２００３年４月２６日記
２００３年５月１日改訂

コンピュータ支援地理教育システム

〜地理学・地球科学データアーカイブ高度利用システム〜

趣旨

デジタルアーカイブの高次情報を用いた高度利用技術を研究する。地理アーカイブ、地球科学データ等に対象を絞り認知科学と情報科学の最新の成果を応用してＣＡＩシステムを構築する。

システムの概要

地理アーカイブのデータを中心に、地理学上の概念と各種のアルゴリズムを組み合わせて、３次元表示装置上に、教育用データを表示する。さらに、学習支援のための情報を学習者と双方向で交換する。


システム構築の目的
“地理情報デジタルアーカイブの構築と高度利用“プロジェクトで構築されるアーカイブデータの高度利用を主な目的とする。そのための基盤技術として” マルチメディア情報を処理対象としたソフトウェア開発支援“を研究する。アーカイブデータの利用例として、”教育支援システムの試作“を行う。その他、基盤技術とシステム試作を行う。

この研究の主な内容：
地図認識学習の支援を目的とした教育支援システムを開発し、その有効性の評価実験を行う。

システム構築の方針
利用データ：地理プロジェクトのデータを用いる。その他、地理学科・地球学科、学界等で流通しているデータなどを用いる。
意味概念：最初に地理教科書に現われる概念を扱う。その他、地理学、地球科学上の概念を扱う。
認知モデル：まず、小笠原課題の方法を用いる。その後で他の方法も検討する。
アルゴリズム：通常は手続き型グラフアルゴリズムを用いる、可能な場合は、グラフ書き換え系を用いる
設備：学術フロンティアで購入する３次元表示装置を用いる

システムの概要

基本機能：
形状概念（丸い、四角い、細い、太いなどの図形的概念）を入力して、意味概念（河川、山、谷、扇状地などの地理的概念）を抽出する。さらに、地質などの地形的概念から意味概念を抽出する。
入力：

地理データ（地形、地質、環境データなど）。（地理プロジェクト、地球学科等から渡される）

意味概念（河川、山、谷、扇状地など地理的概念）。（小笠原グループが検討する）

出力：

例：扇状地が色分けされた地形データ

形式：３次元表示

方法：

認識方法←小笠原グループが検討する。

プログラム←グラフアルゴリズムを応用する。記述言語はVRML,OPEN−GLなど（予定）（夜久グループが作る）

３次元画像表示装置を用いる。

システムのソフトウェア構成
システムは以下の部分システムの集合体である。
各システムの機能
概念抽出システム
入力：

地形情報、環境情報

出力：

意味概念付き地形情報（３次元表示装置）

 

概念表示システム

入力：

地形情報、環境情報

概念（河川、山脈など）

出力：

概念付き地形情報（３次元表示装置）

 

回答判定システム

入力

出題者：地形情報、対象地点

回答者：概念

出力

正誤

説明

学習者の回答を自動採点

 

俯瞰図表示システム

入力

概念付き地形情報

位置（マウス等）

出力

位置から見た地形（３次元表示装置）

 

データ形式変換システム

入力

地形情報（地図アーカイブデータ形式）

出力

地形情報（３次元表示装置用データ形式）

説明

３次元データ表示装置のための前処理

 

地質表示システム

入力

地質図

視点位置

出力

３次元地下地形図

備考

火山、地質など

 

空間情報表示システム

入力

地上空間のデータ

視点位置

出力

視点位置から見たデータ