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道路と森林破壊の比較

前のレッスンでは、対象エリアについて理解を深めました。このレッスンでは、解析を行って、道路が森林破壊にもたらす影響を算出します。まず、森林破壊の範囲を示すレイヤーを追加します。次に、道路から特定の距離の範囲内のうち、森林破壊されている土地の割合を定量化します。既存の道路と森林破壊の間の関係を見つけることによって、提案された道路を禁止することで防止される森林破壊を後で推定できるようになります。

前のレッスンを完了していない場合は、プロジェクト パッケージをダウンロードして、このモジュールを開始します。

森林破壊状況の調査

前のレッスンでは森林破壊を調べましたが、今回は、ロンドニア州での既存の森林破壊パターンを理解するために、さらに徹底的に調査します。まず、この州での森林破壊を示すレイヤーを追加します。

  1. 必要に応じて、ArcGIS Pro で Amazon Deforestation プロジェクトを開きます。
  2. [シンボル] ウィンドウの下部にある [カタログ] タブをクリックします。

    [カタログ] タブ

    タブを使用して、開いているウィンドウを切り替えることができます。

    注意:

    [シンボル] ウィンドウを閉じた後、[コンテンツ] ウィンドウに示されたレイヤー シンボルのいずれかをクリックして、[シンボル] ウィンドウをもう一度開くこともできます。

  3. [カタログ] ウィンドウで [データベース] を展開してから [Rondonia] ジオデータベースを展開します。[Deforested_Area] フィーチャクラスを [コンテンツ] ウィンドウの [Roads] の下までドラッグします。

    [Deforested Area] レイヤーがランダムな色でマップに追加されます。このデータは、森林エリアと開拓地を特定するための分類手法を用いて衛星画像から取得されたものです。

  4. 必要に応じて、[Deforested Area] レイヤーを詳しく確認できるまで拡大表示します。

    森林破壊エリア

    森林破壊のパターンは道路のすぐ後に続いているため、非公式の道路を示すレイヤーの下にあるレイヤーを確認することが困難な場合があります。

  5. [Deforested Area] のシンボルをクリックします。[シンボル] ウィンドウで [プロパティ] タブをクリックします。
  6. [色] メニューを展開し、ウィンドウの下部にある [色プロパティ] をクリックします。

    色プロパティ

    [カラー エディター] ウィンドウが開きます。[カラー エディター] を使用すると、RGB、HLS、HSV など、さまざまなカラー モデルで色を指定できます。選択した色の透過表示を変更することもできます。

  7. [HEX #] ボックスにカラー コード [E1E1F2] を貼り付けて [OK] をクリックします。

    HEX 色の値

    これで、森林破壊エリアを示すレイヤーが薄紫色でシンボル表示されます。マップ上に現在表示されているレイヤーに色のコントラストが適用されます。レイヤーのデフォルトのアウトラインによって、そのレイヤーの一部が目立たなくなるため、アウトラインを削除します。

  8. [アウトライン] 色を [色なし] に変更して、[適用] をクリックします。

    カスタム HEX 色で示された森林破壊エリア

    このレイヤーのソリッド カラーによって、ベースマップに表示されている森林破壊エリアが覆い隠されます。両方のレイヤーを同時に表示するには、透過表示を調整します。

  9. リボン上の [表示設定] コンテキスト タブをクリックします。

    [表示設定] コンテキスト タブ

    注意:

    このタブが表示されない場合は、[コンテンツ] ウィンドウで [Deforested Area] レイヤーをクリックして選択します。

  10. [効果] グループで、透過表示を「50」% に設定します。

    [Deforested Area] レイヤーの透過表示

  11. [コンテンツ] ウィンドウで [Deforested Area] を右クリックして [レイヤーにズーム] を選択します。

    レイヤーの全体表示 (Z)

    このレイヤーには、1 つのフィーチャのみが含まれています。これは、マルチパート フィーチャ (多くの不連続なエレメントで構成されたフィーチャ) です。通常、森林破壊は、大きい切れ目のない帯状の場所ではなく、小さい区画で発生します。このマップの縮尺では、森林破壊を詳細に見ることは困難です。さらに詳しく見るために拡大しますが、その前に現在のマップ範囲をブックマークします。ブックマークを使用すると、特定のマップ範囲に素早く移動できます。

  12. リボン上の [マップ] タブにある [ナビゲーション] グループで [ブックマーク] をクリックします。

    新規ブックマーク

  13. [新規ブックマーク] をクリックします。[ブックマークの作成] ウィンドウで、ブックマーク名を「Rondonia」に設定して [OK] をクリックします。

    ブックマークを作成したら、マップ内をズームして、州全体のビューにすばやく戻ることができます。

  14. リボン上の [ナビゲーション] グループで、[マップ操作] ボタンが選択されていることを確認します。

    [マップ操作] ボタンが選択されている場合は、対象エリアを描画する際に、そのエリアを選択する代わりに拡大表示します。

  15. Shift キーを押しながら、ロンドニア州の北西隅に四角形を描画します。

    指定した範囲の拡大表示

    マップ上で四角形の範囲が拡大表示されます。拡大すると、森林破壊をさらに詳細に確認することができます。

  16. [コンテンツ] ウィンドウで、[Roads] レイヤーをオフにして無効にします。

    道路に続く森林破壊エリアが途切れ途切れになることがあります。

    森林破壊パターン

    通常、焼畑農法と呼ばれるプロセスを通じて、小規模の細長い森林が破壊されます。焼畑農法では、農家が森林の小区画を伐採して焼き、畑を作ります。伐採された土地での農業にとって、焼かれたバイオマスは肥料の役割を果たします。この農法は、アマゾンを含む世界中で、数世紀にわたって行われてきました。小規模の場合、焼畑農法は持続可能ですが、 大規模の場合、広大な領域が短期間で伐採され、生態系に急激な影響を与える恐れがあります。

    別の顕著なパターンは、次の画像に示すように、森林破壊が、かなりはっきりした境界で突然終わる場合があることです。

    森林破壊パターン 2

    上の例では、これらの境界は、森林破壊が禁止されているか、大幅に制限されている保護されたエリアで定義されています。保護されたエリアには、保護された森林および先住民の領域という 2 種類があります。これら 2 つのカテゴリのフィーチャクラスは、プロジェクト データ ジオデータベース内にあります。両方のデータを追加して調べても構いませんが、このプロジェクトで必要なのは、保護された森林のデータのみです。

  17. リボンの [マップ] タブをクリックします。[ブックマーク] をクリックして [Rondonia] を選択します。
  18. [カタログ] ウィンドウから [Protected_Forests] レイヤーを [Roads] の下に追加します。

    [Protected Forests] レイヤーがランダムなシンボルでマップに追加されます。このエリアは原生林のため、緑色でシンボル表示します。

  19. [コンテンツ] ウィンドウで、該当するシンボルをクリックして、色を [HEX # 32936F] に変更します。
  20. [表示設定] タブで、透過表示を「50」% に設定します。

    シンボル表示された保護林

    保護されたエリアは、森林破壊に対する効果的な抑止力になっているようです。これで、森林破壊の予防策の 1 つがわかりました。次は、その原因を調査しましよう。これまでは、高密度の道路網によってマップ上の他のレイヤーが目立たなくなるため、[Roads] レイヤーをオフにしていました。ここでは、それらの道路を詳細に調べ、それらがどのように森林破壊に関係しているかを確認します。

  21. ロンドニア州の北西隅をもう一度拡大表示して、[Roads] レイヤーをオンにします。

    森林破壊と道路の関係

  22. リボン上の [表示設定] タブにある [効果] グループで、[スワイプ] をクリックして、[Roads] レイヤーが [コンテンツ] ウィンドウ内で選択されていることを確認します。

    マップの上にポインターを合わせると、ポインターが矢印に変わります。

  23. マップをクリックし、上下にスワイプして、[Roads] レイヤーの表示設定のオン/オフを切り替えます。

    道路と森林破壊の間には、強い関係があります。実際、アマゾンの熱帯雨林の森林破壊のうち、95 パーセントは道路から 5.5 キロメートル以内で発生しています。道路によって、それ以外の手段では侵入できない熱帯雨林に入ることができ、木材の運搬が容易になります。各都市を結ぶ公式の道路とは異なり、非公式の道路は熱帯雨林の奥地に入り、地方の各土地を結びます。

    目標は、提案された道路の建設が許可された場合に、どの程度の森林破壊が発生するかを推定することです。これを推定するために、まず、森林破壊が既存の道路にどの程度関連しているかを明らかにします。

既存の道路の近傍における森林破壊箇所の発見

分析を行う前に、既存の道路網からサンプル エリアを選択します。道路網には、20,000 を超える大量のフィーチャが含まれています。すべてのフィーチャの分析の実行には、長時間を要します。サンプル エリアを選択すると、結果に若干の影響を与えますが、大きな影響はありません。

  1. [コンテンツ] ウィンドウで、[Roads] 以外のすべてのレイヤーと [衛星画像] ベースマップをオフにします。
    注意:

    すべてのレイヤーのオン/オフをすばやく切り替えるには、Ctrl キーを押しながら、レイヤーのチェックボックスのいずれかをクリックします。

  2. リボン上の [マップ] タブにある [選択] グループで、[選択] をクリックして、州の北西部に四角形を描画します。

    州の北西部の選択

    注意:

    選択内容が完全に一致する必要はありません。

    四角形の内側のフィーチャがマップ上で選択されます。選択エリアの外に伸びている一部の道路が選択されます。あるフィーチャの一部が選択エリア内にある場合、そのフィーチャ全体が選択されます。

    選択されたフィーチャ

    道路のサンプルを選択したら、そのサンプルの解析を開始できます。これには、[バッファー (Buffer)] ツールを使用します。[バッファー (Buffer)] ツールを実行すると、入力フィーチャから一定の間隔でオフセットが作成されます。森林破壊データにより、ほとんどの森林破壊が道路から 5.5 キロメートル以内で起きていることがわかるため、そのエリアを表すポリゴン フィーチャを作成します。

  3. リボンの [解析] タブをクリックします。[ジオプロセシング] グループで、[ツール] をクリックします。

    ジオプロセシング ツール

    [ジオプロセシング] ウィンドウが表示されます。お気に入りのカスタマイズ可能なビューが表示されます。[シンボル] ウィンドウの [ギャラリー] と同様に、これらの選択肢はよく使用する項目です。

  4. [ジオプロセシング] ウィンドウで、[お気に入り] にある [バッファー] (解析ツール) をクリックします。

    [バッファー (Buffer)] ツール

    [バッファー (Buffer)] ツールのパラメーターが [ジオプロセシング] ウィンドウで開きます。このツール ウィンドウで、このツールの実行に必要な入力データセットといくつかのパラメーターを設定します。これらのパラメーターのうちの 1 つは、バッファーの距離、つまり入力フィーチャからバッファー エリアが広がる距離を設定します。アマゾンの森林破壊の 95 パーセントが道路から 5.5 キロメートル以内で発生していることがすでにわかっています。この距離を超える場所では森林破壊の発生が比較的少ないため、この距離が適切なバッファーの距離になります。

  5. [入力フィーチャ][Roads] を選択し、[出力フィーチャクラス] で、名前が [Roads_Buffer] であることを確認します。

    バッファーの入力フィーチャ

    注意:

    選択したフィーチャを含むレイヤーに対してジオプロセシング ツールを実行すると、選択したフィーチャの処理だけが行われます、

  6. [距離] に「5.5」と入力し、[距離単位][キロメートル] に変更します。

    変更する必要のあるその他のパラメーターは、[ディゾルブ タイプ] のみです。デフォルトでは、[バッファー (Buffer)] ツールは入力レイヤー内のフィーチャごとにバッファーを作成します。選択した Roads レイヤーには多数のフィーチャが含まれており、互いに極めて近接しているため、[バッファー (Buffer)] ツールは大量の重なり合うバッファー フィーチャを作成します。[ディゾルブ タイプ] パラメーターを変更することで、[バッファー] ツールは 1 つのフィーチャを出力として作成するようになります。

  7. [ディゾルブ タイプ][すべての出力フィーチャを 1 つのフィーチャにディゾルブ] を選択します。
    注意:

    パラメーターの内容や選択するオプションがわからない場合は、そのパラメーターにポインターを合わせて、表示される情報ボタンをクリックします。

  8. 残りのパラメーターをデフォルト値のままにして [実行] をクリックします。

    [バッファー (Buffer)] ツールの実行

    このツールの実行が終了すると、結果レイヤーが [コンテンツ] ウィンドウに追加されます。

  9. [コンテンツ] ウィンドウで、[Roads_Buffer] レイヤーを [Deforested Area] の下までドラッグします。

    選択したバッファー

    バッファーの大部分が [Deforested Area] レイヤーと重なっていますが、均一ではありません。バッファーの北西部には、道路に近くても森林破壊が比較的少ないエリアが多数存在しています。

    バッファー内で森林破壊されている割合を計算するには、バッファー内の森林破壊のレイヤーが必要になります。このレイヤーを作成するには、[クリップ (Clip)] というジオプロセシング ツールを使用します。[クリップ (Clip)] ツールは、あるレイヤーの範囲をクリップして別のレイヤーの範囲に変換します。

  10. リボン上の [選択] グループで [選択解除] をクリックします。

    道路の選択が解除されます。

  11. [ジオプロセシング] ウィンドウの戻るボタンをクリックします。
  12. [クリップ (Clip)] ツールを検索して [クリップ] (解析ツール) を選択します。

    [クリップ (Clip)] ツール

  13. [入力フィーチャ][Deforested Area] を選択します。[クリップ フィーチャ][Roads_Buffer] を選択します。
  14. [出力フィーチャクラス] で、[Deforested_Area_Clip] がデフォルトのジオデータベースに保存されていることを確認して [実行] をクリックします。

    [クリップ (Clip)] ツールの実行

    このツールの実行が終了すると、該当するレイヤーがマップに追加されます。

    Deforested Area のクリップ

道路の近くの森林破壊されているエリアの割合の計算

2 つのレイヤーが作成されています。1 つのレイヤーには、サンプル エリア内の道路から 5.5 キロメートル以内のエリアが表示されます。もう 1 つのレイヤーには、このバッファー内の森林破壊が表示されます。次の目標は、バッファー内で森林破壊されている割合を計算することです。この割合を求めるために、新しい属性フィールドを計算します。

  1. [コンテンツ] ウィンドウで、[Deforested_Area_Clip] レイヤーを右クリックして [属性テーブル] を選択します。

    [属性] テーブルを開く

    [属性] テーブルが開きます。このテーブルには、フィーチャに関連付けられたすべてのデータ (つまり、属性) が表示されます。[Deforested_Area_Clip] レイヤーには、すべてのポリゴン フィーチャクラスに対して自動的に作成される [Shape_Length] (周長) および [Shape_Area] という 2 つのジオメトリ フィールドがあります。

  2. [Shape_Area] の値をクリックして選択し、Ctrl + C キーを押してコピーします。

    形状面積の値のコピー

    計測単位はこのテーブルでは得られませんが、レイヤーの座標系情報で指定されます。このデータの投影法は、南米アルベルス正積図法です。ジオプロセシング ツールから作成された出力レイヤーは、それらの入力と同じ投影法を使用します。投影法名の下には、投影法に関する、距離単位 (投影法で使用される計測単位) などの技術的情報が表示されます。南米アルベルス投影法の場合、距離単位はメートルです。そのため、属性テーブルの Shape_Area フィールドの単位は平方メートルです。

    注意:

    形状面積は、選択内容のサイズとバッファー処理によって異なる場合があります。

  3. [コンテンツ] ウィンドウで、[Roads_Buffer] レイヤーを右クリックして属性テーブルを開きます。
  4. [フィールド] の横にある [追加] をクリックします。

    新しいフィールドの追加

    [フィールド] テーブルが開きます。このテーブルでは、フィールド名、エイリアス、データ タイプ、その他の詳細を編集できます。

  5. [フィールド] テーブルの下部で、ハイライト表示されている新しいフィールドをクリックして、そのフィールドの名前を [Percent_Deforested] に設定します。
  6. [エイリアス] に「Percent Deforested」と入力し、[データ タイプ][Double] を選択します。

    新しいフィールド タイトル

    フィールド タイプは、そのフィールドに格納できる値の種類を決定します。Double タイプの場合、10 進数を格納できます。[エイリアス] では、フィールドに型通りのわかりやすい名前を設定します。フィールド名には、テキスト、数値、およびアンダースコア (_) のみを含めることができます。エイリアスには、それ以外の文字も含めることができます。フィールド エイリアスは、テーブルおよび [コンテンツ] ウィンドウに表示され、実際の名前はデータに格納されます。

  7. リボン上の [フィールド] タブにある [変更] グループで [保存] をクリックします。

    新しいフィールドの保存

  8. [フィールド] テーブルを閉じます。
  9. [Roads_Buffer] テーブルで [Percent Deforested] を右クリックして [フィールド演算] を選択します。

    フィールド演算 (Calculate Field)

    [フィールド演算 (Calculate Field)] ツールが [ジオプロセシング] ウィンドウで開きます。[フィールド演算 (Calculate Field)] ツールは、式を作成するよう要求する点で [属性条件で選択 (Select By Attributes)] ツールと類似しています。このツールでは、式を作成できるように、属性テーブル内の既存のフィールドの他に、標準的な数学演算子および数学関数が提供されます。

    割合を求めるには、Deforested_Area_Clip レイヤーの面積を Roads_Buffer レイヤーの面積で割って得られた値に 100 を掛けます。ここに表示されるデータの方程式は次のとおりです。

    14952120745.454967/!Shape_Area!*100

  10. [Percent_Deforested=] ボックスに、[Deforested_Area_Clip] からコピーした数値を貼り付けます。

    クリップされた領域内での森林破壊エリアの値の貼り付け

  11. 演算のリストで、除算記号をクリックします。[フィールド] リストで [Shape_Area] をダブルクリックします。
  12. 乗算ボタンをクリックして、「100」と入力します。[Run] をクリックします。

    [Percent_Deforested] フィールド

    注意:

    式の先頭にある面積値は、選択した面積の例によって異なる場合があります。

    計算が完了すると、パーセント値が [Roads_Buffer] 属性テーブルに追加されます。この例の面積値に基づいた場合、返される値は約 48 パーセントになります。計算された値はこの値と異なる可能性がありますが、2~3 パーセントよりも大きく異なることはほとんどありません。

    Percent_Deforested

    これで、道路から 5.5 キロメートル以内で森林破壊された土地の割合が求まりました。新しい道路がこのサンプル エリア内に建設される場合、その道路から 5.5 キロメートル以内では、同様の割合の土地が森林破壊されると予測することができます。

    この割合の値はすでにわかっているため、Deforested_Area_Clip レイヤーは不要になりました。このレイヤーをマップから削除します。Roads_Buffer レイヤーは、その属性に割合の値が格納されているため維持しますが、オフにします。

  13. [Roads_Buffer][Deforested_Area_Clip][属性テーブル] を閉じます。
  14. [コンテンツ] ウィンドウで [Roads_Buffer] レイヤーをオフにします。[Deforested_Area_Clip] を右クリックして [削除] を選択します。

    レイヤーの削除

    このレイヤーがマップから削除されます。このレイヤーはまだ [Rondonia] ジオデータベースに保存されているので、必要に応じてマップにもう一度追加することができます。

  15. [Rondonia] ブックマークに戻り、プロジェクトを保存します。

このレッスンでは、ロンドニア州で道路網が森林破壊にもたらす影響を算出しました。次のレッスンでは、この割合を使って、建設候補道路の影響を予測します。