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大学生が挑戦。GISを使って過去の災害データを可視化・継承する

東京大学「課題『デジタルツインでミライに/を可視化する』オープン講評会」レポート

2023年7月10日、東京大学教養学部(前期課程)の授業「情報メディア基礎論」の課題『デジタルツインでミライに/を可視化する』のオープン講評会がオンラインで開催された。オープンデータ「PLATEAU」やOSS「Re:Earth」などのツールを活用し、記憶の継承/未来をイメージしようというもので、教養課程の1、2年生が課題に取り組んだ。

文:
大内孝子(Ouchi Takako)
編集:
北島幹雄(Kitashima Mikio)/ASCII STARTUP
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3D都市モデルとストーリーテリングで歴史を見せる

位置情報や画像を使ったデジタルアーカイブ研究で知られる渡邉英徳教授(東京大学大学院 情報学環)が主催するこの授業では、学生が自ら手を動かし、ツールやデータを用いて歴史の可視化に挑戦する。講評会には、国土交通 Project PLATEAUの内山裕弥氏、Developer Advocate at Microsoftの千代田まどか氏(ちょまど氏)、東京都副知事の宮坂学氏がゲストレビュアーとして参加した。

冒頭で、渡邉教授から授業の位置づけ、狙いが紹介された。今回、提出された作品は教養学部前期課程、つまり1、2年生の課題として課しているもので、情報メディア基礎論という授業の最終成果となる。授業の狙いとしては、「基本的な素養として、位置情報や地図を使って何かしらの視点を表現すること、ほかの人に伝えるというところに触れてもらう」というところにある。

プラットフォームとして用いるのはWebGISプラットフォーム「Re:Earth」で、本格的なコーディングスキルは課されていない。実際、授業にはいわゆる文系の学生と理系の学生が混在している状態で、あくまで基礎的な素養としてデジタルツインを用いたデータ表現を身につけようということが主眼にある。そのためのツールとして、オープンデータであるPLATEAUを活用しようということだ。

授業は6月5日から始まり、そこから約1カ月で、問いを立て自分の作品に仕上げていく。オープン講評会当日は約40以上の提出作品の中から選出された6作品がプレゼンテーションを行い、最後に一般視聴者も含めた投票結果が発表された。

「核兵器技術史―その進化と危険性を正しく理解し平和を考える―」

1位となったのは「核兵器技術史―その進化と危険性を正しく理解し平和を考える―」。核兵器がどのように進化してきたのか、進化した現代の核兵器が使用されたとき、どのような被害が出るのかの2つに焦点を当てた作品だ。いつかは核兵器の歴史を終わらせねばならないと考えるきっかけになることを願って作成したという。

前半は核兵器の歴史をタイムラインに沿って見るアニメーションパートだ。人類初の核実験である「トリニティ実験」から時系列で現在まで見ていく。後半は、現在・未来の東京都が核攻撃を受けたらどのような被害が出るかをシミュレーションするパートになっている。

核兵器技術史―その進化と危険性を正しく理解し平和を考える―
左下のアニメーションウィジェットを操作して進行していく

「Re:Earth」の代表的な機能であるストーリーテリングを使って時系列順に核兵器技術の変遷を見せていく。また、自作プラグインを導入することで、ストーリーの進行に同期してストーリーテリングの時間も進んでいくようになっている。

また、「Cesium(Re:Earthのベースとなる3D地理情報プラットフォーム)」のタイムアニメーション機能によって3Dモデルを「Re:Earth」上で動かすことで動的な可視化を実現している。ミサイルの弾道軌道は、簡易的な軌道計算シミュレーターを用いて軌道要素から時系列データを作成し、描画しているという。

核攻撃のシミュレーションでは、「起爆する地点」「核出力」などをセットすることで、指定した地点で核爆発が起った際の死者数を近似式に基づいて推定している。表示される球体は、外側から「熱放射」「爆風」「初期放射線被爆半径」、最も内側の球体は、核爆発によって生じる「火球」を表している。PLATEAUの3D都市モデルを実際の都市と重ね合わせることで、より核兵器が使用された際のイメージがわかるようになっている。

核攻撃のシミュレーション

宮坂氏は3次元的に見せることのパワフルさが伝わってくる作品だとし、改めてデータをビジュアル化することによる問題提起の力を再認識したと語る。

内山氏も、見せ方としてもPLATEAUの使い方としても非常によく作られていると高く評価した。生々しくなりすぎない表現に留めつつ、ビジュアルのインパクトを出すなどGISデータを扱うセンスの良さも指摘している。ちょまど氏も完成度の高さに驚いたと言う。

渡邉教授は、技術面もそうだが難しいテーマに向き合い、真剣に可視化した点に言及した。「何万人、何百万人もの人が亡くなるような兵器について可視化を行うには、どこかで自分の感情と切り離してわかりやすく伝えることに専念する必要がある。これは渡邉研で災害のデジタルアーカイブをする際に常に直面する問題だが、それを乗り越え、作品を完成させたところが素晴らしい」と語った。

渋谷の変遷、感染症の歴史、津波避難の記録など、さまざまな事象を可視化した5作品

残りの5つの作品についても紹介していこう。いずれも完成度が高く、技術的な観点だけでなく、扱うテーマを調査し、何を伝えるべきかがしっかり整理されている作品ばかりだ。以降は発表順となる。

「渋谷の変遷」

渋谷の変遷

現在「100年に1度」といわれる大規模な再開発が行われている渋谷。渋谷のこれまでの歩みと、次の100年間でどのような風景が広がるかを「Re:Earth」上で可視化した作品。変わり続ける渋谷に人類の歴史を感じ、同時に未来の作り方について考えてほしいとの思いから制作したという。

戦前から始まり第2次世界大戦中の空襲被害、戦後の発展を経て、パルコや109が建ち若者が集う街になっていく。そして渋谷スクランブルスクエアやMIYASHITA PARKのほか、さらなる開発が進む渋谷の歩みが時系列で語られる。ユーザー自身で探索することも可能となっている。

戦前の渋谷の航空写真
空襲を受けた渋谷の様子

色付けされた建物はまだPLATEAUのデータに反映されていないもの。透過の建物は建設予定のものとなっている。

PLATEAUで表現した未来の渋谷

内山氏は、PLATEAUとGISマップを組み合わせ、ストーリーテリングで見せるひとつのモデルになっていると評価する。PLATEAUのデータはあくまでスタティックデータであり、今の時点とも昔の時点とも異なる部分はある、それを使って都市の変化を可視化するというのはよい着眼点だと語る。一方で、そこに、よりミクロな視点が加わると文化の変化も合わせて表現できたのではないかとする。

渋谷は好きな街だというちょまど氏は、ヒストリーを地図に重ねて写真と一緒に見せてくれる壮大な物語を見ているようでとても楽しかったと述べた。宮坂氏は渋谷を変化の象徴として捉えた点を評価した。ただ、「考えるべき未来は何か?」という問いがもっとストーリーの中に入ってきてもよかったのではないかと語った。

「逆行して見る太平洋戦争」

逆行して見る太平洋戦争

太平洋戦争をテーマに歴史をさかのぼって見ていく作品。時間をさかのぼって見ていくことで、別の視点を見出すことができるのではないかと考えたという。1945年8月15日を起点に、終戦の日から1941年の12月7日までをさかのぼるような形でストーリーマップが展開される。

World War II Database」やNHKアーカイブスの「太平洋戦争ヒストリーマップ」などを参考にして太平洋戦争で起きたさまざまな出来事をピックアップし、現在のマップの上に画像をオーバーレイで重ねている。さかのぼって見ていくことで、背景に存在する因果関係が見えやすくなるとする。

終戦の日を起点にさかのぼっていく
シンガポール占領(当時の古地図を利用した)
真珠湾攻撃

ちょまど氏は、さかのぼることによる因果関係の見えやすさ、昔の写真とオーバーレイすることでポイントがわかりやすく学べる点など、歴史を学ぶひとつの方法として評価した。宮坂氏も同様に、「歴史を逆行して見る」という視点のおもしろさに言及した。

内山氏は、非常に完成度の高い作品だとしつつ、起点を置いてさかのぼることに付随する恣意性を指摘した。その点は、作者も制作をする過程で感じていた難しさだという。渡邉教授は、逆算しようとするとたしかに恣意的にならざるを得ないという歴史を扱う難しさを見せてくれた作品だったと総括した。

「感染症の歴史を追う――視覚化の可能性とともに」

感染症の歴史を追う――視覚化の可能性とともに

感染症をテーマに、これまでにどのようなパンデミックが発生して、どんな被害をもたらしてきたのか、そして人類がどんな対策を講じてきたのかを視覚的に表現した作品。

赤い球体が示しているのは感染症による被害の規模を表しており、亡くなった人の数が多いほど、赤い球体が大きくなる。この作品では、便宜上、感染症の発生源あるいは流行地に赤い球体を配置し、それをクリックすることで該当する感染症についての解説を見ていくという流れになる。

感染症の歴史を追うことは人類の歴史を巡ることにもつながる。感染症のパンデミックは人類の移動と関わっており、また、感染症から引き起こされるパンデミックに対して人類は医学、公衆衛生学を発達させてきた。そうした歴史を、この作品では5つの感染症を通して解説する。

ここでは感染症を取り上げているが、感染症に限らず、過去の知識を未来につなげていくことの重要性を理解してもらうことが作者の狙いだ。その際、現実の世界をコンピューター上に再現するデジタルツインの有用性を、制作過程を通して痛感したという。

コレラの例(惨状を示す絵画を用いて当時の様子を伝える)
コレラの例(地図で感染者を示すことで感染源を特定できた)
COVID-19関連の数値を可視化

ちょまど氏は、何が原因で、当時の人はどういうことをしていたかがわかりやすくまとまっていたと評価。宮坂氏は、東京都もCOVID-19の感染者の状況を地図で可視化していたが、このようにデジタルツインで動的にストーリーテリングの手法で取りまとめをすることが有効だということを改めて認識したと述べた。

内山氏からは、「Cesium」の機能をさらに活用することで、もっと効果的な表現の仕方ができるのではないかとコメントがあった。例えば、今回は被害の量を球体で表しているが、3D Tilesを使ってドレープにした表現もできる。そのうえで、地理空間情報が何の役に立つかということを非常によく表している作品だと語った。

「東日本大震災の津波避難の教訓から学ぶ」

東日本大震災の津波避難の教訓から学ぶ

東日本大震災時の津波避難に関する情報を可視化し、後世に伝えようという作品。東日本大震災で起きた津波では、その土地の特性や選択した避難経路によって生死が分かれるなど、津波避難の難しさを思い知らされた。現在、教訓としてさまざまな分析が行われ、情報が公開されている。こうした情報を集約してGISと組み合わせることで、より理解しやすい形で提示する。

工夫した点として、文面では伝わりにくい情報――例えば、その場所がどんな場所にあったか、周囲がどのくらいの標高だったかなどを、よりわかりやすくするために、カメラの位置を調整したり、標高を強調して見やすくしたりしたという。また、事例として比較しやすいように小中学校の事例を多く取り上げている。

釜石の事例(①から④まで津波の状況を見ながら段階的に避難が行われた)
中浜小学校の事例(屋上への垂直避難が行われた)

ちょまど氏は「Re:Earth」というプラットフォームのよい使い方ではないかと評価した。内山氏は、事例がわかりやすく散りばめられ、防災教育のよい教材になるのではないかとするが、その上でもう一歩、「ではどうするか」の部分が提示されているとさらによいと述べた。

宮坂氏は、今回、学校の事例を使っての発表であったことを大きく評価した。理解や議論のための焦点が絞れるという点と、また小中学生は逃げる際に困難を伴う層であるという点から、むしろ学校だけに絞ってもよいのではないかと述べた。

戦後の東京」

戦後の東京

第二次世界大戦で甚大な被害を受けた東京。終戦後から現在にかけてどのように変化してきたのかを、当時の様子と現在の様子を重ねて示すことで、その復興のプロセスを可視化する作品。

まず、航空写真で大きな変化を見ることができる。下図の左は現在の東京周辺の様子、右は終戦直後の東京周辺の航空写真だ。中央のバーをドラッグして、左右を領域を変えることができる。

航空写真で見る現在の東京と終戦直後の東京

次に、日本が降伏を受け入れてから東京で起こった出来事を「Re:Earth」のストリーテリング機能で見ていく。出来事が起こった場所をマッピングして、当時の写真を重ねることで可視化している。例えば、1945年9月2日には東京湾上のミズーリ号において降伏文書の調印式が、1945年9月27日にはアメリカ大使館における昭和天皇とマッカーサーの会見というように。

その他、3Dモデルで可視化した現在の東京の上に、終戦の当時に撮られた写真を重ねて、街や建造物といったレベルでの変化が見られる。

東京駅の例

ちょまど氏は、普段よく行ってるところが昔はこうだったということがわかってとても勉強になったとコメント。とてもよい使い方だとした。宮坂氏は、コンテンツのフォーマットとして、縦型のスクロールも組み込んだ点に見せ方として面白さがあると述べた。

また内山氏は、単に写真で見るより、どのくらいの繁栄なのかを定量的に示すものがあるとさらによいと指摘する。建物の数あるいは延床面積、人口密集、構造体の変化、建物の階数など、各種データを使うことで、よりGISソリューションの特性が生かせるという。

デジタルツインのスキルは"素養"になる

今回のオープン講評会で見えてきたのは、PLATEAUのデータや「Re:Earth」といったツールが持つポテンシャルの広さだ。物事をわかりやすく伝えるツールとしての可能性だと言える。

最後に、当日参加していた「Re:Earth」を開発・展開する株式会社ユーカリヤ代表の田村賢哉氏も含め、ゲストレビューの講評をまとめる。

田村氏:今回、「こういうことができるんだ」という我々としても新たな発見がありました。実は「Re:Earth」のほうにも地図とさまざまなコンテンツを組み合わせた機能を、いままさに実装しているところです。来年度は「Re:Earth」で完結できるといいなと思います。

内山氏:「Re:Earth」もそうですし、PLATEAUの開発環境もどんどん便利になっているので、今後、もっとリッチな表現をノーコードできるようになったり、さらに使いやすくなっていくと思います。ただ、いずれにしてもコンテンツを作成する上で重要なのは、十分な下調べです。今回、かなり大変な作業だったと思いますが、それを今後の研究や仕事につなげていってください。

ちょまど氏:本当に素晴らしい発表をありがとうございます。どの作品もデータをうまく可視化していましたし、それぞれのテーマについて、みなさんがとても調べていることがわかりました。どれも納得するものばかりでした。今回は6作品をライブで見せていただいたのですが、この後、ほかの作品も全部拝見します。今後のみなさんのご活躍に期待しています。

宮坂氏:私は今、行政で仕事していますが、以前は民間企業で仕事をしていました。改めて思うのが、今、組織の中でグラフやチャートを使うのは当たり前のカルチャーになってます。問題を可視化したり、合意形成したり、意思決定にグラフとチャートを使う。ある意味で、これはパソコン革命がもたらした大きな変化だと思います。今日、みなさんの発表を見ていて思ったのは、GISで表現することはそれに匹敵するインパクトが出てくるのだろうなと。「Re:Earth」やPLATEAUがものすごい勢いで進化していますが、官民を問わず、ありとあらゆる組織で、GISを使ったより良い意思決定ができるような社会になればいいなと思っています。