ヒートマップの3D表現に成功

千葉県縄文遺跡分布図のヒートマップを作成し、その3D表現を試みたところ即座にできました。遺跡数が多い場合、遺跡プロット図よりヒートマップの方が全体像を把握しやすいですが、3D表現にすればさらに直観的に遺跡分布を捉えることができます。今後有力な表現方法になりそうです。

千葉県縄文遺跡分布ヒートマップ　表現1 by arakiminoru on Sketchfab

千葉県縄文遺跡分布ヒートマップ　表現1

作業図　左はQGIS画面、右はプラグインのQgis2threejs画面

千葉県縄文遺跡分布ヒートマップ　表現2 by arakiminoru on Sketchfab

千葉県縄文遺跡分布ヒートマップ　表現2

作業図　左はQGIS画面、右はプラグインのQgis2threejs画面

QGIS3.0.3を試用してみる

2018.03.15記事「QGIS3.0を試用してみる」でQGIS3.0.1の試用感想を書きましたが、バージョンアップも進み3.0.3になりましたので再度自分が実用するために試用してみました。3月で疑問だった次の2点が解消しましたのでメモします。

1　ヒートマップアイコンの場所変更
QGIS2.18.9ではヒートマップは「ラスタ」にあったのですが、QGIS3.0ではプロセッシングツールボックスに場所変更になりました。「データ補完」のなかにあります。

QGIS3.0　ヒートマップアイコンの場所

2　地理院地図の表示
QGIS2.18.9では地理院地図をTileLayerPluginを使って表示していました。QGIS3.0ではTileLayerPluginは使えなくなりました。代わりにブラウザパネルのXYZTileを使います。

QGIS3.0　地理院地図表示方法

QGIS3.0　XYZTileに記入するURLの例（地理院WEBサイト）
地理院WEBサイトには多様な地図が用意されています。

ヒートマップ画像の改良

遺跡や遺構に関わる空間情報をヒートマップで表現することが多くなっています。

ヒートマップに等高線のような輪郭線を補助的に加えるとより見やすくなることに気が付きました。

生のヒートマップ

等高線のような輪郭線を加えたヒートマップ

生のヒートマップを使った分布図

輪郭線を加えたヒートマップを使った分布図

輪郭線はPhotoshopでレイヤーを複製し、その複製レイヤーについてフィルター→表現手法→輪郭のトレース（レベル188、エッジ…指定レベル以下の画像の廻り）で作成し、乗算により背景と重ね合わせ表示しました。

輪郭線を補助的に記入することにより、ヒートマップ表現の価値を高めることが出来ると考えます。

参考 ヒートマップ半径パラメータの値と画像変化

花見川流域を歩く本編ブログ2016.08.17記事「上谷遺跡　遺構分布図作成」でヒートマップを作成しました。

参考までにヒートマップの半径パラメータの値によって画像パターンがどれほど変化するか、資料を掲載します。

ヒートマップとは、イメージ的に説明すると、分布ドット毎に半径を指定した円を描き、その円がたくさん重なったところを赤、1つしか円がないところを青とし、その中間の重なりの程度毎にを燈、黄、緑で表示したものです。

半径パラメータを小さい値にすれば元の分布ドットに近い分布図に、大きな値にすれば全体を一つの分布にするようなパターンになります。

半径パラメータの設定方法は分析の目的に応じて適切なものを選ぶ必要があります。

参考　上谷遺跡　竪穴住居ヒートマップ　半径パラメータ10m

参考　上谷遺跡　竪穴住居ヒートマップ　半径パラメータ25m

参考　上谷遺跡　竪穴住居ヒートマップ　半径パラメータ50m

参考　上谷遺跡　竪穴住居ヒートマップ　半径パラメータ100m

今回の作業では半径パラメータ50mを採用しています。

墨書土器出土数グラフ分布図とヒートマップ図

ブログ「花見川流域を歩く」で鳴神山遺跡の墨書土器出土数グラフ分布図を作成しました。

この図は地図太郎PLUSで、csvデータ結合によりグラフ表示したものです。

自分としては現在の問題意識と合致した表現になっていて、とても訴求力のある分布図だと感じています。

一方、これまでQGISの機能を利用して各種分布図をよりわかりやすくするためにヒートマップを作成してきています。

墨書土器出土数の密度高-低をヒートマップで示すとどうなるか、同じ情報で試してみました。

円グラフ表示

ヒートマップ表示
半径パラメータ20ｍ

ヒートマップ表示
半径パラメータ50ｍ

遺構別墨書土器出土数が円グラフ表示では遺構別状況がわかるので、より具体的情報になっています。

一方、ヒートマップは平均化されて土地に色が塗られています。

現在の問題意識では円グラフ表示の方がはるかに自分の思考展開に役立ちます。

ヒートマップはそれなりに墨書土器多出場所を示しますが、靴の上からかゆい足を掻いているような状況になります。

問題意識やテーマによって表現方法（分析方法）を操ることが大切であると感じました。

ヒートマップのカラーマップ

ある偶然で「ヒートマップ」という単語で画像検索したところ、自分が常用しているヒートマップの色ではなく、別の特定の色（カラーマップ）を使っているものが多いことに気が付きました。

世の中で流行している色の方が見栄えが良い（白色がなく分布強弱をより直感しやすい）ので、これから自分が作るヒートマップの色は流行色に変更することにします。

白幡前遺跡1Bゾーンの墨書土器分布のヒートマップ
これまでの自分が使ってきたカラーマップ（RdBu）

白幡前遺跡1Bゾーンの墨書土器分布のヒートマップ
これから使う予定のカラーマップ（Spectra110）

千葉県・茨城県（一部）の奈良時代・平安時代遺跡分布のヒートマップ
これまでの自分が使ってきたカラーマップ（RdBu）

千葉県・茨城県（一部）の奈良時代・平安時代遺跡分布のヒートマップ
これから使う予定のカラーマップ（Spectra110）

墨書土器データのヒートマップ作成

WEBサイト明治大学日本古代研究所からダウンロードした全国墨書・刻書土器データベース（csvファイル）をアドレスマッチングにより地図にプロットし、その情報にもとづいてカーネル密度推定（半径パラメータ20000ｍ）によりヒートマップを作成してみました。

（ヒートマップ作成はQGISの機能を利用しました。アドレスマッチングは東京大学csvアドレスマッチングセンターの機能によりました。地図作成に係る各種調整は地図太郎PLUSの機能を利用しました。）

アドレスマッチングにより作成したプロット図は、一見もっともらしいのですが（「つくった」というレベルのプレゼンテーションならこれで十分ですが）、実はとても「不公平」なドット図です。

1遺跡から墨書土器が1点出土しても1ドットになります。一方、同じ大字に数か所の遺跡があって、それぞれから数百点の墨書土器が出土してもドットは1点です。

こうした「不正確性」（「不公平」）を除去するのにヒートマップは威力を発揮します。またヒートマップはアドレスマッチングによる位置の不正確性を除去するという効果もあります。（ブログ本編2014.09.09記事「遺跡分布ヒートマップ図の原理的有効性」参照）

1　全国対象ヒートマップの作成
墨書土器出土数の少ない北海道と沖縄を除いた全国のヒートマップを作成しました。

ヒートマップ作成に用いたドット図
画像としてのドット図は上で説明したように誤解を招くような側面をふくんでいます。
電子的なドット情報は約11万7千データあり、1ドットに千以上のデータが重なっているところもあります。

作成したヒートマップ
赤が墨書土器出土密度が最も高く、次いで白、青が最も低いことを示しています。

参考　ドット図とヒートマップのオーバーレイ図

2　本州主要部のヒートマップ図
1で作成した地図のうち本州主要部を拡大してみました。

ヒートマップ作成に用いたドット図

作成したヒートマップ

参考　ドット図とヒートマップのオーバーレイ図

これらの地図について詳しく検討することは、別の機会に行い本編ブログで記事にしたいと思っています。

ただ、関東平野の墨書土器出土高密度地域（赤のゾーン）が千葉（下総国）と群馬-埼玉-東京-神奈川の2箇所に分かれて分布していることに大いに興味が湧いたことをメモしておきます。

千葉（下総国）の赤ゾーンは名実ともに日本最大の墨書土器出土地であると考えます。

一方、群馬-埼玉-東京-神奈川に連担して拡がる赤ゾーンは関東西部山地の麓の山野辺の道沿い（東山道と東海道の連絡路沿い）であり、現代都市構造と大きく異なる古代の集落連担地構造が良く見えます。

この二つの赤ゾーンが律令国家初期の蝦夷戦争において果たした役割の違いや相互関係に興味が湧きます。

私にとって、関東平野の駅路網の意義を直感的に深めることができる情報となっています。