地図技術についてとりまとめ。 Part 4.postgis

1. 地図技術3

2. 南南西を目指してパーティーを続けよう
世界中を驚かせてしまう夜になる
生きてく理由をそこに映し出せ
北北東は後方へ その距離が誇らしい
UNISON SQUARE GARDEN
/シュガーソングとビターステップ

3. 目次
• Part 5.postGIS

4. Part 5. postGIS
• PostGIS (ぽすとじす) は PostgreSQLデータベース
で地理空間情報を扱うための拡張である。GNU
General Public Licenseのオープンソースソフトウェ
アとして配布されている。

5. Part 5. postGIS
• 地理データ型として、点、線分、ポリゴンとそれらの
複数の組み合わせを扱うことができる。
• 地理空間情報の演算を行うことができ、3x3 行列で
の変換や、面積、距離、周囲の長さなどを計算でき
る。(GEOSライブラリを利用)
• 地理空間情報に対して、和、差、対称差などの演算
を行うことができる。

6. Part 5. postGIS
• R木インデックスを使用して高速な検索ができる。実
際には PostgreSQL 汎用検索ツリー(GiST) フレー
ムワークを使用し、独自にR木を実装している。
• 地理空間情報とそれ以外の情報を組み合わせて検
索することができる。

7. Part 5. postGIS
• PostGIS の実装はディスクとメモリのフットプリントを
抑えた「軽量な」地理空間情報とインデックスを基礎
としている。軽量にすることでより多くのデータをメモ
リ上に保持することができ、その結果として性能を
向上させている。

8. Part 5. postGIS
• ジオメトリ型
• PostGISを導入すると、ジオメトリ型が作られます。
ジオメトリ型としては、POINT、LINESTRING,
POLYGON が基本的なものとなります。それぞれ点、
線 (直線だけでなく折れ線も含みます)、ポリゴン (多
角形)、を示します。また、これらのデータの抽象型
となるGEOMETRY型というものも導入されます。

9. Part 5. postGIS
• GEOMETRY型は、POINTやLINESTRINGといった型
情報の他に、GISを制御する上で必要となる各種の
メタ情報も含んでいます。そのため、通常のINT型や
TEXT型の様にCREATE TABLE時に定義するので
はなく、PostGISで導入される
AddGeometryColumn() 関数を使い、既存のテーブ
ルに必要となるジオメトリ型のカラムを足していく
(ADD COLUMNのイメージ) ことになります。この関
数を使わず、手動でGEOMETRY型を定義するのは
推奨されません。

10. Part 5. postGIS
• 複数の点、線、ポリゴンは、まとめてひとつのインス
タンスとすることができます。この場合、それぞれ
MULTIPOINT, MULTILINESTRING,
MULTIPOLYGON という型になります。 たとえば、あ
る市が島を持つ場合には、本来ならその市は複数
のPOLYGONに分かれるので、複数のレコードに分
割しなければなりませんが、MULTIPOLYGONとす
ることで、ひとつの市をひとつのレコードに納めるこ
とができます。

11. Part 5. postGIS

12. Part 5. postGIS
• 幾何関数
▫ 幾何関数とは、 たとえば、市区町村ポリゴンを都道府
県単位にまとめて結合して、都道府県ポリゴンを作成
する、といった、ジオメトリ型のデータを加工するため
のものです。
▫ 二つのポリゴンが重なっているかを判定する関数や、
球面上の二点の距離を求める関数 (これは意外とや
やこしい) など、空間を扱う関数が揃っています。

13. Part 5. postGIS
• 空間インデクス
▫ インデクスによって検索のコストが劇的に変化する、
ということを、たぶんデータベース初心者だったころに
みなさん感じたことがあるかと思います。
空間インデクスは、ジオメトリ型に対してつけるインデ
クスです、付けると付けないでは、検索コストがまるき
り異なってきます。

14. Part 5. postGIS
• ラスタデータは扱えない
▫ PostGISのジオメトリ型では、点、線、ポリゴンがある、
と簡単に述べましたが、これらはベクタデータです。ラ
スタ (空中写真などのビットマップ) データについては、
PostGISでは扱えません。ラスタデータを併用する際
は、フロントエンドで動くGISツールに任せることになり
ます。

15. Part 5. postGIS
• Table作成後、create extension postgis; を実行して
PostGIS を有効化。
▫ create extension postgis;

16. Part 5. postGIS
• POINT型
▫ POINT(140 38)
▫ 地点を表現する型
▫ 地点なので緯度経度のペアを1つもつ。
▫ 緯度と経度のペアはスペースで区切る。

17. Part 5. postGIS
• LINESTRING型
▫ LINESTRING(140.0 38.0,140.1 38.1)
▫ 線を表現する型
▫ 地点なので緯度経度のペアを2つ以上もつ。
▫ ペア同士はカンマで区切る。

18. Part 5. postGIS
• MULTILINESTRING型
▫ MULTILINESTRING ((140.0 38.0,140.1 38.1,140.2 38.2),
((140.3 38.3,140.4 38.4,140.5 38.5))
▫ 折れ線を表現する型
▫ 緯度経度のペアのグループを2つ以上もつ。

19. Part 5. postGIS
• POLYGON
▫ POLYGON(140.0 38.0,140.1 38.1,140.2 38.2, 140.0
38.0)
▫ 面を表現する型
▫ 面のため、最初の緯度経度ペアと最後の緯度経度ペ
アが同じ値。（一周して戻ってくる）
▫ 面の最小単位である三角形以上を表現するため３つ
のカド＋最初の緯度経度で４点以上のペア。

20. Part 5. postGIS
• その他の型
▫ POLYHEDRALSURFACE：多面体サーフェス
▫ TRIANGLE ：三角形
▫ MULTIPOLYGON ：複数のポリゴンからなるジオメトリ
▫ TIN ：複数の三角形からなるジオメトリ
▫ GEOMETRYCOLLECTION ：上記ジオメトリの集合。要
素のタイプは他の要素のタイプと異なっても良い

21. Part 5. postGIS
• ST_ASTEXT()関数
→ジオメトリ型をselectするとバイナリデータとして表
現されるため、オブジェクトの中身を参照したいとき
はST_ASTEXT関数を使う。
select
id
, subid
, ST_ASTEXT(geometry)
where
table

22. 参考/出典
• https://ja.wikipedia.org/wiki/PostGIS
• http://lets.postgresql.jp/documents/tutorial/PostGIS/1
• http://qiita.com/akishin/items/d48e50ccba1b8173bd23
• http://d.hatena.ne.jp/EulerDijkstra/20131008/1381190780
• http://qiita.com/yellow_73/items/6d1200b69b5d5c88bcd0