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植生データベースとは?

植物群落の植物社会学的調査結果をデータベース化(PRDB: Phytosociological Relevé Database)、
場所、地域、年代間の植生の相違を比較検討できる組成表や数値表を作成・出力する。

ここで紹介するのは、スタンドアロンで植生データベースを作成、維持、利用するためのツールである。

本システムを用いた大規模データベースが、(独)森林総合研究所 環境影響チーム によって、構築・運営され、
「植物社会学 ルルベデータベース Phytosociological Relevé Database」 として、
気候変動が森林植生に及ぼす影響などの研究に使用されてきた。 ⇒ 成果

インターネット経由でデータを利用するシステムもあり、データの著作権問題が解決したものは公開可能。

  植生データベースの全体像




植生データベースを構築すると何ができるか?

 ・ 植生調査データのデータ入力・整理を簡便に行うことができる。
 ・ 様々な異名から標準名への変換、または、和名から学名への変換が自動的にできる。
 ・ 組成表の組み換え作業が、PCの画面上で、マウス操作のみで可能となる。
 ・ 表の大きさについて、市販のスプレッドシート(エクセル等)のような制限がなく、255測定を超える表が作成できる。
 ・ 組み替え後の組成表は、標準的な形式で印刷できるほか、テキストファイルや表として書き出すことができる。
 ・ 因子分析、クラスター分析など、数量的な取り扱いが可能な、数値データ・マトリクスとして出力できる

 ・ ある条件(地域、植物を指定)を満たす植生データを検索して組成表を作ることができる。
 ・ 上述の検索を複数のデータベースファイルに対して行い、一つの組成表にすることができる。
 ・ ある植物・群落の分布図を簡単に作成することができる。
 ・ ある場所での、時系列の変化を組成表で表すことができる。

既公開情報


 ① 2002年5月25日の植生学会シンポジウム「植生データのデータベース化とその有効利用」において、森林総合研究所の田中信行が「植生データベースを用いた地球温暖化の影響予測研究」を紹介した(シンポジウムの記録は、植生情報 7: 2-35)。


 ② 2005年3月28日、日本生態学会 W17 群落談話会での話題提供 ―植生情報データベースの構築とその活用―(pdf)

 ③ 独立行政法人・森林総合研究所では、「気候変動が森林植生に及ぼす影響(代表者、田中信行)」研究の中で大規模データベースを構築して森林タイプの分布情報解析を行っている。

植生データベースの特徴


1.多くのデータを集積するために
   最低限必要な項目と追加項目を区別した
   植生調査票からレコード単位で入力するだけでなく、
   表形式のcsvファイルから一括変換もできる

 2.データの抽出機能
   植物、優占度からレコードを抽出して組成表を作る 
   地理区画コード、地名からレコードを抽出して組成表を作る
   上記の方法で抽出したレコードの位置情報から分布図を作成する

 3.分析・比較のツール
   組成表作成..........FVT5.exe を使用して、データベースファイルの作成・編集、変換等を行う
   分布図作成..........組成表の操作で抽出された群落タイプの位置情報を抽出、または、              FVD5.exe を使用してデータベースを検索、指定条件の位置情報を抽出する
             FVmap.exeを使用、任意のメッシュサイズで、水平・垂直分布図を出力する
   多変量解析..........組成表を数値表に変換して、PCord.exeなどの多変量解析ソフトで解析する

 4.互換性の確保
   データベースはテキスト形式ファイルによるインポート、エクスポートが可能
   組成表(表形式データ)からデータベースへのインポートをサポートしている。

データベースの基本

FVDB,PRDB System

PRDB(FVD & FVTシステム)の基本仕様

(1)データベースから検索して組成表を組むことができる。
   例えば、「関東地方の森林で、ブナの被度が2以上の測定(relevé)を集めた群落組成表を作成する」。

(2)植物名のコード化は行わず、和名や学名をそのまま用いる    (オリジナルデータをなるべく変えない。異名は表の作成時に自動変換することで対処する)

(3)階層をまとめた植物単位のデータセットが基本
  ・ 5階層  標準の区分(高木層、亜高木層、低木層、草本層、コケ層)
  ・ 7階層  低木層、草本層を各2層に細区分したもの
  ・ 3階層  低木群落(S,H,M)、草本群落(H1,H2,M)などに使用
  ・ 2階層  草本群落(H1,H2; H,M)、などに使用
  ・ 1階層  単層群落、または、フロラ調査などに使用する

(4)データの柔軟性を重視   ・ 優占度(被度)のみと優占度・群度の組合せの両方に対応し、混在した組成表が作成できる
  ・ 植物名のみのデータ(フロラデータなど)にも対応

(5)ビッグデータを構築することが可能   ・ 1測定の種数は1024種まで対応可能。その割にはファイルが小さい。
   (可変長ランダムアクセスファイル形式を使用。固定長のテキストファイルとしても読める)
  ・ 1ファイルあたりのレコード数は6万以上、
    さらに、複数のデータベースファイルからレコードを集めて、巨大な組成表にできる(FVT5)

(6)データベースの構築に関して、様々な手抜き手段を用意
  ・ 和名の入力支援システムを装備
  ・ 緯度経度、地理区画コードの入力を自動化(カシミール3Dとの連携)
  ・ 異名の処理を自動化(異名辞書により自動読み替え)
  ・ 既存データのOCR入力をサポートするアプリを用意

(7)実用本位の出力   ・ 組成表の出力を最終目標とし、スタンド情報を4バイト、または、8バイトに制限
   (組成表のカラムを半角4文字・全角2文字に抑え、半角スペースで区切る)
  ・ 組成表は直接プリント、テキスト出力、MSエクセル出力、バイナリファイル(保存用)で出力
  ・組成表から常在度表が簡単に作成できる

(8)分布図作成が容易   ・ 位置情報として地理メッシュコード(JIS)を採用、2~3次区画と中間の区画に対応
  ・ 組成表からメッシュコードを抜き出す
  ・ データベース管理プログラム(FVD5)のみで植物を検索し、プロットの位置情報を出力
(9)安全性の確保
  ・ 他のデータベースとの互換性を重視、PCOrd形式で表を出力できる
  ・(テキスト形式で、インポート、エクスポートできる)


 以上により、個人が構築したデータベースであっても、相互にデータを融通しあうことによって、大きなデータベースの構築が可能。

開発の考え方と利用

 ・ 提供するツール、データはすべて無償、使用にあたっては製作者、使用者とも何らの義務・責任を負わない。
 ・ 使用者からの修正要望には、開発の考え方に反しない限り、できるだけ応える。
 ・ 登録ユーザーにはバージョンアップなどのニュースを知らせる。
 ・ 改変したプログラムを公開する条件で、ソースコード(Object Pascal = Borland Delphi)を提供する。

動作条件

 Microsoft Windows 8.1, 7, Xp, 2000, Me, 98 上で動作確認

参考書

鈴木・伊藤・豊原.1985.植生調査法Ⅱ-植物社会学的研究法-,pp.190.共立出版(組成表の組み換え操作の実際を解説)

開発経過

  1. 1967年頃 広島大学理学部生物学科植物分類生態学教室で、故・佐々木好之先生がサイコロ型の穴あきブロックを箱に並べ、列または行単位で並び替えを行う装置を試作した。10列×10行程度 のも のであった。
  2. 1980年 林業試験場九州支場に配置換えとなった垰田は、経営研究室の森田栄一氏の協力を得て、農林水産技術会議共用計算機(ACOS)上に森林植生データベースを構築した。データの蓄積はシーケンシャル・ファイル、並び替えの順をキーボードから入力する方法であり、紙テープを用いた手操作を計算機上に実現しただけであったが、多くのデータ中から必要な測定のみを検索して表に組み込むことは可能であった。
  3. 1984年 パーソナルコンピュータの普及が始まる。NEC PC88上にランダムアクセス・ファイルによる植生データベースの構築を開始。画面上で表操作が可能になった。
  4. 1990年 プラットホームをDOS/Vに移行、より大きな表が見えるようになった。
  5. 1999年 プラットホームをWindows98に移行、九州の森林植生約3000件をデータベース化。
  6. 2001年 「気候変動が森林植生に及ぼす影響」のプロジェクト研究で、共用データベースを構築することになり、検討の結 果、本システムを採用することとなった。同時に、データ構造を見直し、以下の仕様とした。
  7. 2003年 システムを一般公開。使用者の好みによる項目名のカスタム化機能を取り入れた。
  8. 2004年  データ編集、表の操作機能を向上させた新バージョンをFVD4、FVT4として公開
          温暖化影響研究のため大型データベースを構築、ユーザーの要望により機能を修正・拡大した。
  9. 2006年 プログラム作成者である垰田の定年退職により、サイトを移動し、長期的なメンテナンスと公開に備えた。 
  10. 2008年 FVT 4.20 、FVD Version 4.20 の公開
  11. 2010年 分布図作成用のFVmap 0.9 を公開
  12. 2013年 植生データベースが各国で構築されてきたので、多言語対応を模索
  13. 2014年 データファイルのドラッグ&ドロップ、マウスによるソフトキーボードを実装したバージョン5を公開
  14. 2015年 Windows 8.1 の64ビット版対応、階層の対応を強化したバージョン5.06を公開


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