Kwansei Gakuin University Repository

福地, 湧

地域レビューと地図画像を用いた
地域検索のための地理特性学習方式に関する研究
福地 湧＊
【要旨】
本研究では，地域レビューと地図画像を用いた地域検索のための地域特性学習方式を提案する．地域検
索において，「通勤のしやすさ」や「子育てのしやすさ」といった地域特性が重要な意味を持つ．たとえば，
共働きの子連れの夫婦が引っ越しをする際には，「通勤しやすく，子育て環境も充実した地域」といった検
索要求が考えられる．地域特性を把握する方法として，不動産サイトなどで公開されている地域レビュー
や地図の閲覧が考えられるが，投稿されているレビュー数が少ない場合や地図上に大きな特徴が無い場合
は地域特性を正確に把握することは困難である．そこで，本研究では地域レビューと地図画像を用いた 2
つの地域特性学習方式を提案する．1 つは色付き地図画像を用いた畳み込みニューラルネットワークによ
る地域特性学習方式であり，2 つ目は自然言語による地域検索手法を実現するための地域レビューと色付
き地図画像の対照学習手法を提案する．
キーワード：地理情報検索，地域特性，地理オブジェクトカテゴリ，機械学習，自然言語処理
1. はじめに
地域とは人々が生活を行う地理的な領域であり，各地域には，その地域特有の性格を示
す地域特性が存在する．地域特性は地域の歴史や文化，人口，行政など多様な観点から捉
えることができるが，本研究では地域特性を「人間の社会活動に強く関係し，且つ，複合
的な要因が絡み合い抽象度が高いもの」と定義する．たとえば，「子育てのしやすさ」，「買
い物のしやすさ」が本研究で対象とする地域特性の例である．具体的に本研究で対象とす
る地域特性は「子育てのしやすさ」，「教育環境」，「高齢者や幼児の暮らしやすさ」，「防犯
面での安全性」，「交通の便の良さ」，「自然豊かさ」，「日常生活における買い物のしやす
さ」，「アクティビティやショッピングの利便性」，「文化・歴史的な魅力」の 9つである．
地域特性の予測は様々な場面において重要である．たとえば，子連れの家族が引っ越し
を検討する場合，「子育てしやすい地域」を知りたいなどの要求が考えられる .
そこで，本研究では地域特性の予測を目的として機械学習の手法を提案する．本研究で
提案する地域特性の学習手法は以下の 2つである．
1. 手法 1：色付き地図画像を用いた CNNによる地域特性の学習手法
2. 手法 2：居住者レビューと地図画像の対照学習による地域特性学習手法
＊関西学院大学大学院総合政策研究科博士課程前期課程（hel00521@kwansei.ac.jp）
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FUKUCHI: A study on geographic feature learning methods for area search using area reviews and map images
【T：】Edianserver/【関西学院】/総合政策研究科/KGPS Review/No.32/
福地 湧 初校校了２ 校
2. 色付き地図画像を用いた CNNによる地域特性学習手法
2.1 手法の概要
本手法では，画像解析において高い精度を示す畳み込みニューラルネットワークを用い
て地図画像から地域の特性を学習するモデルを構築する．このとき，地図画像には，図 1
に示す対象地域に存在する地理オブジェクトをカテゴリごとに異なる色でプロットした
「色付きカテゴリ地図画像（Colored-Category Map 画像：CCM 画像）」を利用する．地図
データを CCM画像化することにより，対象地域に存在する地理オブジェクトのカテゴリ
とその位置関係といった地理的特徴の全体像を固定長ベクトルで表現可能である．
CCM画像に対する正解ラベルには地域に対するレビューにおける単語の出現率を用い
る．本手法では地域に投稿されているレビューにおける単語の出現率が地域特性を示すこ
とに着目した．たとえば，「育児」や「教育」など「子育て」に関連する単語が多く投稿
されている地域であれば「子育て」に言及されやすい地域であるという地域特性が考えら
れる．データとして使用する地域レビューには，LIFULL HOME’Sが提供する「まちむす
びデータセット」を利用して学習用データセットを構築した．本手法では地域特性に関す
る単語の出現率を予測するのみであるため，地域特性の評価に関するポジネガ（例：子育
てのしやすさなど）は予測できない．
図 1 一般的な地図画像とCCM画像の比較
2.3 学習モデルの構造
CCM 画像を入力データとして地域特性を予測する地域特性予測モデルのアーキテク
チャについて述べる．CNN は画像認識や画像分類の分野において一般的に用いられてお
り，高い有効性が示されているアーキテクチャである．そこで，本手法では CCM画像か
ら地域特性を予測するために CNNを採用する．本稿で利用する学習モデルでは，図 2に
示す通り，畳み込み層やプーリング層，バッチ正規化層，全結合層などの一般的な CNN
の構成要素を組み合わせる．
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KGPS Review No. 32 March 2025
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福地 湧 初校校了
2.4 自己教師あり学習
本手法では CCM画像という抽象度が高いデータを扱うため，画像認識の精度を高める
ため CCM画像に関する 2種類の自己教師あり学習を事前学習として行う．
1種類目はカテゴリ推定タスクであり，プロット量や位置関係などからプロットされて
いる地理オブジェクトのカテゴリを予測する．2種類目は駅の有無判定タスクで，周辺の
地理オブジェクトの数や種類からその地域の駅の有無を予測する．
2.5 評価実験
提案手法の有効性を検証するために下記 3種類の実験を行った．
1. CCM画像間の比較実験
2. CCM画像と地理特徴ベクトルの比較実験
3. 自己教師あり学習を評価する実験
2.5.1 CCM画像間の比較実験
本手法では，入力データとして CCM 画像を用いるが CCM 画像上にプロットする地理
オブジェクトの数は調整が可能である．そこで表 1に示す 5パターンの地図画像を比較し
た． 実験に使用したデータ数は 1,000 地域であり，そのうち訓練データを 720 件，検証
データを 180件，テストデータを 100件とした．本実験では「子育て」，「買い物」，「交通」
という 3つの地域特性の予測を行い，その性能を評価した．具体的には，各地域特性に関
連する単語が 1種類以上含まれるセンテンスの出現率を予測した．
実験の結果を表 1に示す．評価指標としては，予測と教師データの相関の強さを示すピ
アソンの相関係数と予測と教師データの誤差を示す平均二乗誤差（MSE）を用いた．ど
の指標においても「CCM画像-III」の性能が良かったことから，プロット数が少なく色分
けの数が多い場合が予測性能は高いと分かった．
初校校了
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福地 湧 初校校了
図 2 地域特性予測モデルのアーキテクチャ
2.5.2 CCM画像と地理特徴ベクトルの比較実験
本実験の目的は地域特性を予測する教師あり学習において，地理情報を CCM画像に変
換することの効果の検証である．本手法では，地理情報を CCM画像に変換して学習して
いるが，対象地域に存在する地理オブジェクトの数をカテゴリごとに特徴ベクトルとして
表現する手法も考えられる．そこで，本実験では，提案手法である CCM画像と，地理特
徴ベクトルのどちらが地域特性予測モデルの入力データとして優れているか比較する．
実験の結果を表 2に示す．全ての地域特性において，ピアソンの相関係数に関しては入
力データに地理特徴ベクトルを用いるよりも CCM画像を用いた方が予測値と正解ラベル
の間に強い相関がみられた．また，スピアマンの順位相関係数に関しても，全ての地域特
性において，入力データに地理特徴ベクトルを用いるよりも CCM画像を用いた方が強い
相関が見られた．これらの結果から，CCM 画像を入力に用いることは地域特性の予測に
効果的であることが示された．
表 2 地理特徴ベクトルとCCM画像の比較実験
2.5.3 自己教師あり学習を評価する実験
本実験の目的は 3.4節で提案した自己教師あり学習を事前学習として行うことの有効性
を検証することである．3.4節で提案した自己教師あり学習の有無による予測性能の変化
や最適な組み合わせを検証するために以下の 4パターンで比較実験を行った．
実験の結果を表 3に示す．表 3のピアソンの相関係数とMSEから 2つの事前学習を行
うことで地域特性の予測性能は向上したことが分かる．
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表 1 CCM画像間の比較実験の結果
3. 居住者レビューと地図画像の対照学習による地域特性学習手法
3.1 手法の概要
本手法では自然言語と地域の特性を学習するモデルを構築する．本手法で提案する地域
特性学習モデルの概要図を図 3 に示す．本手法では機械学習モデルの一つである CLIP
［1］を汎用し，地域特性を表すテキストと画像をそれぞれベクトルに変換し，そのコサイ
ン類似度を算出する．このとき，正しいペアの類似度が大きく，正しくないペアの類似度
は小さくなるように学習を行う．自然言語と地図画像のコサイン類似度を算出すること
で，自然言語から地域の特徴を学習することが可能になる．
図 3 居住者レビューと地図画像の対照学習による地域特性学習手法の概要図
本手法においても画像データには CCM画像，テキストデータには居住地レビューを用
いる．ただし，各地域に投稿されている居住地レビューは複数存在するため，要約した文
章を各画像に紐づける．要約は GPT-4oを用いる．
初校校了
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福地 湧 初校校了
表 3 事前学習の比較実験
3.3 評価実験
本節では「居住者レビューと地図画像の対照学習手法」に関する実験について述べる．
本実験では複数の CCM画像と地域の特徴を表すテキストを用意し，地域特習モデルを用
いてそれらをベクトルに変換し，コサイン類似度を算出する．正しいペアに対して高い類
似度を算出できれば地域特性予測モデルを高く評価する．
実験に用いたデータと実験結
果を図 4に示す．図 4から博多
と春日，丹波篠山に関しては正
しいペアのテキストと CCM 画
像の類似度が最も高かった．ま
た，博多や中州に対して佐賀を
表すテキストの類似度が低いこ
とから，都会や田舎など大きな
区別ができていることが分か
る．しかし，どの正しいペアに
対しても高い類似度が予測され
ることが無かった．
4. おわりに
本研究では居住者レビューと地図画像を用いた地域特性学習手法として畳み込みニュー
ラルネットワークモデル（CNN）による学習手法と対照学習手法の 2 つを提案した．提
案手法では地理オブジェクトのカテゴリや位置関係が地域特性に影響すると仮定し，地理
オブジェクトのカテゴリを色で表現した CCM 画像に着目した．CNN を用いた地域特性
学習モデルの評価実験では，各地域に存在する地物の数をベクトルで表現した「地理特徴
ベクトル」を入力データに用いる場合よりも CCM画像の有効性が検証された．また，対
象学習手法に関する実験から自然言語と CCM 画像の関係を学習できることが分かった．
今後の課題としては，CCM画像に時間距離を反映するために等高線データと統合するこ
とや本手法を実装する際に行政サービスに関する情報などと組み合わせて地域特性を予測
することである．
関連研究
［1］Alec Radford, Jong Wook Kim, Chris Hallacy, AdityaRamesh, Gabriel Goh, Sandhini Agarwal, Girish Sastry,
Amanda Askell, Pamela Mishkin, Jack Clark, et al. Learning transferable visual models from natural language
supervision. In International conference on machine learning, pp. 8748–8763. PMLR, 2021.
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【T：】Edianserver/【関西学院】/総合政策研究科/KGPS Review/No.32/
福地 湧 初校校了
図 4 レビューと地図画像の対照学習による実験結果


Japanese

A study on geographic feature learning methods for area search using area reviews and map images

金, 慧英

00883836

大和, 三重

00213900

Kim, Hyeyoung

Ohwa, Mie

The Current State and Challenges of Senior Citizen Centers (Gyeongnodang) in South Korea Facing a Super-Aged Society : Efforts During the COVID-19 Pandemic

CONTENTS
An Analysis of the Views of Childrenʼs Welfare Centre Employees Regarding the Pressures of Their Work :
AnAnalysis UtilisingKHCoder FreeDescriptionContentYukiko TAKAI 1
Designing Lesson Plans with Literary Works in English as Teacher‒Training Material (4) :
Claire Keeganʼs Small Things like These Kazunari MIYAHARA 9
An Examination of the Role of Practitioners in the ʻCenters for Children and Parentsʼ in Japan :
AComparisonwith the Role ofMeeting Place Practitioners in Flanders,Belgium Maki HASHIMOTO 21
Teaching Strategies for FosteringAwareness of Social Participation in Integrated Studies at Junior High Schools
― Focusing on the “Producing Ageo” Project by Third‒year Students Learning Global Citizenship Studies at
AgeoMunicipalHigashi Junior High School in Saitama Prefecture― YoshiharuMINEGISHI 33
High School Studentʼs Political Participation via Petition and Appeal of Request
― Focusing on a Case Study of Opinion Delivery Through Inquiry‒based Learning of Social Problems―
YoshiharuMINEGISHI 43
An Analysis of the Differences between Elementary and Middle School Students Regarding Factors
Supporting Efficacy of Human Rights
― Considering the Role ofHuman Rights Education in Junior High School ―Nobuhiko HAMAMOTO 53
Can Modern Youth Develop Gender Coexistence Awareness Through Dialogue?
― Study Using theDialogue for Awareness Program― Kyoko FUJII 63
Akane HATTORI
What is The Place of Childcare in Nurturing the Childʼs Mind as a Subject :
SwedishChildcare from the Perspective ofRelational DevelopmentTheoryToyomi YOSHITSUGU 77
A Study on the Development of Studentsʼ Reading Skills in an Elementary School Teacher Training Program
― AStudy of StudentsʼExperiences in Reading Instruction― Rei NAGASHIMA 87
A Study of Teachersʼ Instructional Skills in Early Elementary Music Classes
― Focusing on Reading Instruction―Rei NAGASHIMA 95
Plurality of the Kanyo Concept as seen through Adolescentsʼ Discomfort with Friends
Akane HATTORI 105
How Should Peace Education in Japanese Language Be Approached? :
UsingKazuo Ohtsukiʼs ADesire for Peace Education (2005) as a Reference Daisuke HARADA 121
Jesus as Διδάσκαλος :Calls to Relationshipwith Love and toCoexistenceNaomi KAJIHARA 129


English

小原, 拓也

40848173

小川, 禎友

30330228

Obara, Takuya

Ogawa, Yoshitomo

Optimal Nonlinear Income Taxation for Non-Cooperative Couples

ISSN 0286−9136
二
〇
二
五
年
三
月
二
十
日
印
刷
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五
年
三
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第七十六巻 第二号
関西学院大学日本文学会
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究
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文
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集
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稿
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、
編
集
委
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。
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掲
載
さ
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文
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作
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掲
載
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論
文
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掲
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き
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原
稿
に
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版
が
多
く
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ま
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て
い
て
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囲
み
記
事
な
ど
特
殊
な
書
式
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な
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て
い
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部
分
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あ
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め
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投
稿
確
認
時
に
は
こ
れ
ほ
ど
の
頁
数
に
至
る
と
は
予
想
で
き
な
か
っ
た
。
編
集
委
員
の
過
誤
ゆ
え
、
今
回
は
分
割
掲
載
を
求
め
な
か
っ
た
が
、
今
後
は
同
じ
不
手
際
を
繰
り
返
さ
な
い
よ
う
に
気
を
引
き
締
め
た
い
。
（
北
村
）


[表紙・目次]

津田, 睦美

70351236

Tsuda, Mutsumi

[Research Note] The Reality of the Wartime Experience through the Letters of Japanese Migrants in French New Caledonia : 2. Letter of Ihachi Morita

水谷, 知生

40781555

佐山, 浩

00600537

Mizutani, Tomoo

Sayama, Hiroshi

[Research Note] Compiling the “Tamura Tsuyoshi Works List” and analyzing his writing trends through it

浦田, 剛

Urata, Go

サービス業の国際化プロセス : 日本から海外への市場参入における課題

Yamaji, Rina

山地, 里奈

Exploring Intrinsic and Extrinsic Motivations Among Young Adults for Purchasing Second-Hand Luxury Products

赤江, 達也

30823819

岩野, 祐介

20509921

黒岩, 康博

60523066

Akae, Tatsuya

Iwano, Yusuke

Kuroiwa, Yasuhiro

[Material Introduction] Non-Church Christianity in Niihama : Tsunoda Sukehiro, Niihama Christian Mission : A Brief Chronological Table (1990) ; Tachibana Hajime, Greetings to Former Members of the Association (1952)

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