新しい遺跡を発見する：機械学習による自動地形判読手法の開発

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K18408
• 研究機関: 独立行政法人国立文化財機構奈良文化財研究所
• 研究代表者: 高田 祐一 独立行政法人国立文化財機構奈良文化財研究所, 企画調整部, 主任研究員 (50708576)
• 研究分担者: 野口 淳 独立行政法人国立文化財機構奈良文化財研究所, 埋蔵文化財センター, 客員研究員 (70308063)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• キーワード: 機械学習 / DEM / GIS / 遺跡 / 前方後円墳 / 画像解析

研究実績の概要

本研究では、高精度な地形デジタルデータ、機械学習の画像解析プログラム、既知の膨大な遺跡情報を組み合わせることで、GIS上で遺跡の新発見候補を自動抽出し、それをもとに現地調査することで遺跡を新発見する手法を開発する。遺跡は地域研究の基礎情報になるため、新たな遺跡の発見は、地域の歴史を詳らかにするうえで重要であり意義が大きい。効率的な発見手法は、歴史研究を加速させ、文化財保護にも貢献できる。実現するために、遺跡情報（位置と範囲）の整備（目的Ⅰ）、遺跡画像解析プログラム作成と処理（目的Ⅱ）、遺跡新発見と手法開発（目的Ⅲ）の３点を目的とする。
2021年度は、機械学習用の教師データを作成した。兵庫県下の前方後円墳のポリゴンGISデータを作成し、兵庫県庁から提供されている１ｍメッシュ高精度ＤＥＭ（地理標高モデル）データを用いて、ＧＩＳと機械学習を用いた前方後円墳の新発見手法について検討した。検討ではＧＤＡＬおよびＱＧＩＳによる兵庫県全域の高精度ＤＥＭデータの前処理と、OpenCVライブラリによるリサイズと拡張、Mask R-CNNモデルによるニューラルネットワークベースモデルの学習方法の確立を試みた。その結果、十分な学習サンプル数があれば、ＤＥＭ画像に前方後円墳があるかどうかを識別できる可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

オンライン会議などを活用しているものの2019年度下期から発生している新型コロナウイルス感染症による影響によって、人的確保が遅れ教師データ作業がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

前方後円墳に関する教師データの拡充と、岐阜県等の高精度地形データを公開している件を対象に研究を実施する。また高密度点群データの可能性も見いだせたので、点群データからのアプローチも試みる。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症による影響で、学会発表や研究会議の開催が困難となり、旅費が計画よりも執行が少なくなった。また作業要員の確保にも影響し、教師データ作成がやや遅れた。2022年度は、教師データ作成の遅れを回復するため、作業計画の練り直しおよび準備を至急進め、５月には人員を増強したうえで再着手し、６月初めに完成する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] 文化財関係刊行物のデジタル公開の意見交換会開催記録 (2022)
  • 著者名/発表者名: 野口 舞,国武 貞克,高田 祐一,数藤 雅彦,野口 淳
  • 雑誌名: 文化財と著作権 巻: - ページ: 31-61
  • DOI: 10.24484/sitereports.115734-63554
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 文化財コンテンツと著作権に関するQ＆A (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一,数藤雅彦
  • 雑誌名: 文化財と著作権 巻: - ページ: 18-24
  • DOI: 10.24484/sitereports.115734-63552
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 文化財をめぐる著作権の問題に対応していくために (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: 文化財と著作権 巻: - ページ: 5-8
  • DOI: 10.24484/sitereports.115734-63550
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 多言語に関するガイドラインリスト（関係法令・ガイドライン等） (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: 文化財多言語化研究報告 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.24484/sitereports.115732-63515
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 平城宮跡の文化財多言語展開―文化庁文化財多言語解説整備事業を中心に― (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: 文化財多言語化研究報告 巻: - ページ: 50-59
  • DOI: 10.24484/sitereports.115732-63510
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 2021年度数字で見る全国遺跡報告総覧 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: デジタル技術による文化財情報の記録と利活用4－オープンサイエンス・Wikipedia・GIGAスクール・三次元データ・GIS－ 巻: - ページ: 205-212
  • DOI: 10.24484/sitereports.115736-63548
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 石丁場のデジタル調査方法―フォトグラメトリ・ドローン・RTK-GNSS・LiDAR― (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: デジタル技術による文化財情報の記録と利活用4－オープンサイエンス・Wikipedia・GIGAスクール・三次元データ・GIS－ 巻: - ページ: 190-195
  • DOI: 10.24484/sitereports.115736-63544
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 考古学・文化財デジタルデータのためのGuides to Good Practice作成の経緯と意義 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: デジタル技術による文化財情報の記録と利活用4－オープンサイエンス・Wikipedia・GIGAスクール・三次元データ・GIS－ 巻: - ページ: 179-180
  • DOI: 10.24484/sitereports.115736-63541
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 文化財総覧WebGIS：データと機能 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: デジタル技術による文化財情報の記録と利活用4－オープンサイエンス・Wikipedia・GIGAスクール・三次元データ・GIS－ 巻: - ページ: 101-104
  • DOI: 10.24484/sitereports.115736-63531
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] インターネットで地域の文化財を調べる方法 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: デジタル技術による文化財情報の記録と利活用4－オープンサイエンス・Wikipedia・GIGAスクール・三次元データ・GIS－ 巻: - ページ: 63-70
  • DOI: 10.24484/sitereports.115736-63526
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 考古学・埋蔵文化財の情報プラットフォームとしての全国遺跡報告総覧－When Where Whatで検索できるシステムを目指して― (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: デジタル技術による文化財情報の記録と利活用4－オープンサイエンス・Wikipedia・GIGAスクール・三次元データ・GIS－ 巻: - ページ: 14-17
  • DOI: 10.24484/sitereports.115736-63518
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] The Production, Preservation and Dissemination of Archaeological Data in Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Takata,Peter Yanase
  • 雑誌名: Internet Archaeology 巻: 58 ページ: -
  • DOI: 10.11141/ia.58.11
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 「文化財総覧WebGIS」の公開 ─地図から多様な文化財を探す─ (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: 遺跡学研究 巻: - ページ: -
• [雑誌論文] 日本全国の文化財を地図で閲覧できる「文化財総覧WebGIS」の公開 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: 奈文研ニュース 巻: - ページ: 1-1
  • DOI: 10.24484/sitereports.101924-19778
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 機械学習による石器図面画像の自動抽出と分類 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一,野口淳
  • 雑誌名: 奈良文化財研究所紀要2021 巻: - ページ: 50-51
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 木簡画像データセット-公開と活用- (2021)
  • 著者名/発表者名: 畑野吉則,馬場基,桑田訓也,高田祐一
  • 雑誌名: 奈良文化財研究所紀要2021 巻: - ページ: 46-47
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 様々な文化財情報を検索できる「全国遺跡報告総覧」 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: 明日への文化財 巻: - ページ: 72-75
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 奈良文化財研究所の図書資料室とデータベース (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 雑誌名: 専門図書館 巻: - ページ: 41-44
• [学会発表] 地域学習や文化財防災に役立つ文化財総覧WebGIS (2021)
  • 著者名/発表者名: 井口 奏大 , 高田 祐一
  • 学会等名: 第13回地理院地図パートナーネットワーク会議
• [学会発表] コメント -文化財・利活用の観点から- (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 学会等名: 公開研究集会「新たな画像公開方法とデジタル連携」
• [学会発表] 60万を超える地物の属性検索・描画に対応した文化財総覧WebGISの開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一 , 西尾 悟
  • 学会等名: FOSS4G Japan 2021 Online コアデイ
• [学会発表] 全国遺跡報告総覧：日本考古学の最大規模のデータベース (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一 , ヤナセ・ペーテル
  • 学会等名: The Japanese Association for Digital Humanities
• [学会発表] 地域の文化財を調べる・Wikipediaに引用する (2021)
  • 著者名/発表者名: 高田祐一
  • 学会等名: 考古学・文化財のためのデータサイエンス・サロンonline#17
• [図書] デジタル技術による文化財情報の記録と利活用 オープンサイエンス・Wikipedia・ GIGAスクール・三次元データ・GIS (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田 祐一,野口 淳,樋上 昇,堀木 真美子,中村 耕作,三好 清超,中尾 智行,今井 邦彦,青木 和人,荒井 翔平,木村 聡,市川 博之,市川 希美,大矢 祐司,三好 清超,藤井 幸司,清水 乙彦,喜多 耕一,森本 幹彦,石井 淳平,佐々木 宏展,宮澤 優子,川崎 志乃,遠藤 守,千葉 毅,林 正樹,岩村 孝平,藤田 友香里,浦井 直幸,神田 和彦
  • 総ページ数: 217
  • 出版者: 独立行政法人国立文化財機構 奈良文化財研究所
• [図書] 文化財と著作権 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高田 祐一,数藤 雅彦,道谷 卓,野口 舞,国武 貞克,野口 淳
  • 総ページ数: 68
  • 出版者: 独立行政法人国立文化財機構 奈良文化財研究所
• [図書] 考古学・文化財デジタルデータのGuides to Good Practice (2022)
  • 著者名/発表者名: 野口淳 , Peter Yanase , 高田祐一
  • 総ページ数: 145
  • 出版者: 独立行政法人国立文化財機構 奈良文化財研究所
• [備考] 文化財総覧WebGIS
  • URL: https://heritagemap.nabunken.go.jp/