地図を視覚的に表現しましょう!彼女は地理情報システムを使って現実世界を反映させている

古代人は地図を使って空間情報を描写しましたが、現代人は地理情報システム (GIS) を使って現実世界を反映しています。

GIS は、空間情報を管理、分析、統合できるコンピューター ベースのツールです。世界初の実用的なGISが誕生してから10年以上経った1977年、わが国もGISの研究開発を開始しました。過去半世紀にわたり、中国のGISは模倣から独自の研究開発へと進化し、先進技術と継続的に融合し、徐々に国民経済と国民生活のあらゆる側面に応用されてきました。これは、膨大な数の教育・研究スタッフによる理論、方法、応用の探求、そして人材育成への努力と切り離せないものです。

▲潘英霞さん（左から2番目）は2021年に南京大学で地図作成とGISの修士論文を審査された。

南京大学地理海洋学院の准教授である潘英霞氏は、まさにそのような科学技術者であり、長年にわたりわが国でGISの教育と研究の最前線で活躍してきました。 1990年代以降、潘英霞は常に最前線に立ち、地図投影、地図分析と応用、空間計量経済モデル、空間データ分析などの重要な講座を開設してきました。彼女は、GIS と空間データ分析の統合理論と手法、および地域分析へのその応用において、一連の革新的かつ実用的な成果を上げています。彼女は多くの優秀な学生を育て、中国のGISの30年間の努力と発展を目の当たりにし、参加してきました。

中国のGISの発展を促進するための継続的な改善

青リンゴの先端から風が吹き始め、さざ波から波が生まれます。この文章は、中国のGISの発展を忠実に反映しており、潘瑩霞氏の経歴を鮮やかに描写している。

1990年、潘瑩霞は山東師範大学地理学部に入学した。彼女は学部時代に定量地理学に強い関心を抱くようになりました。 1994年、潘瑩霞は中国地理学発祥の地として知られる南京大学の地理海洋学学院（旧地理学部）に入学し、地図作成と地理情報システムの修士号を取得しました。彼女は3年後に卒業し、大学に残って教鞭をとりました。当時、国内のGIS研究は始まったばかりで、南京大学には地理情報科学の優秀な人材が不足していました。潘穎霞はチャンスと課題の両方に直面した。

地図投影法は、潘穎霞が教えた最初の授業でした。 「地図作成を勉強したことはありますが、地図投影について特別な研究をしたことはありませんし、地図投影に使われる高度な数学も比較的難しいです。」彼女はこの難題に立ち向かうために、自ら一生懸命勉強し、謙虚に質問し、分厚い授業計画書やノートを積み重ね、徐々に自分の役割を担えるようになっていった。 1999年、潘英霞は科学研究をより良く行うために博士号の取得を目指し、空間データ分析に関する徹底的な研究を開始しました。博士号を取得した後、彼女は2006年に最初の重要なプロジェクトである国家自然科学基金青年プロジェクトに応募し、承認されました。江蘇省の経済および社会データを例にとり、GISデータベースから空間相関パターンを発見し、正式に科学研究のキャリアをスタートさせました。彼女は地域データ分析から始め、徐々に複雑な人口移動データ分析へと進んでいきました。

2008年と2017年には、学術知識の向上を目的として、ミシガン大学中国データ研究センターとペンシルベニア州立大学農村経済・社会・教育学部を訪問し交流しました。近年では、国際的な最先端の研究と自身の蓄積を組み合わせ、高度な数学、確率論、統計の知識を大量に含み、複雑なGIS技術を網羅した空間データ分析コースも開設しました。この点について、潘英霞氏は次のように述べた。「学問分野は発展するにつれて常に複雑化し、研究者により高い要求を課します。時代の変化に対応し、継続的に学び、知識を蓄積することによってのみ、学問分野の発展ニーズに適応し、より良い成果を達成することができます。」

このおかげで、潘瑩霞はこれまでに国内外で90本以上の学術論文を発表している。モノグラフ「GIS空間相関パターン発見」の完成に参加しました。 「地理情報技術の応用」、「地図投影」、「地図作成」の3つの教科書の執筆に参加しました。 2021年、彼女は「地理情報クラウドサービスプラットフォームのキーテクノロジーと意思決定サポート」と「地区と県レベルの天然資源と計画の「ワンマップ」ガバナンスシステムを構築するためのキーテクノロジーの研究」で江蘇省科学技術賞一等賞と中国地理情報産業協会の科学技術進歩賞を受賞しました。潘英霞氏は実践的な行動を通じて、中国におけるGISの発展に自らの力で貢献してきました。

空間データによる人口移動の分析

空間的な位置属性により、空間データは相互接続され、地理学の第一法則によって決定される特性を持ちます。つまり、すべてのものは他のものと関連していますが、類似するものはより密接に関連しています。空間的自己相関の研究は幅広い応用があり、社会経済、人文科学、歴史学、自然地理学などの分野で重要な役割を果たすことができます。その中で、人口移動は、Pu Yingxia が空間データ分析手法を用いて研究している重要なテーマの 1 つです。

改革開放後、「孔雀は南東へ飛ぶ」は人口移動の新たな潮流となった。 2010年以降、我が国の経済成長は徐々に鈍化し、人口の一部は中央部と西部地域に戻ってきました。同時に、我が国の人口増加率が鈍化し、あるいはマイナス成長を示すにつれて、人口移動は地域の人口増加の重要な手段になりつつあります。溥穎霞氏の見解では、人口移動は出発地と目的地の自然、経済、社会、文化的な特性に依存するだけでなく、過去の人口移動のさまざまな状態や現在の周囲の人口移動とも密接に関連しており、将来の人口移動に大きな影響を与えます。地域人口移動の影響要因と時空間的動的メカニズムを調査することは、わが国の地域人口再分配の相対的バランス、人的資源の円滑な流れ、市場に基づく要素の配分メカニズムの改善を確保するための実際的な必要性である。

従来のモデリング分析は、主に横断データと重力モデルに基づいており、開始点と終了点における二国間要素の「押し引き」効果に重点が置かれ、時間と空間の次元間の有機的なつながりは無視され、不確実性の問題が考慮されることはほとんどありませんでした。 Pu Yingxia 氏は、モデリングプロセスで直面する変数選択などの問題を解決するために、ベイズモデル平均化法を導入し、深く分析しました。 「ペンシルベニア州立大学を訪問した際に、ベイズ統計についてさらに学びました。ベイズ統計は、事前知識とサンプル情報を使用してベイズの規則を通じて事後確率を取得し、パラメータ推定、仮説検定、予測、意思決定などの統計的問題を解決します。この方法の興味深い点は、起こっていることに対する人々の信念の強さを核に据えていることで、これは私に大きな影響を与えました。」

例えば、国立自然科学基金の総合プロジェクト「空間OD（起点と終点）モデルの最適化と不確実性分析」を実施する際、潘英霞は空間ODフローが位置するネットワークシステムの複雑性から出発し、ノード属性、ノード環境、モデル構造の表現における可能性のある不確実性に基づき、ベイズ統計と組み合わせて不確実性を特徴付ける空間ODモデルを確立し、ベイズモデル平均化法を通じてモデルを最適化し、空間ODフローのパターン進化と内部メカニズムをより科学的に説明し、将来の発展動向を確率的に予測しました。関連研究では、中国の省間の人口移動フローのモデリングと予測分析を通じて、技術と方法の観点から空間ODモデルを構築および最適化する実現可能性が実証されています。

2023年に承認された中国国家自然科学基金の総合プロジェクト「空間動的ODパネルモデルの最適化と時空間動的メカニズムの分析」の研究では、潘英霞はODフローが位置するネットワークシステムの始点と終点の要素、周辺環境、時空間構造の表現における不確実性に焦点を当てました。凸結合やマルコフ連鎖モンテカルロモデル合成などの手法により、事後確率を重みとして考えられるすべてのモデルを加重平均し、ODフローの発達の時空間経路依存性やネットワークスピルオーバー効果などの内部メカニズムを定量的に説明する空間動的ODパネルモデルを構築・最適化した。改革開放以降の中国における省間の人口移動フローのモデル化と分析を通じて、不確実性を背景とした理論、技術、方法における空間動的ODパネルモデルの最適化の実現可能性が実証されています。 GIS 時空間データマイニングの研究と応用を深め、地域人口移動政策の策定や市場志向の要素配分の改善に対する意思決定支援を提供します。

学術研究を通じてさらなる思考を促す

「人口移動に加え、物流、情報の流れなどはすべて流動的な情報であり、2つの地域間、あるいは複数の地域間の相互作用を伴います。考慮すべき要素が増えるほど、モデリングと分析は難しくなります。」潘穎霞は学生たちを率いて辛抱強く細心の注意を払って分析、見積もり、検証を繰り返し、期待通りの成果を継続的に達成し、意思決定をサポートしました。 「同時に、人口移動に関わる時間と空間の概念は、人口問題を探求するためのより広い文脈も提供します。人口移動を研究することで最も重要なことは、人口移動におけるネットワークの波及効果を示し、人々の間でより多くの思考を引き起こすことです。」

この研究意図と方法は、国内の大学院生だけでなく、オンラインで潘英霞の研究論文を見て勉強に来たベラルーシの大学院生も惹きつけた。 「2022年にはイタリアのボローニャ大学の経済学教授と共同で交通と観光に関する国際協力プロジェクトに応募しようと試みました。協力経験が不足していたため最終的には失敗に終わりましたが、将来の協力の基盤を築くことができました。」南京大学は開放的な校風を持ち、溥穎霞は学生に対してほとんど制限を課さない。 「私のプロジェクトには比較的余裕があります。科学研究​​プロジェクトを進めるためのチームワークを促進しながら、理論と実践的なツールを組み合わせた知識とスキルを学生に教え、興味のある方向性を自由に探求できるスペースを提供したいと思っています。」

2020年、潘瑩霞氏が20年間教えてきた「地図投影」講座は正式に廃止された。 2023年11月の会合で、彼女は10年以上前の生徒と出会った。学生は、そのときの学習のおかげで、何年にもわたって部署内で地図投影に関する問題に遭遇するたびに、同僚が彼に助けを求めるようになり、その言葉に誇りを感じていたと彼女に話しました。教室で蒔かれた種は、生徒たちが社会に散らばっていく中で、彼女の目に見えないところで根を張り、芽を出した。もともと授業の中止を非常に残念に思っていた潘穎霞は、これによって大いに慰められた。今後も最先端の研究に取り組み、GIS 分野でさらなる成果を上げ、社会に貢献し続けたいと考えています。