BlenderとBlenderGISを使用した3次元地図作成のガイド

前準備

Blenderは，3次元コンピュータグラフィックス・アニメーションの制作ソフトウェアである．3次元モデルの編集，光源やカメラ等の設定，レンダリングにより，3次元コンピュータグラフィックス・アニメーションを作成できる．

• WindowsでのBlenderのインストール：別ページで説明
• UbuntuでのBlenderのインストール：別ページで説明

メニューの日本語化は，「編集（Edit）→プリファレンス（Preferences）→インターフェイス（Interface）→翻訳（Translation）」で設定できる．

1. 概要と基本原理

3次元地図は，実世界をデジタル空間で立体的に表現した地図である．都市計画，防災管理，観光振興，建築設計などの分野で利用されている．

主な応用分野

• 都市計画：建築物の配置検討，景観シミュレーション
• 防災対策：洪水予測，土砂災害リスク評価
• 観光案内：バーチャルツアー，観光ルート設計
• 建築設計：日照評価，景観アセスメント
• 交通安全：視認性評価，危険箇所の特定

2. BlenderGIS

BlenderGISは，地理空間データをBlender上で扱うためのアドオンである．GNU General Public License v3.0（GPL-3.0）の下でオープンソースとして公開されている．Blenderのバージョンによりアドオンのインストール画面の名称が異なる場合があるため，利用前に公式リポジトリで対応状況を確認する．BlenderGISは次の機能を持つ．

• Shapefile，ラスター画像，GeoTIFF形式の標高データ（DEM），OpenStreetMap XMLなどのGISデータ形式のインポート機能
• WMS（Web Map Service），TMS（Tile Map Service），WMTS（Web Map Tile Service）といった地図配信方式を利用したベースマップ表示機能
• NASAのSRTM（Shuttle Radar Topography Mission，スペースシャトルによる地形観測ミッション）データを利用した標高データの取得機能（OpenTopography経由で取得する場合はAPIキーが必要）
• OpenStreetMapの建物・道路データを取得し，3Dモデルとして生成する機能
• ドロネー三角分割（点群から三角形網を生成する手法）による地形メッシュの生成，位置情報（ジオリファレンス）管理などの機能

3. 作成手順

3次元地図の作成は，以下の手順で行う．

準備

• BlenderGISアドオンを公式リポジトリ（https://github.com/domlysz/BlenderGIS）からZIPファイルとしてダウンロードする（ZIPファイルは展開せず，そのまま用いる）．
• アドオンのインストール

  Blender を起動し、上部メニューの「編集」（Edit）から「プリファレンス」（Preferences）を選ぶ。

  左側の「アドオン」（Add-ons）をクリックする。次に、画面右上のボタン（下向き三角のメニュー）をクリックし、「ディスクからインストール」（Install from Disk...）を選ぶ。

  
• ダウンロードしたZIPファイルを指定した後，「3D View: BlenderGIS」のチェックボックスを有効にする．Blender 4.2以降では，「アドオン」または「拡張機能」の画面から「ディスクからインストール（Install from Disk）」を選ぶ．
• 3Dビューポート上部に「GIS」メニューが表示されることを確認する．
• アドオンの設定画面でキャッシュフォルダ（地図タイル等の保存先）を指定する．一時フォルダではなく，継続して利用できるフォルダを指定する．
• 標高データを取得する場合は，OpenTopography（opentopography.org）に登録してAPIキーを取得し，アドオンの設定に入力する．

ベースマップの設定

• 3Dビューポート上部の「GIS」メニューから「Web geodata」→「Basemap」を選ぶ，またはテンキーの「*」キーでベースマップ表示を開始する．
• 地域の検索（Gキー）で目的の場所へ移動する．
• 表示範囲と縮尺が決まったら，データのエクスポート（Eキー）でテクスチャ付きの平面メッシュを生成する．
• 3Dビューとアウトライナーに，地図画像が貼られた平面メッシュが追加されたことを確認する．

標高データの取得

• 生成した平面メッシュを選択し，「GIS」メニューから「Get SRTM」または「Get elevation」を実行する．
• SRTMデータに基づき，平面メッシュが地形の起伏に合わせて変形される．
• 横方向から表示し，平面メッシュに起伏が付いていることを確認する．

OSMデータの取得

• 3Dビューを上面の正投影表示に切り替え，取得する範囲を表示する．広すぎる範囲を指定すると取得に時間がかかるため，最初は小さい範囲で試す．
• 「GIS」メニューから「Web geodata」→「Get OSM」を選択する．
• 表示されるオプションダイアログで，WaysやBuildingsなど必要なレイヤーを選択（SHIFTキーで複数選択）し，高さ情報がない建物に適用する既定の高さ（m）を設定する．
• 「Elevation from object」オプションを有効にし，地形を表す平面メッシュを指定すると，建物が地形の上に自動的に配置される．
• 建物や道路が追加され，建物が立体化されて地形の上に配置されていることを確認する．

4. 考慮事項

3次元地図の制作と運用では，各データソースの著作権とライセンスの利用条件を確認し，遵守する必要がある．

• OpenStreetMap：オープンライセンス（ODbL，Open Database License）による提供である．利用・公開時は「© OpenStreetMap contributors」等のクレジットを表示し，派生データベースを再配布する場合はODbLの条件に従う．
• 地図タイル・標高データ：BlenderGISで表示・取得できる場合でも，提供元の利用規約，APIキーの条件，クレジット表記の条件を確認すること．
• 商用地図サービス：利用制限と改変・再配布の許諾要件を確認すること．
• 自作データ：著作権管理，データ保護を行うこと．

5. 出力と活用

生成された3次元地図データは，次の形式・環境へ出力できる．

• 3Dファイルフォーマット（.obj, .fbx, .glb等）
• Unity/Unreal Engine向けのエクスポート
• WebGL対応の軽量データフォーマット

活用例

• バーチャルツアー
• 都市計画シミュレーション
• 防災訓練
• 建築プレゼンテーション

技術用語

• 3次元地図：実世界をデジタル空間で立体的に表現した地図であり，都市計画，防災管理，観光振興，建築設計などの分野で利用される．
• Blender：3次元コンピュータグラフィックス制作のためのオープンソースソフトウェアである．物理ベースレンダリングやモデリングの機能を備え，アドオンによる機能拡張が可能である．
• BlenderGIS：地理空間データをBlender上で扱うためのアドオンである．GPL-3.0の下で公開されており，Shapefile，ラスター画像，GeoTIFF DEM，OpenStreetMap XMLなどのインポート，Web地図サービスによるベースマップ表示，SRTM標高データの取得，OpenStreetMapの建物・道路データの3D化などの機能を備える．対応するBlenderのバージョンは公式リポジトリで確認する．
• ベースマップ設定：3次元地図作成の基礎となる地図データを設定する工程である．3Dビューポート上部の「GIS」メニューから「Web geodata」→「Basemap」を選ぶ，またはテンキーの「*」キーでベースマップ表示を開始し，地域を検索（Gキー）してから，データをエクスポート（Eキー）してテクスチャ付き平面メッシュを生成する．
• 標高データ取得：3次元地図の地形表現に必要な高度情報を取得する工程である．地形用の平面メッシュを選択した状態で「Get SRTM」または「Get elevation」を実行すると，SRTMデータに基づき地形が変形される．OpenTopographyから取得する場合はAPIキーが必要である．
• OSMデータ取得：OpenStreetMapから建物や道路などの地理空間データを取得する工程である．「GIS」メニューの「Web geodata」→「Get OSM」を選択し，必要なレイヤーを選択（SHIFTキー）した上で，「Elevation from object」オプションにより地形メッシュを指定すると，建物が地形上に自動的に配置される．
• 3Dファイルフォーマット：3次元モデルを保存するファイル形式であり，.obj，.fbx，.glbなどがある．
• OpenStreetMap（OSM）：ボランティアコミュニティによって更新される地理データベースである．データの使用・編集・加工を認めるオープンライセンスであるODbL（Open Database License）の下で提供される．利用時は適切なクレジット表記が必要である．
• GIS（地理情報システム）：位置データとその関連情報を統合して管理・分析するシステムである．
• 標高データ：地形の起伏を数値化したデータである．3次元地図における地形の再現に用いられる．
• レイヤー：地図データを道路，建物，水域などの要素ごとに分類した構造である．
• レンダリング：3次元モデルから2次元画像を生成する処理である．
• Unity/Unreal Engine：3次元ゲームエンジンである．Blenderで作成した3次元データをインポートできる．