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ウェブマッピング

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
フィンランドのラッパヤルヴィ湖を表示しているスマートフォン上のウェブマップアプリ

ウェブマッピング（Web mapping）またはオンラインマッピング（online mapping）とは、World Wide Web（ウェブ）上で地図を使用、作成、配信するプロセスのことであり、通常はウェブ地理情報システム（WebGIS）を使用して行われる[1][2][3]。ウェブマッピングは単なるウェブ上の地図製作ではなく、消費者が地図に何を表示するかを選択できるインタラクティブなサービスである[4]。

導入

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ウェブマッピングの登場は、地図学における新たな主要トレンドと見なすことができる。最近まで、地図製作は少数の企業、研究所、地図作成機関に限定されており、比較的高価で複雑なハードウェアやソフトウェア、さらには熟練した地図製作者やジオマチック（測量・地理空間情報技術）エンジニアが必要とされていた[5]。 

ウェブマッピングは、OpenStreetMapによって生成された無料のデータセットや、Baidu、Google、HERE、TomTom（英語版）などが所有する独自のデータセットを含む、多くの地理データセットをもたらした[6]。ArcGISのような独自ツールのほかにも、様々な地図生成用フリーソフトウェアが考案され、実装されている。その結果、ウェブ上で地図を提供する際の参入障壁が低くなった[5]。 

「WebGIS」と「ウェブマッピング」という用語はしばしば同義語として使用されるが、両者は異なるものである[1][2][3][7][8][9][10]。WebGISはウェブマップを利用し、それを可能にするものであり、「ウェブマッピング」を行うエンドユーザーはWebGISから分析機能を得ている。しかし、WebGISはウェブマッピングよりも多くの用途を持っており、ウェブマッピングはWebGISなしでも実現可能である。WebGISは、エンドユーザーへのレポート自体よりも、データ取得や、データストレージやアルゴリズムなどのサーバーソフトウェアアーキテクチャといった設計面に関わる地理データ処理の側面に重点を置いている[11]。「位置情報サービス」という用語は、「ウェブマッピング」の消費者向け商品およびサービスを指す[12]。ウェブマッピングは通常、クライアント・サーバー間の対話が可能なウェブブラウザやその他のユーザーエージェントを伴う[13]。品質、使いやすさ（ユーザビリティ）、社会的利益、法的制約といった問題が、その進化を促進している[14][15]。

種類

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ウェブマップの最初の分類は、2001年にメンノ＝ヤン・クラークによって行われた[11]。彼は「静的」ウェブマップと「動的」ウェブマップを区別し、さらに「インタラクティブ」なものと「表示のみ」のものを区別した。今日では、動的ウェブマップの種類や、静的ウェブマップのソースは増加している[16]。

分析ウェブマップ

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分析ウェブマップ（Analytical web maps）は、GIS分析を提供する。地理データは静的に提供される場合もあれば、更新が必要な場合もある。分析ウェブマップとWebGISの境界線は曖昧である。分析の一部は、GIS地理データサーバーによって実行される場合がある。ウェブクライアントの機能が向上するにつれて、処理は分散されるようになっている[17]。

アニメーションおよびリアルタイム

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リアルタイムマップは、現象の状況をほぼリアルタイム（数秒または数分の遅延のみ）で表示する[18]。これらは通常アニメーション化されている。データはセンサーによって収集され、地図は一定の間隔または要求に応じて生成または更新される。

アニメーションマップは、グラフィック変数または時間変数のいずれかをアニメーション化することで、時間の経過に伴う地図の変化を表示する[19]。クライアント側でのアニメーションウェブマップの表示を可能にする技術には、スケーラブル・ベクター・グラフィックス（SVG）、Adobe Flash、Java、QuickTimeなどがある。リアルタイムアニメーションを備えたウェブマップには、天気図、交通渋滞地図、車両監視システムなどがある[16]。

CartoDBは、オープンソースライブラリ「Torque」[20]を立ち上げた。これにより、数百万のレコードを持つ動的なアニメーション地図を作成できるようになった。Twitterはこの技術を使用して、世界中のニュースやイベントに対するユーザーの反応を反映した地図を作成している。

共同地図

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共同地図（Collaborative maps）は、発展途上の可能性を秘めている[21]。独自ソフトウェアまたはオープンソースの共同ソフトウェアにおいて、ユーザーは協力してウェブマッピング体験を作成し、改善する。このタイプのウェブマッピングは、今日、人々の間で最も人気があり、馴染み深いものである[22]。共同ウェブマッピングプロジェクトには、以下のようなものがある。

オンライン地図帳

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オンライン地図帳は、一般参照地図、主題地図、および地理情報など、特定の期間における地図のコレクションである[23]。従来の地図帳は、ウェブ上でホストされるようになると、著しく大きな移行を遂げる。地図帳は印刷版を中止したり、オンデマンド印刷を提供したりすることができる。一部の地図帳では、基礎となる地理空間データソースの生データのダウンロードも提供している。

静的ウェブマップ

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アメリカ地質調査所の静的地図

静的ウェブページは、アニメーションや双方向性を持たない「表示のみ」のページである。これらの地図は、技術の進歩によってユーザーが対話できるようになる前によく使用されていた[23]。これらのファイルは一度作成されると（多くの場合手動で）、頻繁には更新されない。静的ウェブマップの一般的なグラフィック形式は、ラスタファイルの場合はPNG、JPEG、GIF、またはTIFF、ベクターファイルの場合はSVG、PDF、またはSWFである。これらには、画面表示用地図として設計されていない、スキャンされた紙の地図も含まれる。紙の地図は、同じ物理サイズの一般的なコンピュータディスプレイよりもはるかに高い解像度と情報密度を持っており、間違った解像度で画面に表示されると判読できない場合がある[11]。

クラウドベースのWebGIS

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現在、様々な企業がクラウドベースのSaaSとしてウェブマッピングを提供している。これらのサービスプロバイダーにより、ユーザーは自分のサーバー（クラウドストレージ）にデータをアップロードすることで、地図を作成し共有することができる。地図は、ブラウザ内エディタを使用するか、サービスプロバイダーのAPIを活用したスクリプトを作成することによって作成される。

マッピングソフトウェアの利点

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2006年10月21日のアメリカ合衆国の地上天気図

従来の手法と比較して、マッピングソフトウェアには多くの利点がある。欠点についても記載する。

  • ウェブマップは最新の情報を簡単に配信できる。データベースから自動的に生成される地図であれば、ほぼリアルタイムで情報を表示できる。印刷し、原盤を作成し、配布する必要がない。例： 
    • 選挙結果が判明次第、それを表示する地図。
    • センサーネットワークによって収集された交通データを使用した交通渋滞地図。
    • バスや列車などの公共交通機関車両の現在位置を示す地図。利用者は停留所や駅での待ち時間を最小限に抑えたり、運行の遅れを知ることができる。
    • NEXRADなどの天気図。
  • ウェブマップのためのソフトウェアとハードウェアのインフラは安価である。ウェブサーバーのハードウェアは安価に入手でき、ウェブマップを作成するための多くのオープンソースツールが存在する。一方、地理データはそうではない。衛星や自動車のフリート（隊列）は、継続的に情報を収集するために高価な機器を使用している。おそらくこのため、特に地理データが高価な場所では、地理データを公開することに消極的な人々がまだ多い。彼らは、適切な許可申請なしに他人がデータを使用することによる著作権侵害を恐れている。
  • 製品の更新を簡単に配布できる。ウェブマップはリクエストや読み込みのたびにロジックとデータの両方を配信するため、ウェブユーザーがアプリケーションをリロードするたびに製品アップデートを行うことができる。従来の地図学では、印刷された地図やオフラインメディア（CD、DVDなど）で配布されるインタラクティブ地図を扱う場合、地図の更新には多大な労力を要し、再印刷やリマスタリング、メディアの再配布が必要となる。ウェブマップでは、データと製品の更新はより簡単、安価、高速であり、より頻繁に行われる。おそらくこのため、多くのウェブマップは、記号化、コンテンツ、データの正確性の点で品質が低い。
  • ウェブマップは分散したデータソースを組み合わせることができる。オープンスタンダードと文書化されたAPIを使用することで、投影法、地図の縮尺、データ品質が一致していれば、異なるデータソースを統合（マッシュアップ）することができる。集中化されたデータソースを使用することで、個々の組織が同じデータセットのコピーを維持する負担がなくなる。欠点は、外部のデータソースに依存し、信頼しなければならないことである。さらに、詳細な情報の利用可能性と分散データソースの組み合わせにより、個人の多くの私的情報や個人情報を見つけ出し、組み合わせることが可能になる。個人の資産や不動産は、今や高解像度の航空写真や衛星画像を通じて、世界中の誰でもアクセスできるようになっている。
  • ウェブマップはパーソナライズ（個人化）を可能にする。ユーザープロファイル、個人的なフィルタ、個人的なスタイル設定や記号化を使用することで、ウェブマッピングシステムがパーソナライズをサポートしていれば、ユーザーは独自の地図を設定し設計することができる。アクセシビリティの問題も同様に扱うことができる。ユーザーがお気に入りの色やパターンを保存できれば、簡単に識別できない色の組み合わせ（例：色覚異常のため）を避けることができる。それにもかかわらず、紙と同様に、ウェブマップには画面スペースが限られているという問題があり、それはより深刻である。これは特にモバイルウェブマップにとって問題である。持ち運ばれる機器は通常非常に小さな画面しか持たないため、パーソナライズのための余地が少なくなる可能性が高い。
  • ウェブマップは、DHTML/Ajax、SVG、Java、Adobe Flashなどのウェブマッピング技術と同様に、共同マッピングを可能にする。分散データ取得と共同作業が可能になる。このようなプロジェクトの例としては、OpenStreetMapプロジェクトやGoogle Earthコミュニティがある。他のオープンプロジェクトと同様に、品質保証は非常に重要であるが、インターネットとウェブサーバーインフラの信頼性はまだ十分ではない。特にウェブマップが外部の分散データソースに依存している場合、原作者はしばしば情報の可用性を保証できない。
  • ウェブマップは、ウェブ上の他の情報へのハイパーリンクをサポートする。他のウェブページやWikiと同様に、ウェブマップはウェブ上の他の情報へのインデックスのように機能することができる。地図上のラベルテキストなどには、追加情報へのハイパーリンクを提供できる。例えば、公共交通機関のオプションを表示する地図は、オンラインの列車時刻表の対応するセクションに直接リンクすることができる。しかし、ウェブマップの開発は現状でも十分に複雑である。ウェブマッピングやWebGISアプリケーションを作成するための無料および商用ツールの可用性が高まっているにもかかわらず、インタラクティブなウェブマップを作成することは、画像を組版して印刷するよりも複雑な作業である。多くの技術、モジュール、サービス、データソースを習得し、統合しなければならない。異なるウェブ技術の集合体である開発およびデバッグ環境は、依然として扱いにくいままである。

歴史

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出来事の種類
  • 地図学関連の出来事
  • ウェブマッピングに直接関連する技術的出来事
  • 一般的な技術的出来事
  • ウェブ標準に関連する出来事

このセクションでは、ウェブマッピング、オンラインマッピングサービス、および地図帳のいくつかのマイルストーンを記載する[13]。

  • 1989年: WWWの誕生。CERNで研究文書の交換のためにWWWが発明される[24]。 
  • 1993年: Xerox PARC Map Viewer。CGI/Perlベースの最初のマップサーバー。再投影のスタイリングと地図範囲の定義が可能だった[25]。
  • 1994年: The National Atlas of Canada。カナダ国立地図帳の最初のバージョンがリリースされた。最初のオンライン地図帳と見なすことができる。
  • 1995年: The Gazetteer for Scotland。Gazetteer for Scotland（スコットランド地名辞典）のプロトタイプバージョンがリリースされた。インタラクティブマッピングを備えた最初の地理データベース。
  • 1995年: Tiger Mapping Service。米国国勢調査局による、最初の全国的なストリートレベルのウェブマップであり、米国政府による最初の主要なウェブマップ[25]Wikimedia Commons。
  • 1995年: MapGuide。最初はArgus MapGuideとして導入された。
  • 1996年: Center for Advanced Spatial Technologies Interactive Mapper。CGI/C shell/GRASSに基づいており、ユーザーが地理的範囲、ラスタベースレイヤー、およびベクターレイヤーの数を選択して、パーソナライズされた地図を作成できるようにした。
  • 1996年: Mapquest。マッピング出力を備えた最初の人気のあるオンライン住所マッチングおよびルーティングサービス。
  • 1996年: MultiMap。英国を拠点とするMultiMapのウェブサイトが立ち上げられ、オンラインマッピング、ルーティング、位置情報サービスを提供した。英国で最も人気のあるウェブサイトの一つに成長した。
  • 1996年: MapGuide。AutodeskがArgus Technologiesを買収し、Autodesk MapGuide 2.0を導入した。
National Atlas of the United States のロゴ
NASA World Windのスクリーンショット
  • 2003年: NASA World Wind。NASA World Windリリース。インターネット上の分散リソースからデータを読み込むオープンな仮想地球儀。地形や建物を3次元で見ることができる。(XMLベースの)マークアップ言語により、ユーザーは独自の個人的なコンテンツを統合できる。このバーチャル地球儀には特別なソフトウェアが必要で、ウェブブラウザでは動作しない。
  • 2004年: OpenStreetMap。スティーブ・コーストによって設立された、オープンソースでオープンコンテントな世界地図。
  • 2004年: Yandex Maps設立。
  • 2005年: Google マップ。Google マップの最初のバージョン。四分木スキームで構成されたラスタタイルに基づいており、データの読み込みはXMLHttpRequestで行われた。このマッピングアプリケーションはウェブ上で非常に人気となり、他の人々がGoogleマップサービスを自分のウェブサイトに統合できるようになったこともその理由の一つである。
  • 2005年: 百度地図ベータ版公開。
  • 2005年: MapGuide Open SourceがAutodeskによってオープンソースとして導入された。
  • 2005年: Google Earth。バーチャル地球儀のメタファーに基づいて構築されたGoogle Earthの最初のバージョンがリリースされた。地形や建物を3次元で見ることができる。KML（XMLベース）マークアップ言語により、ユーザーは独自の個人的なコンテンツを統合できる。このバーチャル地球儀には特別なソフトウェアが必要で、ウェブブラウザでは動作しない。
  • 2005年: OpenLayers。オープンソースのJavaScriptライブラリであるOpenLayersの最初のバージョン。
  • 2006年: WikiMapia立ち上げ。
  • 2009年: MapTiler。ウェブマップ用の地理データのタイリングを行うためのオープンソースソフトウェアとしてリリースされた[28]。
  • 2009: ノキアが同社のスマートフォンでOvi Mapsを無料化した。
  • 2012年: Apple Maps。最初のベクタータイルベースのマッピングアプリ[29]が立ち上げられ、Apple独自のプラットフォームにおけるデフォルトのマッピングアプリとしてGoogle マップクライアントに取って代わった[30]。
  • 2020年: Petal Mapsリリース。

技術

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ウェブマッピング技術には、サーバー側とクライアント側の両方のアプリケーションが必要である。以下は、ウェブマッピングで利用される技術のリストである。 

  • [[空間データベース|空間データベース（英語版）]]は、通常、地理データ型、メソッド、プロパティで強化されたオブジェクトリレーショナルデータベースである。ウェブマッピングアプリケーションが動的データ（頻繁に変更される）や大量の地理データを扱う必要がある場合はいつでも必要となる。空間データベースは、空間クエリ、サブセレクト、再投影、ジオメトリ操作を可能にし、様々なインポートおよびエクスポート形式を提供する。PostGISは著名な例であり、オープンソースである。MySQLもいくつかの空間機能を実装している。Oracle Spatial（英語版）、Microsoft SQL Server（空間拡張機能付き）、IBM DB2は商用の代替手段である。Open Geospatial Consortium（OGC）の仕様「Simple Features（英語版）」は、空間データベースの標準ジオメトリデータモデルおよび演算子セットである。仕様のパート2では、SQLを使用した実装を定義している。
  • タイルウェブマップ（英語版）は、ラスタ画像の「タイル」で構成されたレンダリング済み地図を表示する。
  • ベクタータイル（英語版）も人気が高まっている。GoogleとAppleはどちらもベクタータイルに移行している。Mapbox.comもベクタータイルを提供している。この新しいスタイルのウェブマッピングは解像度に依存せず、インタラクションに応じて地物を動的に表示または非表示にできるという利点もある。
  • WMSサーバーは、レイヤーの順序、スタイル設定と記号化、データの範囲、データ形式、投影法などのユーザーオプションのパラメータを使用して地図を生成する。OGCはこれらのオプションを標準化した。別のWMSサーバー標準としてタイルマップサービスがある。標準的な画像形式には、PNG、JPEG、GIF、SVGなどがある。

社会への影響

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ウェブマップは多くの人にとって不可欠なツールとなっており[31]、これは特定の種類の地図を（特に）要求した2021年のストライキによっても示されている[32]。ウェブマッピングは、より環境に配慮した方法で位置をナビゲートすることを可能にした。ウェブマッピングの作成により、インターネットを通じてアクセスできるため、人々はもはや紙の地図を使用する必要がなくなり、環境に利益をもたらしている[33]。また、アクセスされていた地図帳や紙の地図は古くなっている可能性があった。ウェブマッピングを使用すると、ユーザーはリアルタイムで、現在地に基づいて目的地までの段階的な道順を最新の地理情報とともに取得できる。また、距離と推定移動時間を含むルートを選択することもできる。運転や徒歩など、移動手段を選択することもできる。 

もう一つの利点は、ウェブマッピングが無料であり、インターネット接続があれば誰でもアクセスできるため、一般の人々の多くがこの技術にアクセスできるようになったことである。また、交通状況や道路状況に関するリアルタイムの更新情報が得られるため、より安全な移動につながる可能性がある。一般的な用途ではないが、ウェブマッピングを使用して文化や歴史について詳しく学ぶこともできる。古地図、文化的ランドマーク、自然の特徴、公園、トレイルを探索したり、問題、自然災害、汚染などを報告したりすることができる[34]。これを行うことで、私たちはより安全で住みやすいコミュニティを作ることができる。 

ウェブマッピングが私たちの生活を簡素化するのに役立ったのと同様、ウェブマッピングの使用には社会的な悪影響もある。ウェブマッピングを使用する際の個人情報のプライバシーに関する懸念が提起されている。民間部門が個人情報の記録を保持する一方で、政府機関は個人とその行動に関する大規模なデータベースを作成することができる[33]。ウェブマッピングの関連性が高まるにつれて、この問題は引き続き挑戦され、交渉されている。ウェブマッピングの使用が増加するにつれて、運転中の注意散漫の量も増加している[34]。ドライバーは道路からデバイスへと注意を非常に簡単にそらすことができ、これは多数の社会的悪影響や安全上の懸念を引き起こす可能性がある。 

ウェブマッピングには、誰でも地図にアクセスし、作成し、配布できるという多くの利点がある一方で、多くの人々が倫理的な懸念を提起している[35] [36]。ウェブは誤った情報の拡散を助長し、一般の人々を誤解させる製品を公開する可能性がある[35][36][37]。これはCOVID-19パンデミックの際に大きな注目を集め、ダッシュボード上の不適切な地図の普及がインフォデミックの一因となった[36][37][38]。

ウェブマップはホストするためにインターネットを必要とするため、リンク切れの影響を受けやすく、情報にアクセスできなくなる可能性がある[37]。物理的な地図とは異なり、ウェブマップが提示するデータの唯一のソースである場合、これは歴史的記録に大きな影響を与える可能性がある。 

ウェブマッピングは地理ゲーム、特にGeoGuessrでも使用されている。人気のあるブラウザベースのゲームであり、ユーザーはGoogle ストリートビューの画像を見せられ、その場所を推測しなければならない。このゲームは2013年5月の発売と同時に成功を収め、COVID-19パンデミックの際には多くのコンテンツクリエイターがプレイをストリーミング配信したことで人気が急上昇した[39]。

ウェブマップと人間の多様性

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ウェブマッピングを使用すると、提供された道順とリアルタイムの交通および道路状況の更新情報を使用して、移動ルートを選択できる[34]。もちろん、これはインターネット接続がある場合にのみ可能である。低所得に関連する人々は、余裕がないためにインターネット付きのモバイルデバイスにアクセスできない場合があり、このリソースが制限される。 

この技術は、特定の世代にとっても制限となる可能性がある。若い世代は人生の大部分で技術に囲まれてきたため、ウェブマッピングを使いやすい。しかし、年配の世代は、人生の大部分にウェブテクノロジーが存在しなかったため、使いこなしにくい傾向がある[40]。このため、年配の世代が旅行を計画する際にウェブマッピングの使用方法を理解するのは困難になる可能性がある。多くの場合、彼らは紙の地図やGPSに頼ることになる。それらはウェブマッピングよりも効率が悪く、古くなっているにもかかわらず、彼らにとって快適だからである。 

ウェブマッピングが進化するにつれて、徒歩機能が追加された。これにより、車を利用できない、または利用する余裕がない人々にとっての機会が生まれた[40]。彼らは依然としてこの技術を利用して、徒歩で目的地にたどり着くことができる。ウェブマッピングはまた、視覚障害に苦しむ人々にとっての新たな可能性も切り開いた。世界人口の4分の1以上（約22億人）が視覚障害に苦しんでいる[41]。ウェブマッピングは、音声機能を追加することで、この多くの人々に対応してきた。目的地を入力すると、音量をオンにすることができ、地図が道順を読み上げてくれる。これは視覚障害者にとって便利であるだけでなく、ナビゲート中の注意散漫を制限するのにも役立つ。

障壁

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ウェブマッピングを使用する際の個人情報のプライバシーと機密性に関する懸念が提起されている。ウェブマップには、人、場所、物の位置、身元、属性などの個人情報が含まれている。適切に保護されていない場合、情報は許可されていない当事者によってアクセス、コピー、または操作される可能性がある[34]。これにより、民間部門が個人情報の記録を保持する一方で、政府機関は個人とその行動に関する大規模なデータベースを作成することができる[33]。また、プライバシーの侵害、データの損失、または法的責任につながる可能性もある[34]。 

これらの問題が発生するのを防ぐためには、主に職場環境において、データを暗号化し、安全なプロトコルとサーバーを使用し、アクセス制御と認証メカニズムを適用する必要がある[34]。ウェブマッピングによって生じる可能性のある別の障壁として、ウェブマップのセキュリティに挑戦する可能性があるのが、データの完全性と品質である。 

ウェブマップは、不正確、古い、または破損している可能性のあるデータソースに完全に依存している。データが検証されず、定期的に更新されない場合、ウェブマップの信頼性に影響を与える可能性がある[34]。ウェブマッピングは、データ改ざん、なりすまし、またはインジェクション攻撃に対して脆弱である可能性があり、虚偽または有害なデータがウェブマップに挿入される可能性がある。また、事故や交通状況についてウェブマップが更新されない場合や、最も効率的なルートを案内しない場合など、それほど脅威ではない状況もあるかもしれない。これらの問題の発生を防ぐためには、安全でない道路状況や、ウェブマッピング機能の制限や不確実性を報告することが重要である。

関連項目

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脚注

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関連文献

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外部リンク

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