PLATEAUが配布している3D都市モデルは、CityGML形式です。この形式のファイルを用途に応じた形式に変換することで、さまざまなサービスに活用できます。こうした変換を実現するツールが「PLATEAU GIS Converter」です。このトピックでは、PLATEAU GIS Converterを使った各種変換の方法と変換できるファイル形式の特徴、3D Tiles形式に変換して3Dで表示するまでを解説します。

このトピックの内容は「PLATEAU GIS Converterを活用した各種形式への3D都市モデル変換」（2024年度PLATEAU Hands-onアーカイブ動画）でも利用方法をハンズオン形式で紹介しています。

【目次】

30.1 　このトピックの見どころ

30.2 　PLATEAU GIS Converterの基本的な使い方

　30.2.1 　入手とセットアップ

　30.2.2 　基本的な使用法

　30.2.3 　CityGML形式ファイルの入手について

30.3 　主なフォーマットの用途と特徴

　30.3.1 　GeoPackage形式

　30.3.2 　GeoJSON形式

　30.3.3 　3D Tiles形式

　30.3.4 　MVT（Mapbox Vector Tiles）形式

　30.3.5 　CZML形式

　30.3.6 　KML形式

　30.3.7 　glTF形式

　30.3.8 　Shapefile形式

　30.3.9 　Minecraft形式（MCA）

　30.3.10 　OBJ形式（Wavefront OBJ形式）

30.4 　3D Tiles形式に変換して活用する

　30.4.1 　3D Tiles形式に変換する

　30.4.2 　変換したファイルの確認

　30.4.3 　Cesiumで3D Tiles形式ファイルを扱う

　30.4.4 　複数ファイルやテクスチャ付きでの変換

30.5 　まとめ

30.1 _ このトピックの見どころ

このトピックでは、PLATEAUの3D都市モデルを、さまざまなGIS形式フォーマットに変換する方法を紹介します。主な見どころは、以下のとおりです。

■ GIS形式フォーマットの特徴

GIS形式には、さまざまなフォーマットがあります。それぞれの特徴や扱える代表的なソフトウェアを紹介し、どのような場面でどのようなフォーマットが向いているのかを概説します。

■ 3D Tiles形式に変換して3Dで表示する実例

PLATEAU GIS Converterを使って3D Tiles形式に変換し、Cesiumライブラリを使って3Dで表示する具体的な方法を解説します。

30.2 _ PLATEAU GIS Converterの基本的な使い方

PLATEAU GIS Converterは、PLATEAUが提供するCityGML形式の3D都市モデルを他の一般的なGISデータ形式や3DCGデータ形式に変換する、オープンソースのソフトウェアです。2023年度のProject PLATEAU「都市デジタルツインの実現に向けた研究開発及び実証調査業務」（内閣府/研究開発とSociety5.0との橋渡しプログラム（BRIDGE））において、開発されました。

次のような特徴があります。

・GISから3Dモデリングソフトウェアまで対応

ShapefileやGeoPackageなどのGISデータ形式から、glTFやOBJなどの3DCGデータ形式まで、幅広く対応します。座標系の変換機能も持ち、属性ももれなく変換できます。変換の際、属性名を変更することもできます。また地物とカメラの距離に応じて表示するLODを切り替える「LOD最適化」や、解像度の変更機能も内蔵しており、軽量なデータに変換できます。

・複数ファイルをまとめて高速・簡易に変換可能

処理速度が極めて高速で、巨大なCityGMLファイルもわずか2～3分で変換できます。複数のCityGMLファイル（3次メッシュごとに分けられた、それぞれのファイル）をまとめて変換することも可能です。

30.2.1 _ 入手とセットアップ

PLATEAU GIS Converterは、WindowsおよびmacOSで動作するソフトウェアです。下記のGitHubサイトで配布されています。

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［PLATEAU GIS Converter］

https://github.com/Project-PLATEAU/PLATEAU-GIS-Converter
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Releaseページに、各プラットフォーム向けのバイナリが登録されています。ダウンロードして実行するとインストーラが起動し、セットアップできます。Windowsであれば「XXXX-setup.exe」、macOSであれば「XXXX_universal.dmg」を使います。

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［PLATEAU GIS Converter Releaseページ］

https://github.com/Project-PLATEAU/PLATEAU-GIS-Converter/releases
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コラム：マルウェアの警告が表示されたときは

PLATEAU GIS Converterを実行すると、OSの機能やウイルス対策ソフトなどによって、警告が表示されることがあります。これはインターネットから入手したソフトウェアであるのが理由です。正しくダウンロードしていれば特に問題ないため、そのまま開いてください。

ウイルス対策ソフトがインストールされている環境では、自動的に削除されてしまうこともあります。そのような場合は除外設定をしてください。

30.2.2 _ 基本的な使用法

起動すると、図30-5の画面が表示されます。下記のように操作して［変換］をクリックすると、変換されます。具体的な操作方法については「3D Tiles形式に変換して活用する」以降で説明します。

・［入力］

変換元のCityGML形式ファイルを格納したフォルダ、または単一のCityGML形式ファイルを選択します。複数ファイルの選択もできます。

・［設定］

出力ファイル形式を選択します。ファイル形式によっては、座標参照系の選択もできます。

また［属性マッピングルール］を選択すると、変換の際、どのような属性をどのような項目名（列名や属性名）としてマッピングするかを設定できます（「31.4　属性マッピングルールを使う」を参照）。

・［出力］

出力先のフォルダ名またはファイル名を選択します。

30.2.3 _ CityGML形式ファイルの入手について

変換元となるPLATEAUの3D都市モデル（CityGML形式）は、G空間情報センターから、あらかじめダウンロードしておいてください。下記の「PLATEAU Open Data」のページでは、地図をクリックすることでG空間情報センターの各都市のダウンロードページに飛べます。

このトピックでは、例として「新宿区」のデータを使います。

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【PLATEAU Open Data】

https://www.mlit.go.jp/plateau/open-data/
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【3D都市モデル（Project PLATEAU）新宿区（2023年度）】

https://www.geospatial.jp/ckan/dataset/plateau-13104-shinjuku-ku-2023
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PLATEAUの3D都市モデルは、いくつかのファイル形式やバージョンがあり、変換元として対応しているものは「CityGML（v2）」以降（「CityGML（v2）」または「CityGML（v3）」）です。このファイル形式を選んでダウンロードしてください。

ダウンロードしたファイルはZIP形式なので、展開してください。展開すると、各種CityGMLファイルが得られます。それぞれのフォルダの意味など3D都市モデルデータの詳細については、「TOPIC 3｜3D都市モデルデータの基本」を参照してください。

30.3 _ 主なフォーマットの用途と特徴

本稿の執筆時点において、PLATEAU GIS Converterは、表 30-1に示す10種類のファイル形式に対応しています。利用したいソフトウェアや用途に応じて、適切なものを選択してください。

30.3.1 _ GeoPackage形式

GeoPackage形式は、SQLiteというファイル形式のデータベースを拡張した、GIS形式のファイルです（バイナリ形式）。QGISをはじめとするオープンソースのGISでは、標準のフォーマットとして使われています。

ひとつのファイルで複数のレイヤ（道路や建物、都市設備など）を管理できるのが特徴です。データベース形式なのでパフォーマンスが良く、QGISで扱う場合は、例えば10万棟の建物があるような場合でも高速に動作します。

30.3.2 _ GeoJSON形式

JSON形式（テキスト形式）で地物を表現するGIS形式ファイルです。点（Point）・線（LineString）、面（Polygon）やその複合系（MultiPoint、MultiLineString、MultiPolygon）で、形状を示します。

テキスト形式なので人間可読性が高く、またJavaScriptでの取り扱いも良いため、WebGISでよく使われます。ただしテキスト形式であるため、ファイルサイズが肥大化しやすい弱点があります。そのため大量の地物を含める場面では、避けたほうがよいでしょう。

30.3.3 _ 3D Tiles形式

タイル状に分割して格納・配信する構造のフォーマットで、広範囲な3Dデータを可視化するのに適します。glTF形式（glb形式）がベースであり、これを何個も階層的に重ねたファイル構造です。

点群データやBIM/CIMモデルなども含めて、高速に描画できます。WebGISのCesiumをはじめ、Webやデスクトップ・モバイルなど、幅広いソフトウェアが対応しています。

30.3.4 _ MVT（Mapbox Vector Tiles）形式

WebGISで、とても多く使われるファイル形式で、ベクタータイルとも呼ばれます。2次元のベクトル形式（点、線、ポリゴン）のままタイル分割して格納・配信する方式で、広範囲に渡ったデータを可視化するのに適します。分析には向きません。拡張子は、「.mvt」「.pbf」が使われます。

30.3.5 _ CZML形式

WebGISのCesiumで使用される時間動的な3Dシーンを記述するためのJSON形式のフォーマットです。線、点、3Dモデルなどが、時間とともにどのように変化するかを指定できます。テクスチャを利用せず、小規模で色分けやアニメーションなどを行いたい場合に使われます。

30.3.6 _ KML形式

Google Earthなどで使用されるXML形式のフォーマットです。ラインやポリゴン（2D・3D）などの各要素に対して説明文を設定することもでき、そうした情報を重ね合わせて表示できます。

30.3.7 _ glTF形式

Webで利用することを想定したJSON形式の3DCGデータ形式です。オブジェクトの形状だけでなく、カメラやライトの位置、アニメーションなどの3Dシーン全体を記録できます。

構造が記述された「.gltf」（JSON形式）、形状が書かれた「.bin」（バイナリ形式）、テクスチャなど（PNG形式やJPEG形式など）の3種のファイルで構成されており、これらをひとつにまとめたのが「glb形式」です。

小規模なデータに向きます。広範囲であれば、このglTF形式をタイル状に分割して重ねた3D Tiles形式が適します。

30.3.8 _ Shapefile形式

古くから存在するバイナリ形式のファイルフォーマットです。歴史が古いことから、地方公共団体などにおいてGISの共通フォーマットとして幅広く使われています。複数のファイルで構成されており、最低でも「.shp」「.dbf」「.shx」の3種類のファイルが必要です。

ファイルサイズやフィールド名の長さ、フィールド数の制約などが多いため、特段の理由がなければGeoPackage形式を使うことを推奨します。

30.3.9 _ Minecraft形式（MCA）

ブロックで構成された空間で遊べるゲーム「Minecraft」のJava版で、ワールドデータを保存するために使用される独自のファイル形式です。この形式に変換すれば、現実の都市をMinecraftのなかで再現して遊べます。

変換する際に、Minecraftの1ブロックは1mで換算されます。1つの.mcaファイルには、最大1024個のチャンク（32×32のチャンク領域、1ブロックは1m四方であり1チャンクは384ブロックの高さをもった16×16のブロックで構成されているため、これは512m×512m（×384mの高さ）の領域に相当します）のデータが含まれています。一般に1つの都市はこれよりも範囲が広いため、変換すると複数の.mcaファイルに分割して保存されます。

30.3.10 _ OBJ形式（Wavefront OBJ形式）

3Dモデルの形状データを記録するファイル形式です。頂点座標や面の情報などをテキスト形式で記述します。マテリアル情報（テクスチャ）は別ファイル（.mtl、およびテクスチャ画像）で定義します。

多くの3DCGソフトウェアで採用されており、標準的なデータ交換形式のひとつです。

30.4 _ 3D Tiles形式に変換して活用する

実際にいくつかの変換をして、活用する例を見ていきます。まずは3D Tiles形式に変換し、小さなJavaScriptのプログラムを作って読み込み、ブラウザで表示するまでの流れを説明します。

この節では、新宿区にある東京都庁周辺のCityGML形式ファイルを使います。これが収録されている「3D都市モデル（Project PLATEAU）新宿区（2023年度）」のファイルをダウンロードし、展開してから進めてください。

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【3D都市モデル（Project PLATEAU）新宿区（2023年度）】

https://www.geospatial.jp/ckan/dataset/plateau-13104-shinjuku-ku-2023
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30.4.1 _ 3D Tiles形式に変換する

まずは、次の手順で、3D Tiles形式に変換します。

【手順】3D Tiles形式に変換する

［1］PLATEAU GIS Converterを起動する

PLATEAU GIS Converterを起動します。

［2］CityGML形式ファイルを選択する

［入力］の欄から、変換元のCityGML形式ファイルを選びます。

ここでは例として、東京都庁が含まれている建築物データを変換してみます。該当地域は3次メッシュ「53394525」の範囲であり、bldgフォルダにある「53394525_bldg_6697_op.gml」が相当します。［ファイル選択］をクリックし、［選択］をクリックしてこのファイルを選択します。

［3］ファイル形式と座標参照系などを選択する

［設定］の部分で、ファイル形式を選択します。ここでは［3D Tiles］を選択します。
ファイルの種類によっていくつかの選択肢を選べるので、それらも設定します。3D Tiles形式の場合、次の選択肢があります。

・座標参照系

座標の扱い方です。3D Tiles形式の場合は［WGS 84（EPSG：4979）（楕円体高）］が標準なので、これを選択します。

・出力の詳細設定

3D Tiles形式の場合は、表30-2に示すオプションがあります。ここではデフォルトのまま進めます。デフォルトのままだと、テクスチャが付かない最大LODのデータとして変換されます。

・属性マッピングルール

変換する際、PLATEAUの属性を別名に変換したいときに使うオプションです。ここでは何も選択しません。詳細については「属性マッピングルール」で説明します。

［4］出力先を選択して変換する

［出力］にある［選択］をクリックして、出力先のフォルダ名を指定します。そして［変換］をクリックすると、変換されます。

30.4.2 _ 変換したファイルの確認

3D Tiles形式に変換したフォルダには、tileset.jsonファイルと、ズームレベルごとのフォルダに分けられてglb形式ファイルが含まれます。これら一式が、3D Tiles形式を構成するファイルです。

30.4.3 _ Cesiumで3D Tiles形式ファイルを扱う

Cesiumを使った簡易な地図表示のプログラムをJavaScriptで作り、この3D Tiles形式ファイルを読み込んでブラウザに表示してみます。

PLATEAU GIS Converterを使って変換した各種ファイルフォーマットを開くための実例は、オンラインマニュアルの「GUIでの利用」に記述されています。

このドキュメントの3D Tiles形式の実例に倣って次のようなプログラムを書くと、この3D Tiles形式ファイルを表示できます。

【手順】3D Tiles形式ファイルを開くプログラムを作る

［1］作業用のフォルダを作る

適当な作業用のフォルダを作ります。例えば「example_3dtiles」とします。

コマンドプロンプトやターミナルで、このフォルダをカレントディレクトリにします。

cd example_3dtiles

［2］3D Tiles形式ファイルをコピーする

［1］のフォルダの下に、変換した3D Tiles形式のファイル一式をフォルダごとコピーします。以下では、このフォルダを「3dtiles_output」とします。

［3］ローカルのWebサーバーを起動する

［1］のフォルダにおいて、ローカルのWebサーバーを起動します。いくつかの方法がありますが、Pythonがインストールされている環境ならば、次のコマンドを入力することでローカルのWebサーバーが起動します。このときブラウザから、「http://localhost:8000/」と入力すると、このフォルダに置いたファイルを参照できるようになります。

python -m http.server

［4］3D Tiles形式ファイルを読み込むためのファイルを記述する

リスト30-1に示すプログラムを入力し、フォルダにindex.htmlというファイル名で保存します。

リスト30-1において、次の箇所が3D Tiles形式ファイルを読み込んでいる部分です。3D Tiles形式ファイルを置いたフォルダ名に応じて変更してください。

const tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromUrl("3dtiels_output/tileset.json");

<!DOCTYPE html>
<html>
 <head>
  <meta charset="UTF-8" />
  <title>Cesium</title>
  <script src="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.120/Build/Cesium/Cesium.js"></script>
  <link
   href="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.120/Build/Cesium/Widgets/widgets.css"
   rel="stylesheet"
  />
  <style>
   #cesiumContainer {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    height: 100%;
    width: 100%;
    margin: 0;
    overflow: hidden;
    padding: 0;
    font-family: sans-serif;
   }
   html {
    height: 100%;
   }
   body {
    padding: 0;
    margin: 0;
    overflow: hidden;
    height: 100%;
   }
  </style>
 </head>
 <body>
  <div id="cesiumContainer"></div>
  <script>
   // Cesium ion token for the plateau-terrain-streaming
   // https://github.com/Project-PLATEAU/plateau-streaming-tutorial/blob/main/terrain/plateau-terrain-streaming.md
   Cesium.Ion.defaultAccessToken =
    "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJqdGkiOiJlNjk0MTM4NC1lMWI0LTQxNTgtYjcxZS01ZWJhMGJlMTE1MWQiLCJpZCI6MTQ5ODk3LCJpYXQiOjE3MTUxNTEyODZ9.2aUmEQ2-fDsjf-XeC6-hZpwkgwLse3yXoXF4xTOvPAY";

   async function setup() {
    const viewer = new Cesium.Viewer("cesiumContainer", {
     terrainProvider: await Cesium.CesiumTerrainProvider.fromIonAssetId(
      2488101,
      { requestVertexNormals: true }
     ),
     shadows: true,
    });

    var imageProvider = new Cesium.UrlTemplateImageryProvider({
     url: "https://gic-plateau.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/2020/ortho/tiles/{z}/{x}/{y}.png",
     maximumLevel: 19,
    });
    var currentImage =
     viewer.scene.imageryLayers.addImageryProvider(imageProvider);

    viewer.scene.screenSpaceCameraController.enableCollisionDetection = false;
    viewer.scene.globe.depthTestAgainstTerrain = true;

    // Set your 3D Tiles
    const tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromUrl("3dtiels_output/tileset.json");
    viewer.scene.primitives.add(tileset);
    viewer.zoomTo(tileset);
   }

   setup();
  </script>
 </body>
</html>

リスト30-1 index.html

［5］ブラウザで開いて参照する

ブラウザで「http://localhost:8000/」を開くと、変換された3D Tiles形式の地図が表示されます。

 "asset": {
    "version": "1.1"
  },

 "asset": {
    "version": "0.0"
  },

30.4.4 _ 複数ファイルやテクスチャ付きでの変換

PLATEAU GIS Converterでは、複数のファイルをまとめて変換することもできますし、テクスチャ付きで変換することもできます。テクスチャ付きで変換するには、変換時の［出力LODの選択］の設定において、［テクスチャ付き最大LOD］を選択します。ただしテクスチャを付けると、変換に少し時間がかかります。詳しい操作については、動画を参照してください。

図30-24に、テクスチャ付きで変換したものを表示した例を示します。テクスチャ付きのものを表示する場合でも、プログラムリストに変更はありません。

30.5 _ まとめ

このトピックでは、PLATEAU GIS Converterが対応するフォーマットの種類を概説し、その一例として、3D Tiles形式に変換して、JavaScriptで表示するところまでを解説しました。

G空間情報センターで配布されているオリジナルのCityGML形式ファイルは、扱えるソフトウェアが限られており、実際に活用するにはそのソフトウェアで使えるようにする変換が必要です。PLATEAU GIS Converterは、こうした橋渡しをするツールです。