測位ログ変換とジオタギング

測位ログ取得

測位端末の「GPS」機能をONにしてから捕捉衛星数を確認する。 4個以上(10個程度が理想)の衛星を捕捉したら測定開始可能。

測位ログ形式

代表的なログ形式を例示する。

NMEA 0183

NMEA形式ともいう。測位信号受信機からの情報を機器間でやりとりする場合に主に使われる。古い受信機で一般的。

$GPRMC,020444.000,V,4046.799,N,14015.405,E,0.00,0.00,120814,,*1D
$GPGGA,020444.000,4046.799,N,14015.405,E,0,00,0.0,-3.800,M,0.0,M,,*4C

GPX

GPS eXchange Format の略。GPS関連アプリケーション間で測位データをやりとりするためのフォーマット。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<gpx
  version="1.1"
  creator="GPSBabel - http://www.gpsbabel.org"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xmlns="http://www.topografix.com/GPX/1/1"
  xsi:schemaLocation="http://www.topografix.com/GPX/1/0 http://www.topografix.com/GPX/1/0/gpx.xsd http://www.topografix.com/GPX/1/1 http://www.topografix.com/GPX/1/1/gpx.xsd ">
<metadata>
<time>2014-08-12T09:21:12Z</time>
<bounds minlat="38.952741667" minlon="139.834936667" maxlat="40.786933333" maxlon="140.256750000"/>
</metadata>
<trk>
  <name>Tracked with OSMTracker for Android™</name>
<trkseg>
<trkpt lat="40.779990000" lon="140.256750000">
  <ele>-3.800000</ele>
  <time>2014-08-12T02:05:09Z</time>
<extensions>
					<speed>13.35189437866211</speed>
				</extensions>
</trkpt>
<trkpt lat="40.779771667" lon="140.256358333">
  <ele>-4.700000</ele>
  <time>2014-08-12T02:05:12Z</time>
<extensions>
					<speed>14.640244483947754</speed>
				</extensions>
</trkpt>
</trkseg>
</trk>
</gpx>

KML

Google Earthで利用されるフォーマット。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<kml xmlns="http://www.opengis.net/kml/2.2"
	xmlns:gx="http://www.google.com/kml/ext/2.2">
  <Document>
    <name>GPS device</name>
    <snippet>Created Sat Apr 18 09:06:55 2015</snippet>
    <LookAt>
      <gx:TimeSpan>
        <begin>2014-08-12T02:04:44Z</begin>
        <end>2014-08-12T02:04:47Z</end>
      </gx:TimeSpan>
      <longitude>140.256554</longitude>
      <latitude>40.779881</latitude>
      <range>1300.000000</range>
    </LookAt>
<!-- Normal track style -->
   :
   :
 (中略)
   :
   :
  </Document>
</kml>

いずれもテキスト形式のファイルである。テキスト形式のファイルは roy環境では less コマンドで確認する。

less file.gpx

SPCで進み、bで戻り、qで終了。

測位ログ(GIS)ファイル形式の変換

測位ログなどが保存されるGISフォーマットは相互に変換することができる。 WebGISで一般的なフォーマットをいくつか挙げる。

GPX - GPS eXchange Format GPSロガーなどで主流
KML - Google Maps を中心としたツールで主流
GeoJSON - 国土地理院Webなどブラウザ上で動作するGISで主流
Shapefile - ArcGIS(Esri) の標準形式で自治体関連データなどで主流

これらはGDALライブラリ付属のツール ogr2ogr で変換できる。

GDAL ogr2ogr による変換

ogr2ogr -f 変換先フォーマット 変換先ファイル 元ファイル

の書式で利用する。ただし、Shapefile は複数のファイルの集合なので、それらを含むディレクトリの指定となる。フォーマット一覧は「ogr2ogr --long-usage」と起動することで得られる。上記一覧にあるフォーマットは以下のとおり。

フォーマット	ogr2ogrの指定
GPX	`"GPX"`
KML	`"KML"`
GeoJSON	`"GeoJSON"`
Shapefile	`"ESRI Shapefile"`

たとえば GPX ファイル(file.gpx)をGeoJSONファイル(file.geojson) に変換するには以下のようにする。

ogr2ogr -f geojson file.geojson file.gpx

QGISによる変換

QGISを利用してGUI操作で変換することもできる。概略のみ示す。

QGISを起動する。
必要ならXYZ TilesからOpenStreetMapなどを表示する(しなくてもよい)。
Ctrl-Shift-V を押してベクタレイヤ追加ダイアログを出す (メニュー: レイヤ(L)→レイヤを追加→ベクタレイヤを追加でもよい)。
「ソース」の入力欄で変換元ファイルを指定し[追加(A)]ボタンを押す。
左下レイヤ一覧に読み込んだデータのレイヤが足されるのでそれを右クリック、「エクスポート → 地物の保存」でダイアログを出し、変換先の形式とファイル名を指定して[OK]を押す。

写真画像と位置情報

カメラ撮影で得られたJPEGファイルには様々な情報が Exif形式で格納されている。roy環境でExifは geeqie コマンド(画像ビューア)か、 jhead コマンドで確認できる。

jhead imgxxx.jpg
File name    : imgp9206.jpg
File size    : 4258266 bytes
File date    : 2015:04:12 18:22:34
Camera make  : PENTAX             
Camera model : PENTAX K-30        
Date/Time    : 2015:04:12 18:22:09
Resolution   : 4928 x 3264
Flash used   : No
Focal length : 28.1mm  (35mm equivalent: 42mm)
Exposure time: 0.050 s  (1/20)
Aperture     : f/4.0
ISO equiv.   : 1600
Whitebalance : Auto
Metering Mode: center weight
Exposure     : aperture priority (semi-auto)
Focus range  : close
GPS Latitude : ? ?
GPS Longitude: ? ?
JPEG Quality : 95

ジオタグの付加方法

ジオタグのない写真画像にジオタグを埋め込む方法を2つ示す。座標を手動で埋め込む方法と、撮影時に同時取得しているGPXファイルがある場合にそれを利用する方法の2つを示す。

手動で埋め込む方法

国土地理院電子地図(https://maps.gsi.go.jp/)を開き、画像の撮影地点を正確に選び、右クリックする。

画面下部に情報が現れる。

38度53分38.99秒 139度49分8.39秒
38.894164,139.818996 ズーム:16

このうち、十進表記の緯度軽度を記録する。

exiftool コマンドを用い、ジオタグを入れたい画像ファイルに緯度軽度を埋め込む。

exiftool -gpslatitude=38.894164 -gpslatitudeRef=N \
	-gpslongitude=139.818996 -gpslongitudeRef=E foo.jpg

オプションの大文字小文字は問わない。

GPXログファイルを利用する方法

写真の撮影時刻を完全に含むGPXログファイルを用意できたら、写真と同じディレクトリに配置し、以下のように exiftool コマンドの -geotag オプションに指定する。

exiftool -geotag logfile.gpx *.jpg

JPEGファイルは何枚でもよい。元のJPEGファイルは _original の名前がついてバックアップが取られる。不要なら消してよい。

ただし、GPXログからの自動付加では正しい位置にならないこともある。この場合は手動で埋め込む方法で付け直す。位置の確認は以下で説明する gpx-photo で行なう。

画像の地図へのマッピング

gpx-photo を用いると、ジオタグを含む写真や、GPXログに含まれる時刻に撮られた写真を OpenStreetMap上に貼り付けることができる。処理したい JPEG ファイルと GPX を引数に与えて gpx-photo を起動する。例を示す。

gpx-photo.rb *.jpg trip.gpx

指定したGPXファイルの .gpx を .html に変えたHTMLファイルが生成される。これをブラウザで開く。

firefox trip.html &

参考文献

国土交通省国土地理院. "世界測地系移行に関する質問集（Ｑ＆Ａ）". GSI HOME PAGE. http://www.gsi.go.jp/LAW/G2000-g2000faq-1.htm, (参照 2015-04-28).
GeoJSON を使いこなすためのWebサービスまとめ

yuuji@koeki-u.ac.jp