て 有 効 で あ る た め 本 研 究 で は 数 値 地 図 で は ，あ ら か じ 生 成 し て お き ， ク ラ イ ア ン ト か ら の リ ク エ ス ト が あ っ た と き に 生 成 し て お い た を 採 用 し て い る ． そ れ ク ラ イ ア ン ト か ら の リ ク エ ス ト が あ っ た と き ク ラ イ ア ン ト で を ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 と 言 う ． は そ れ ぞ れ 利 点 が あ り ， サ ー バ サ イ ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 で は ， 新 ク ラ イ ア ン ト サ イ の コ ン ピ ュ ー タ 演 算 能 力 を あ ま り 必 要 と し な い と い ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 る た め 数 値 変 換 に よ る 自 由 度 の 高 い 地 図 描 画 が 可 能 と な る ． こ れ に よ り サ ー バ サ イ ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 も ク ラ イ ア ン ト を 用 い る こ と に よ り 実 現 可 能 に な る と 地 図 を 回 転 し て 表 示 す る 機 ， サ ー バ サ イ ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 で は ， 画 像 も 同 時 に 回 転 し て る に は 回 転 す る 角 度 ご と に 地 図 画 像 を 用 意 す る 必 要 が あ る ． ま た ， 角 度 が ず れ る 度 に サ ー バ か ら 地 図 画 像 を 取 得 し な け れ ば な ら な い ． し の 場 合 ， 地 名 情 報 は ポ イ ン ト デ ー タ と そ れ に 関 連 付 け ら れ た 地 名 で あ る た め 地 名 の 座 標 が 回 転 し て も 文 字 列 が 傾 く こ と は 無 い ． か ら デ ー タ を 取 得 す る 量 も デ ー タ が 存 在 し な い 領 域 だ け で 良 く ， 通 信 コ ス ト 「 街 区 」「 道 路 」「 線 路 」 な ど を サ ー バ サ イ ド で あ ら か 切 り 替 え る 度 に サ ー バ に リ ク エ ス ト を 送 ら な け れ ば な ら な い 上 に サ ー バ サ イ ド で は 多 量 の 地 図 デ ー タ を 用 意 し て お か な け れ ば な ら な い ． し か し ， ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 は 差 分 デ ー タ を 送 信 す る だ け で 済 む ． こ の よ う に ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 こ と に よ っ て 得 ら れ る 利 点 は シ ュ ア イ モ デ ル を 用 い て 地 図 を 歪 ま せ て 表 示 さ せ る た め ， サ ー バ サ イ ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お く 手 法 を 利 用 す る と 多 量 の 地 図 画 像 的 で は 無 い ． 従 っ て ， 本 研 究 で は ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 を 利 用 す る ．

2.2. 関 連

関 連

関 連

関 連 研 究

研 究

研 究

研 究

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 利 用 し

し て ALPSLAB の Fish-Eye powered by Emma (図 3)．

Fish-Eye powered by Emma る 視 点 に 円 形 の 領 域 を 作 り ， そ こ に を 表 示 さ せ ， 他 の 領 域 と の 境 界 線 を デ ル で 歪 ま せ て 表 示 さ せ て い る powered by Emma で は フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル で て い る 境 界 で 道 路 の 繋 ぎ 目 が ず れ て お り ， な ど の 文 字 情 報 が 切 れ て い る ． ま た ， 文 字 情 報 が 表 示 さ れ な く ， 幹 線 道 路 な ど の 大 き な 道 路 は 表 示 さ れ て い る が ， 生 活 道 路 な ど の 小 さ な 道 路 は 表 示 さ れ な い な ど 利 便 性 に 欠 け て い る ．

図

図

図

図 3 Fish-Eye powered by Emma

3. 研 究 目 標

研 究 目 標

研 究 目 標

研 究 目 標

本 研 究 で は 同 じ 表 示 領 域 表 示 さ せ る こ と を 目 標 と す る ． し か し ， そ れ を 満 た す た め に は よ り 多 く の 地 理 デ ー タ を 必 要 と し ， そ れ に 伴 い 描 画 す る が 増 加 す る と い う 欠 点 が あ る サ ー バ に リ ク エ ス ト を 送 ら な け れ ば な ら な い 上 に サ ー で は 多 量 の 地 図 デ ー タ を 用 意 し て お か な け れ ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 で は 差 分 デ ー タ を 送 信 す る だ け で 済 む ． ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 を 用 い る は 多 い ． 本 研 究 で は フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 用 い て 地 図 を 歪 ま せ て 表 示 さ せ る た サ ー バ サ イ ド で あ ら か じ め 地 図 画 像 を 生 成 し て お 地 図 画 像 が 必 要 と な り 現 実 的 で は 無 い ． 従 っ て ， 本 研 究 で は ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 利 用 し た 既 存 の WebGIS と Eye powered by Emma[4]が あ る

Eye powered by Emma で は 利 用 者 が 注 視 し て い 円 形 の 領 域 を 作 り ， そ こ に 拡 大 し た 地 理 情 報 を 表 示 さ せ ， 他 の 領 域 と の 境 界 線 を フ ィ ッ シ ュ ア イ モ 歪 ま せ て 表 示 さ せ て い る ． し か し ， Fish-Eye ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル で 歪 ま せ て い る 境 界 で 道 路 の 繋 ぎ 目 が ず れ て お り ， 地 名 や 駅 名 が 切 れ て い る ． ま た ， 歪 ま せ た 領 域 も 幹 線 道 路 な ど の 大 き な 道 路 は 表 示 さ れ て い る が ， 生 活 道 路 な ど の 小 さ な 道 路 は 表 な ど 利 便 性 に 欠 け て い る ．

Eye powered by Emma

領 域 で よ り 多 く の 地 理 情 報 を こ と を 目 標 と す る ．

そ れ を 満 た す た め に は よ り 多 く の 地 理 デ ー い 描 画 す る 負 荷 や 通 信 コ ス ト と い う 欠 点 が あ る ． そ こ で ， 同 じ 表 示 領 域

で よ り 多 く の 地 理 情 報 を 表 示 さ せ つ つ ， 抑 え ， 描 画 に 時 間 を か け す ぎ な い シ ス テ ム を 設 計 ， 構 築 す る こ と が 目 標 で あ る ．

4. 目 標 達 成 方 法

目 標 達 成 方 法

目 標 達 成 方 法

目 標 達 成 方 法

本 研 究 で は 同 じ 表 示 領 域 で よ り 多 く の 地 理 情 報 を 表 示 さ せ る 手 段 と し て フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 利 用 を 提 案 す る ． フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル は 主 に ズ で 使 用 さ れ ， 180 度 近 く の 広 い 視 野 角 を 大 き な 特 徴 で あ る ． 一 般 的 な 地 図 の 場 合 ， 地 理 情 報 を 平 面 と し て 捉 え て 平 面 に 表 示 す る た め ， 利 用 者 が 注 目 し て い る か ら 遠 く の 別 の 地 点 の 地 理 情 報 を 取 得 し た い 場 合 画 面 を 移 動 さ せ る か ， 画 面 の 表 示 領 域 を 広 げ な け れ ば な ら な い ． し か し ， フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 広 い 視 野 角 を 利 用 す る こ と に よ っ て 表 示 領 域 を 広 げ る こ と な く 複 数 の 地 点 の 地 理 情 報 を 取 得 す る こ と が

5. フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

本 研 究 で 使 用 し た フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 画 像 変 換 式 を 以 下 に 記 す ．
_ 
 _
 __     _
 __ こ れ ら の 式 に お い て ， 画 像 の 各 画 素 を 直 交 座 標 で 表 し た と き ，x，y は 変 換 前 の x 座 標 ，y 座 標 ．ま た ， y’は 変 換 後 の x 座 標 ，y 座 標 の 値 を 表 す ． レ ン ズ か ら 視 点 ま で の 距 離 ， d は 歪 み の 強 さ を 表 す ． し か し ， こ れ は 画 像 デ ー タ に お い て 中 心 を 原 点 と し た 一 般 的 な 直 交 座 標 で 変 換 す る た め の 変 換 式 で あ る ． 本 研 究 で 扱 う HTML の Canvas 要 素 は 左 上 角 を 原 点 と し た 直 交 座 標 系 で あ り ， ま た ， サ ー バ か ら 送 信 さ れ る 数 値 デ ー タ は 表 示 領 域 の 中 心 か ら の 距 離 で は な く 左 上 端 部 か ら の 距 離 で あ る た め 変 換 式 を 最 適 化 し た ． そ の 変 換 式 を 以 下 に 記 す ．
_ 
   _
 _{ } _    _
 _{ } こ れ ら の 式 に お い て ， w と h は そ れ ぞ れ 幅 と 高 さ を 表 す ． よ り 多 く の 地 理 情 報 を 表 示 さ せ つ つ ， 通 信 コ ス ト を 描 画 に 時 間 を か け す ぎ な い シ ス テ ム を 設 計 ， 構 本 研 究 で は 同 じ 表 示 領 域 で よ り 多 く の 地 理 情 報 を フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 利 用 を 提 案 す る ． フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル は 主 に カ メ ラ の レ ン 視 野 角 を 持 つ こ と が 一 般 的 な 地 図 の 場 合 ， 地 理 情 報 を 平 面 と し て 捉 え て が 注 目 し て い る あ る 地 点 地 理 情 報 を 取 得 し た い 場 合 は ， を 広 げ な け れ ば な ら な い ． し か し ， フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 広 い 視 野 角 を 利 用 す る こ と に よ っ て 表 示 領 域 を 広 げ る こ と な く す る こ と が で き る ．

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の ア ル ゴ リ ズ ム

本 研 究 で 使 用 し た フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 画 像 変 画 像 の 各 画 素 を 直 交 座 標 で 表 座 標 ．ま た ，x’， 座 標 の 値 を 表 す ．r は カ メ ラ の は 歪 み の 強 さ を 表 す ． 中 心 を 原 点 と し 変 換 す る た め の 変 換 式 で あ る ． 左 上 角 を 原 点 と で あ り ， ま た ， サ ー バ か ら 送 信 さ れ る 数 値 デ ー タ は 表 示 領 域 の 中 心 か ら の 距 離 で は な く 左 上 変 換 式 を 最 適 化 し た ． そ の _    _ _ そ れ ぞ れ 表 示 領 域 の

6. 実 装

実 装

実 装

実 装

6.1. クライアントサイド

クライアントサイド

クライアントサイド

クライアントサイドの実 装

の実 装

の実 装

の実 装

CMap の 実 装 を 基 本 と し つ つ シ ュ ア イ モ デ ル で 変 換 す る 処 理 を 追 加 し た ラ イ ア ン ト サ イ ド で の 処 理 の 流 れ で の 処 理 の 流 れ を 示 す ． サ ー バ か ら 送 ら れ て き た JavaScript が 取 得 し ，「 街 区 」「 道 路 」「 線 路 」 な ど ブ ジ ェ ク ト ご と に 一 つ ず つ 取 り 出 し モ デ ル を 利 用 し て 座 標 変 換 ， そ し て 要 素 へ 描 画 し て い る ． ま た ， ク エ ス ト パ ラ メ ー タ に 表 示 領 域 の 高 さ と 幅 を 指 定 し て い る が ， フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル で 直 交 座 た め に は 表 示 領 域 の 半 径 が 必 要 で あ る の で パ ラ メ ー タ の 変 更 し た ．

図

図

図

図 4 ク ラ イア ン ト

ク ラ イ ア ン ト

ク ラ イ ア ン ト サ イ ド

ク ラ イ ア ン ト

サ イ ド

サ イ ド

サ イ ド

図

図

図

図 5 JavaScript

の実 装

の実 装

の実 装

の実 装

を 基 本 と し つ つ ， 地 図 デ ー タ を フ ィ ッ 処 理 を 追 加 し た ． 図 4 に ク で の 処 理 の 流 れ ， 図 5 に JavaScript サ ー バ か ら 送 ら れ て き た JSON 形 式 の 地 理 デ ー タ を 「 街 区 」「 道 路 」「 線 路 」 な ど の オ ブ ジ ェ ク ト ご と に 一 つ ず つ 取 り 出 し て フ ィ ッ シ ュ ア イ て 座 標 変 換 ， そ し て HTML の Canvas ， CMap で は サ ー バ へ の リ ク エ ス ト パ ラ メ ー タ に 表 示 領 域 の 高 さ と 幅 を 指 定 し て い る が ， フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル で 直 交 座 標 を 変 換 す る た め に は 表 示 領 域 の 半 径 が 必 要 で あ る の で リ ク エ ス ト

サ イ ド

サ イ ド

サ イ ド

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

で の 処 理 の 流 れ

で の 処 理 の 流 れ

で の 処 理 の 流 れ

JavaScript で の 処 理 の 流 れ

で の 処 理 の 流 れ

で の 処 理 の 流 れ

で の 処 理 の 流 れ

6.2. サーバ

サーバ

サーバサイド

サーバ

サイド

サイドの実 装

サイド

の実 装

の実 装

の実 装

CMap の プ ロ グ ラ ム を 参 考 に し ， ク ラ イ ア ン ト か ら の リ ク エ ス ト の パ ラ メ ー タ を 変 更 に 対 応 す る よ う に プ ロ グ ラ ム を 修 正 し た ． サ ー バ サ イ ド の 環 境 を 表 1 に 記 し ， サ ー バ サ イ ド の 処 理 の 流 れ を 図 6 に 示 す ． ク ラ イ ア ン ト か ら リ ク エ ス ト が 来 た ら ス ト パ ラ メ ー タ を 基 に SQL 文 を 作 成 し ，デ ー タ ベ ー ス へ 問 い 合 わ せ を す る ． そ し て ， デ ー タ ベ ー ス か ら 取 得 し た 地 図 デ ー タ を 後 述 す る JSONP 形 式 に 変 換 し て ク ラ イ ア ン ト に 送 信 し て い る ．

表

表

表

表 1 サ ー バ 環境

サ ー バ 環 境

サ ー バ 環 境

サ ー バ 環 境

図

図

図

図 6 サ ー バ

サ ー バ

サ ー バ

サ ー バ サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

6.3. 通 信

通 信

通 信 方 式

通 信

方 式

方 式

方 式

通 信 方 式 は CMap の そ れ を そ の ま ま JSONP に よ る 非 同 期 通 信 で ，通 信 コ ス ト を 低 減 す る た め に 送 信 デ ー タ を gzip 圧 縮 し て い る ．同 期 通 信 で は リ ク エ ス ト が 送 ら れ る 度 に 画 面 が 更 新 さ れ る た め 画 面 の 変 移 を 滑 ら か に す る こ と が 困 難 で あ る ． そ こ で ， 非 同 期 通 信 を 用 い る こ と に よ り こ の 問 題 を 解 決 し て い る ．

JSONP（ JSON with Padding） と は JSON な デ ー タ 通 信 方 式 で あ る ． ま た ， JSON

Object Notation） と は 構 造 化 さ れ た デ ー タ を 記 述 す る た め に テ キ ス ト に よ る デ ー タ 記 述 法 の 一 つ

サ ー バ OS Ubuntu 8.10 Desktop Edition Web サ ー バ Apache 2.2. DBMS PostgreSQL 8.3 DB 拡 張 PostGIS 1.3.3 プ ロ グ ラ ミ ン グ 言 語 Perl 5.10 ， ク ラ イ ア ン ト か ら の パ ラ メ ー タ を 変 更 に 対 応 す る よ う に プ サ ー バ サ イ ド の ク ラ イ ア ン ト か ら リ ク エ ス ト が 来 た ら Perl で リ ク エ 文 を 作 成 し ，デ ー タ ベ ー ス へ 問 い 合 わ せ を す る ． そ し て ， デ ー タ ベ ー ス か ら 取 得 形 式 に 変 換 し て ク

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

サ イ ド で の 処 理 の 流 れ

そ の ま ま 流 用 し た ． 通 信 コ ス ト を 低 減 す る た 同 期 通 信 で は リ ク エ ス ト が 送 ら れ る 度 に 画 面 が 更 新 さ れ る た め 画 面 の 変 移 を 滑 ら か に す る こ と が 困 難 で あ る ． そ こ で ， 非 同 期 通 信 を 用 い る こ と に よ り こ の 問 題 を 解 決 し て い る ． JSON に よ る 軽 量 JSON （ JavaScript 構 造 化 さ れ た デ ー タ を 記 述 す る の 一 つ で あ り ， JavaScript で の オ ブ ジ ェ ク ト あ る た め 人 間 が 理 解 し や す く ， が 容 易 で あ る と い う 特 徴 が あ こ と に よ り 圧 縮 と 解 凍 に 負 荷 が 掛 か る と い う デ メ リ ッ ト あ る が デ ー タ 転 送 量 が 約 ッ ト を 得 ら れ る ． 実 際 に 送 信 さ れ る デ ー タ の 例 を

図

図

図

図 7 JSO"P レス ポ ン ス

レ ス ポ ン ス

レ ス ポ ン ス

レ ス ポ ン ス

6.4. プロトタイプ

プロトタイプ

プロトタイプ

プロトタイプ

作 成 し た プ ロ ト タ イ プ は る 地 図 尺 度 の 拡 大 と 縮 小 ， 地 図 の 回 転 し て い る ． 画 面 左 上 部 に あ る つ ま み で 地 図 と 縮 小 ， 画 面 下 部 の つ ま み で 地 図 の ま た ， 地 図 を ド ラ ッ ク す る こ と に よ り よ う な 感 覚 で ス ム ー ズ に 視 点 を る ． 本 学 ， 神 田 キ ャ ン パ ス 周 辺 の 地 図 を プ ロ ト タ イ プ で 表 示 さ せ た 画 面 を 図 8 に 示 す

図

図

図

図 8 プ ロ トタ イ プ の 表示 画 面

プ ロ ト タ イ プ の 表 示 画 面

プ ロ ト タ イ プ の 表 示 画 面

プ ロ ト タ イ プ の 表 示 画 面

Desktop Edition Apache 2.2.8 PostgreSQL 8.3 PostGIS 1.3.3 Perl 5.10 オ ブ ジ ェ ク ト を 記 述 す る 構 文 と 同 じ で 理 解 し や す く ， プ ロ グ ラ ム に よ る 処 理 と い う 特 徴 が あ る ． ま た ， gzip 圧 縮 す る こ と に よ り 圧 縮 と 解 凍 に 負 荷 が 掛 か る と い う デ メ リ ッ ト あ る が デ ー タ 転 送 量 が 約 3 分 の 1 に な る と い う メ リ 実 際 に 送 信 さ れ る デ ー タ の 例 を 図 7 に 記 す ．

レ ス ポ ン ス

レ ス ポ ン ス

レ ス ポ ン ス

レ ス ポ ン ス の 例

の 例

の 例

の 例

作 成 し た プ ロ ト タ イ プ は CMap の 標 準 的 な 機 能 で あ 地 図 尺 度 の 拡 大 と 縮 小 ， 地 図 の 回 転 を そ の ま ま 実 装 し て い る ． 画 面 左 上 部 に あ る つ ま み で 地 図 尺 度 の 拡 大 画 面 下 部 の つ ま み で 地 図 の 回 転 が で き る ． 地 図 を ド ラ ッ ク す る こ と に よ り 地 球 儀 を 回 す に 視 点 を 移 動 さ せ る こ と が で き 神 田 キ ャ ン パ ス 周 辺 の 地 図 を プ ロ ト タ イ プ で に 示 す ．

プ ロ ト タ イ プ の 表 示 画 面

プ ロ ト タ イ プ の 表 示 画 面

プ ロ ト タ イ プ の 表 示 画 面

プ ロ ト タ イ プ の 表 示 画 面

7. 評 価

評 価

評 価

評 価

Web ブ ラ ウ ザ に お い て 同 じ 表 示 領 域 で ど れ だ け 多 く の 地 理 情 報 を 表 示 さ せ ら れ る か ． 及 び ， で リ ク エ ス ト を 送 っ て か ら 地 図 描 画 さ れ る か 時 間 が 掛 か る か を 評 価 し た ．

7.1. 表 示 領 域

表 示 領 域

表 示 領 域

表 示 領 域

プ ロ ト タ イ プ と フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を い な い 一 般 的 な 地 図 で 表 示 領 域 が ど う 変 わ る か を の 地 図 を 表 示 さ せ ， 地 図 の 中 心 の 尺 度 を 合 と 地 図 の 表 示 領 域 を 同 一 に し た 場 合 の 評 価 す る ． そ の 結 果 を 図 9， 図 10 に 示 す ． 地 図 の 中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た 場 合 ， は 高 さ と 幅 が と も に 約 330px で あ る の に 対 し ， フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 適 用 し て い な い 地 図 で は あ っ た ． 従 っ て ， プ ロ ト タ イ プ の 表 示 領 域 は フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 適 用 す る こ と に よ り 表 示 領 域 を 約 の 1 に で き る こ と が 分 か っ た ． ま た ， 地 図 の 表 示 領 域 を 同 一 に し た 場 合 注 目 す る 表 示 領 域 の 中 央 を 拡 大 表 示 し ， 中 心 か ら 遠 ざ か る ほ ど 収 縮 さ れ て 表 示 さ れ て い る こ と が わ か る ．

図

図

図

図 9 中 心 の尺 度 を 同 一に し た

中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た

中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た

中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た

図

図

図

図 10 表 示領 域 を 同一 にし た

表 示 領 域 を 同 一 に し た

表 示 領 域 を 同 一 に し た

表 示 領 域 を 同 一 に し た

ブ ラ ウ ザ に お い て 同 じ 表 示 領 域 で ど れ だ け 多 く ， ク ラ イ ア ン ト さ れ る ま で ど れ だ フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 適 用 し て が ど う 変 わ る か を 二 つ を 同 一 に し た 場 し た 場 合 の 2 パ タ ー ン で に 示 す ． ， プ ロ ト タ イ プ で あ る の に 対 し ， フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 適 用 し て い な い 地 図 で は 1000px で 表 示 領 域 は フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 適 用 す る こ と に よ り 表 示 領 域 を 約 9 分 地 図 の 表 示 領 域 を 同 一 に し た 場 合 ， 利 用 者 が 注 目 す る 表 示 領 域 の 中 央 を 拡 大 表 示 し ， 中 心 か ら 遠 ざ る ほ ど 収 縮 さ れ て 表 示 さ れ て い る こ と が わ か る ．

中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た

中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た

中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た

中 心 の 尺 度 を 同 一 に し た 比 較

比 較

比 較

比 較

表 示 領 域 を 同 一 に し た

表 示 領 域 を 同 一 に し た

表 示 領 域 を 同 一 に し た

表 示 領 域 を 同 一 に し た 比 較

比 較

比 較

比 較

7.2. 速 度 測 定

速 度 測 定

速 度 測 定

速 度 測 定

表 2，表 3 に 示 す 測 定 環 境 に お い て 表 4 の Web ブ ラ ウ ザ を 使 用 し ， ×800 px に し て プ ロ ト タ イ プ と 時 間 と 地 図 の 描 画 時 間 ，及 び そ の 合 計 を 平 均 値 を 比 較 し た ． 結 果 を 表 結 果 か ら ， ど の 測 定 環 境 に お い て も が 高 速 で あ り こ と が わ か る ． ま た ， 測 定 環 境 に よ っ て 通 信 に 要 し た 時 間 が 大 き く 変 わ る こ と は な い が の 周 波 数 が 高 い ほ ど 全 体 の 処 理 時 間 が 短 い こ と か ら CPU の 性 能 に 大 き く 依 存 す る 処 理 の 内 訳 を 考 察 す る と ， 描 画 時 間 は 全 体 の 処 理 の 約 に 要 し た 時 間 が 全 体 の 処 理 の 全 体 に 対 す る 描 画 処 理 の 割 合 ま た ，ク ラ イ ア ン ト サ イ ド の 上 し て い く た め ， パ フ ォ ー マ ン ス ー タ サ イ ズ を 削 減 す る こ と が

表

表

表

表 2 測定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

OS Microsoft Windows Vista Business CPU Intel Core

メ モ リ

表

表

表

表 3 測定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

OS Microsoft Windows CPU Intel Core2 Duo

メ モ リ

表

表

表

表 4 測定 に 用 い た

測 定 に 用 い た

測 定 に 用 い た

測 定 に 用 い た

Web ブ ラ ウ ザ Mozilla Firefox Google Chrome Apple Safari

表

表

表

表 5 測定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境 A によ る

に よ る

に よ る

に よ る

10 回 の 平 均 [ms] Firefox 通 信 に 要 し た 時 間 743.9 地 図 の 描 画 時 間 134.9 合 計 878.8 に 示 す 測 定 環 境 に お い て ク ラ イ ア ン ト に 使 用 し ，地 図 表 示 の 領 域 を 800 プ ロ ト タ イ プ と CMap で 通 信 に 要 し た 時 間 と 地 図 の 描 画 時 間 ，及 び そ の 合 計 を 各 10 回 測 定 し 表 5 か ら 表 8 に 記 す ． ， ど の 測 定 環 境 に お い て も Google Chrome が 高 速 で あ り こ と が わ か る ． ま た ， 測 定 環 境 に よ っ て が 大 き く 変 わ る こ と は な い が CPU の 周 波 数 が 高 い ほ ど 全 体 の 処 理 時 間 が 短 い こ と か ら 依 存 す る こ と が わ か る ． ， 環 境 に よ っ て 変 化 す る が 約 3 分 の 1 未 満 で あ り ， 通 信 の 3 分 の 2 以 上 を 占 め る ． 割 合 は そ れ ほ ど 大 き く な く ， の CPU の 性 能 は 加 速 的 に 向 パ フ ォ ー マ ン ス の 向 上 に は 通 信 の デ が 重 要 で あ る ．

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境 A

Microsoft Windows Vista Business Intel Core2 Duo E8400 @3.00GHz

4GB

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境 B

Microsoft Windows Vista Core2 Duo SU9300 @1.20GHz

4GB

測 定 に 用 い た

測 定 に 用 い た

測 定 に 用 い た

測 定 に 用 い た Web ブラ ウ ザ

ブ ラ ウ ザ

ブ ラ ウ ザ

ブ ラ ウ ザ

バ ー ジ ョ ン 3.0.6 1.0.154.48 3.2.2

に よ る

に よ る

に よ る

に よ る プ ロ ト タ イ プ

プ ロ ト タ イ プ

プ ロ ト タ イ プ

プ ロ ト タ イ プ 測 定

測 定

測 定

測 定

Firefox Chrome Safari

743.9 685.5 698.6 134.9 95.4 135.6 878.8 780.9 834.2

表

表

表

表 6 測定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境 B に

測 定 環 境

に

に

に よ る プ ロ ト タ イ プ

よ る プ ロ ト タ イ プ

よ る プ ロ ト タ イ プ

よ る プ ロ ト タ イ プ 測 定

測 定

測 定

測 定

10 回 の 平 均 [ms] Firefox Chrome Safari 通 信 に 要 し た 時 間 695.5 702.1 722.7 地 図 の 描 画 時 間 264.3 159.1 274.9 合 計 959.8 861.2 997.6

表

表

表

表 7 測定

測 定

測 定 環 境

測 定

環 境

環 境 A によ る

環 境

に よ る

に よ る

に よ る CMap 測 定

測 定

測 定

測 定

10 回 の 平 均 [ms] Firefox Chrome Safari 通 信 に 要 し た 時 間 568.7 530.5 536.1 地 図 の 描 画 時 間 73.0 45.7 45.3 合 計 641.7 576.2 581.4

表

表

表

表 8 測定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境

測 定 環 境 B に よ る

に よ る

に よ る CMap 測 定

に よ る

測 定

測 定

測 定

10 回 の 平 均 [ms] Firefox Chrome Safari 通 信 に 要 し た 時 間 549.1 542.4 544.3 地 図 の 描 画 時 間 115.3 78.1 71.5 合 計 664.4 620.5 615.8

表

表

表

表 9 全体 の 処 理に 対 する 描 画 時間 の 割 合

全 体 の 処 理 に 対 す る 描 画 時 間 の 割 合

全 体 の 処 理 に 対 す る 描 画 時 間 の 割 合

全 体 の 処 理 に 対 す る 描 画 時 間 の 割 合

描 画 時 間 の 割 合 [%] Firefox Chrome Safari

測 定 環 境 A プ ロ ト タ イ プ 15.35 12.22 16.26 測 定 環 境 B プ ロ ト タ イ プ 27.54 18.47 27.56

8. お わ り に

お わ り に

お わ り に

お わ り に

8.1. ま

ま

まと

ま

と

とめ

と

め

め

め

本 研 究 で は フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル を 利 用 す る こ と に よ り ， 中 央 付 近 の 地 図 を 拡 大 し て 表 示 し ， 中 央 か ら 離 れ た 周 辺 の 地 図 を 収 縮 さ せ て 表 示 さ せ る 新 し い 地 図 情 報 の 表 示 方 法 を 提 案 お よ び 実 装 を し た ． そ の 結 果 ， 表 示 領 域 を 一 般 的 な 地 図 の 表 示 方 法 に 比 べ 約 9 分 の 1 に す る こ と が で き ， 表 示 領 域 が 同 一 の ま ま よ り 多 く の 地 理 情 報 を 表 示 さ せ る こ と が で き た ． ま た ， デ ー タ 通 信 量 と 地 図 描 画 の 速 度 を 測 定 し 評 価 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， 地 図 の 描 画 は 全 体 の 処 理 の 3 分 の 1 未 満 で あ り ， サ ー バ か ら デ ー タ を 取 得 す る 処 理 が 全 体 の 処 理 の 3 分 の 2 以 上 を 占 め て い る こ と が 分 か り パ フ ォ ー マ ン ス に 多 く の 影 響 を 与 え て い る こ と が わ か っ た ． し か し ， サ ー バ へ の リ ク エ ス ト か ら 1 秒 未 満 で 地 図 の 描 画 が で き 十 分 実 用 的 な 速 度 で あ る こ と を 確 認 し た ．

8.2. 今 後

今 後

今 後

今 後 の

の

の

の課 題

課 題

課 題

課 題

前 述 し た よ う に 処 理 の 多 く の 時 間 を 通 信 に 割 り 当 て え い る ． 従 っ て ， ど の よ う に し て 通 信 コ ス ト を 削 減 す る か が 今 後 の 課 題 で あ る ． プ ロ ト タ イ プ に は キ ャ ッ シ ュ の 利 用 を 実 装 し て い な い ． 従 っ て ， キ ャ ッ シ ュ を 利 用 す る こ と に よ っ て ど れ だ け 通 信 コ ス ト の 削 減 に な る か を 今 後 検 証 す る ． ま た ， フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル で は 地 図 の 尺 度 を 広 範 囲 に す る と 動 作 が 遅 く な る と い う 欠 点 が あ る ． こ の 問 題 を 解 決 す る た め に フ ィ ッ シ ュ ア イ モ デ ル の 変 換 式 の 近 似 し ， 処 理 量 を 削 減 す る な ど シ ス テ ム の 向 上 を さ せ る 予 定 で あ る ．

文

文

文

文 献

献

献

献

[1] Google マ ッ プ ス ト リ ー ト ビ ュ ー ， http://maps.google.co.jp/ [2] 矢 島 健 太 郎 ， 山 崎 優 ， 井 上 潮 ， ”ク ラ イ ア ン ト サ イ ド 描 画 手 法 を 用 い た WebGIS の 提 案 と 実 装 ”， DEIM2009 発 表 予 定 ． [3] 国 土 地 理 院 数 値 地 図 2500.

[4] ALPSLAB ， Fish-Eye powered by Emma ， http://joint.alpslab.jp/fisheye/