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こうじかやぬま
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1 QuantumGIS を使った PostgreSQL/PostGIS 利用方法紹介 PostgreSQL Conference 2011 OSGeo 財団日本支部嘉山陽一

2 GIS(Geographic Information System) 地理情報システムのことです自己紹介 OSGeo.JP 運営委員 GIS 学会 (FOSS4G 分科会 ) 会員 QGIS 日本語 GUI 翻訳コーディネータマニュアル翻訳 GIS プログラマ研究員朝日航洋株式会社 Twitter

3 PostgreSQL を使った地図システム 1998 年水質環境情報システム FreeBSD CERN httpd PostgreSQL Netscape Navigater この時点で PostGIS はまだなかったので通常の数値カラムに点座標値を格納して運用

4 PostGIS の開発は 2001 年から The state of PostGIS by Paul Ramsey FOSS4G2010

5 空間情報??? 空間情報以前は紙地図航空写真近年 WEB 地図サービスナビゲーションシステム GNSS(GPS) 携帯電話等の位置情報システム衛星写真レーザー計測 3 次元データデジタルデータとして扱うことが普通

6 たとえば地図は空間情報

7 データの基本は点 ( 座標 )

8 データの中をみると座標らしきものが

9 空間データのテーブルの中は? the_geom (geometry) というカラムになにやら数値が

10 このテーブルの構造は?

11 Geometry 型の中を見てみる select gid,cyoname, st_astext(the_geom) from cyoucyoukai こういうクエリをかけてみます

12 なんか中身がみえてきました

13 座標列のようです MULTIPOLYGON((( , , , , , , , , , , , , , , , この座標数値の意味については後で説明します

14 空間情報を何に使えるのか低価格または無料で利用できる空間データの増加 GPS がついた機器の普及等空間情報の利用分野が増加地図作成ナビゲーション施設管理交通建築景観行政 ( 課税都市計画施設管理防災 etc) 物流システム農業林業漁業医療保健福祉災害モバイルアプリケーション ( 位置連動広告位置ゲー AR) その他. たくさんの分野

15 空間データを扱うためには大きく分けるとラスタ ( 画像写真 ) データとベクタデータに分けられるラスタは写真やスキャナの画像その領域の座標値とピクセルの実世界座標での大きさを通常は持つベクタは点線面の座標で地物 ( 地上にあるもの ) を表現する形式通常各地物には関連する数値や文字の属性データが存在する PostGIS は安定版ではベクタデータのみあつかい可能 ( ラスタが扱えるブランチはある準備中の V2.0 でラスタ標準実装予定 )

16 座標?? この時の座標とは? 緯度と経度を使えば地球上の位置は指定可能 (GPS とか ) 緯度経度は角度しかも緯度経度は一種類じゃない距離とか面積とかが必要な場合はどうする?

17 楕円体主な楕円体年代赤道半径 (m) 扁平率の逆数 (1/f) ベッセル楕円体 ,377, クラーク楕円体 ,378, ヘルマート楕円体 ,378, ヘイフォード楕円体 ,378, クラソフスキー楕円体 ,378, 地球は球形ではないためなんらかの楕円体上の位置として空間情報の位置を定義しなければならない測地基準系 1980(GR S80 楕円体 ) 楕円体の種類がいくつもある ,378, 日本の場合 H13 測量法改正以前の地図はベッセル楕円体改正後は GRS80 楕円体を利用している

18 測地系 ( 緯度経度標高の条件 ) 準拠楕円体測地座標系ジオイド面の組み合わせ日本国内の測地系も2 種類 H13 年測量法改正以前日本測地系 ( 旧測地系 Tokyo97 ベッセル楕円体 ) 以後世界測地系 ( 新測地系 JGD2000 GRS80) 日本測地系と世界測地系では 400m から 450m ぐらいずれる JGD2000 と GPS 等で利用されている WGS84 はほぼ同じ

19 投影距離や面積の算出が必要な場合や 2 次元平面で地図表示を行う場合は緯度経度を投影変換する投影の方法は用途によって異なる ( 大縮尺なのか? 小縮尺なのか距離面積方位.. 何がどこまで正しければいいのか ) 国土地理院作成刊行地図の投影法

EPSG コードで指定することが多いたとえば世界測地系で平面直角座標 9 系 (

20 地図投影の方法は多数ある投影法と座標系の組み合わせは EPSG コードというコード番号で管理されている PostGIS や QGIS ではデータやプロジェクトが利用する空間参照システムとして EPSG コードで指定することが多いたとえば世界測地系で平面直角座標 9 系 ( 関東地方の大縮尺で利用 ) の EPSG コードは 2451 である USGS MapProjections

21 空間データを扱う場合 2 次元 3 次元の座標データどの測地系の緯度経度なのか投影されているか投影されている場合の投影法は何? データの精度は? 空間データベースはこのようなデータを混在して扱うための仕組みが必要

22 前記のデータ内の座標列の数字は MULTIPOLYGON((( , , , , , , , , , , , , , , ,

23 なんらかの投影された座標列 MULTIPOLYGON((( , , , , , , , , , , , , , , , 実際は JGD2000 平面直角座標の 9 系 139 度 50 分 0 秒度 0 分 0 秒 0000 からの投影後の距離日本地図センター

24 携帯デバイス ( スマートフォンとか ) で空間情報利用状況が変わる GPS WiFi でユーザの現在いる位置がわかりネット接続でクラウド等の基盤を利用できるいまいる位置を利用した空間情報サービスが可能 ( しかも安価な汎用端末で ) 大量の空間情報を扱える空間 DBMS が必要 Oracle Spatial もいいけど OSS なら PostGIS/PostgreSQL だよね

25 PostGIS における Spatial 空間データベースの要件 Types geometry, geography Spatial Indexes r-tree, quad-tree, kd-tree Spatial Functions ST_Length(geometry), ST_X(geometry)

26 Geometry_columns というテーブル

27 このテーブルでジオメトリを管理各テーブルの空間情報カラムを管理テーブル名カラム名ジオメトリカラムの座標系投影法 ( SRID) ジオメトリカラムのデータ型 (Point line polygon.)

28 各種空間データベース The state of PostGIS by Paul Ramsey FOSS4G2009

29 PostGIS についての日本語情報 Let s Postgres 内記事 PostGISを使ってみようってみよう ( 寺元郁博さん近畿中国四国農業研究センター ) PostGIS マニュアル日本語訳 ( 寺元さんの翻訳 ) PostGIS 入門 (Paul Ramsey 氏のワークショップ ) PostGIS の基本は上記 WEB ページを是非参照して下さい

30 PostGIS/PostgreSQL を空間 DB として使う空間情報系ソフトウェア The state of PostGIS by Paul Ramsey FOSS4G2010

31 空間情報系オープンソース FOSS4G(Free and Open Source Software for Geospatial ) たくさんありますおおまかな分類 WEB Mapping 用システムデスクトップ GIS 空間情報用ライブラリメタデータカタログネットでデータを共用するような空間情報システムでは PostGIS/PostgreSQL を空間 DB として使うことは定番 PostgreSQL の機能の充実のおかげ

32 FOSS4G のコミュニティ OSGeo 財団 The OpenSource Geospatial Foundation 各種 FOSS4Gコミュニティが集まるコミュニティのコミュニティ 2006 年創立日本支部も2006 年毎年秋にカンファレンス開催今年は 9 月にデンバー PostGIS は OSGeo の project

33 OSGeo 財団日本支部日本の FOSS4G コミュニティ 2006 年創立毎年東京大阪でカンファレンス開催海外から FOSS4G コミュニティメンバ招へい 2010 年は PostGIS 開発中心人物 Paul Ramsey 氏を呼びました Ramsey 氏がくるので PostgreSQL コミュニティからもお話いただきたくて石井達夫様に講演いただきました 2010 年 IPA OSS 奨励賞

34 デスクトップ GIS の代表 QuantumGIS

35 なんでいまさらデスクトップ GIS の紹介??

36 世の中のはやりは WEB のシステムでは??

37 システムとしてのはやりは WEB システムなんでしょうが WEB で地図のシステムを作成する場合でもデータを準備しなければいけませんまず入手した地図データがどういうものかをすぐ見たいわけです地図の編集や新規データ作成も必要データをどう表現するか調整したいしデスクトップ GIS ソフトは地図をあつかう場合必須のツールです

38 デスクトップシステムは高機能プログラムを新たに作らなくても使える空間データ操作機能がたくさんあります

39 QuantumGIS(QGIS) とはフリーでオープンソースのデスクトップ GIS アプリケーション (Qt で構築マルチプラットフォーム国際化 ) 地理空間情報に関するアプリケーションプログラムを作成するためのライブラリセット ( 現在 C++ Python から利用可能 ) 開発者ドキュメント作成者翻訳者ユーザによって構成されるコミュニティ QuantumGIS 5 - Minute Tour Tim Sutton QGIS は OSGeo.org のプロジェクト

QuantumGIS で何ができるか様々な種類の空間情報 ( ベクタ 29 種類以上ラスタ 53 種類以上 WEB サービス 3 種類以上 ) を重ね合わせて表示 ( 拡大縮小スクロール ) 表示方法設定 ( シンボロジーラベルフィルタ投影変換表示順序等 ) 印刷ベクトル空間情報の入力編集プラグインによる機能拡張 ( 多彩なプラグインの存在 ) 空間演算 ( ベクタラスタ

40 QuantumGIS で何ができるか様々な種類の空間情報 ( ベクタ 29 種類以上ラスタ 53 種類以上 WEB サービス 3 種類以上 ) を重ね合わせて表示 ( 拡大縮小スクロール ) 表示方法設定 ( シンボロジーラベルフィルタ投影変換表示順序等 ) 印刷ベクトル空間情報の入力編集プラグインによる機能拡張 ( 多彩なプラグインの存在 ) 空間演算 ( ベクタラスタ ) データ形式変換統計解析 (R との連携 ) WEB 地図サービスとの連携 GPS データの取り込み GPS 機器連携 C++ または Python からのライブラリ呼び出し ( 独自アプリに QGIS 機能組み込み ) 2009 年度に GUI の日本語化完了現在ユーザガイドを日本語化中文部科学省宇宙利用促進調整委託費 ~ 衛星利用の裾野拡大プログラム ~ FOSS4G を活用した衛星データ利用のためのオープンリソースの構築の作業で日本語化を行う

41 QGIS はプラグインを利用して他のシステムと連携して機能拡張 WEB 地図クライアント空間データベース OpenLayers plugin PostGIS 統計システム R SDA4PP spqr manager pgquery RT SQL Layer RT Postgres Extractor PostGIS Manager PostGIS Qery Editor DXF2shp CAD QuantumGIS GDAL Tools GRASS plugin ラスタ変換加工 Mapserver Export SLD Export WMS WFS WMS WFS 解析系 GIS GRASS 地図サーバ WEB 地図サーバ

42 QuantumGIS リリースの歴史 alpha July alpha August 10, alpha August 15, alpha October 5, November 24, November 30, December 11, January 25, May 13, June 10, June 10, December 8, pre1 February 14, 2004 Version 0.1 Moroz 2004/02/24 Version 0.2 Pumpkin 2004/04/25 Version 0.3 Madison 2004/05/25 Version 0.4 Baby 2004/07/01 Version 0.5 'Bandit' 2004/10/02 Version 0.6 'Simon' 2004/12/19 Version 0.7 Seamus 2005/09/01 Version 0.8 Joesephine 2006/12/29 Version 0.9 Ganymede 2007/10/26 Version 0.10 Io 2008/04/25 Version 0.11 'Metis' 2008/07/22 Version 1.0 'Kore' 2009/01/24 Version 1.1 'Pan' 2009/05/13 Version 1.2 'Daphnis' 2009/09/03 Version 1.3 'Mimas' 2009/09/20 Version 1.4 'Enceladus' 2010/01/11 Version 1.5 Tethys' 2010/08/01 Version 1.6 Copiapó' 2010/11/28

43 QuantumGIS で PostGIS/PostgreSQL を扱う QGIS ではデータプロバイダというプラグインプログラムを用意するとその形式のデータを扱うことができる V1.6 の公式データプロバイダ OGR PostGIS/PostgreSQL WMS Spatialite ( 多数の ) ベクトル形式今回のテーマ Web Map Service ネットで地図画像を配信するサービス SQLite に空間情報拡張を加えたもの memory メモリ内の一時データ grass GRASS という GIS システムの形式その他に WFS delimitedtext gpx osm 等のデータプラグインがある

44 PostGIS/PostgreSQL データを QGIS レイヤとして利用するデータベース接続の定義テーブル ( レイヤ ) の選択地図の表示

45 データやラベルの表示方法を変更する ( シンボロジー ) ラベル表示方法の定義描画方法の定義地図の表示

46 検索検索結果のテーブルと地図のリンク表示検索条件式の定義検索結果の強調表示

47 空間演算と主題図作成凸包バッファ印刷用調整主題図作成

48 データ編集編集のためのモード設定

49 領域 ( ポリゴン ) の編集

50 地図で指定した要素のレコード編集

51 PostGIS/PostgreSQL 利用のための QGIS 外部プラグイン多数あり

52 PostGIS を利用した経路探索 PostGIS を利用した pgrouting という経路探索ライブラリ (PostgreSQL にインストール ) を利用洪水シュミレーションデータと PostGIS の道路ネットワーク空間演算を行い pgrouting の経路検索条件として利用水没していない道路のみを使って避難所までの経路を探索 FOSS4G を利用した水害時避難経路探索システムの構築第 19 回地理情報システム学会学術研究発表大会 2010

53 まとめ WEB や機器の進化によって空間情報利用が一般化した空間情報を共用利用するためのデータベースとして PostGIS/PostgreSQL は定番となっている PostGIS/PostgreSQL を利用するためのオープンソースデスクトップアプリケーションとして QuantumGIS は多彩な機能をもちます空間情報のエンタープライズ利用は PostGIS/PostgreSQL の機能進化に依存 FOSS4G コミュニティは PostgreSQL の機能向上に感謝しています

ご清聴ありがとうございました関連情報 WEBページ OSGeo 財団 OSGeo 財団日本支部 QuantumGIS QuantumGIS 日本語情報作成 GIS 学会 FOSS4G 分科会 http://www.osgeo.org/ http://www.osgeo.jp/ http://www.qgis.org/ http://www.osgeo.jp/qgiswiki/ http://sites.

54 ご清聴ありがとうございました関連情報 WEBページ OSGeo 財団 OSGeo 財団日本支部 QuantumGIS QuantumGIS 日本語情報作成 GIS 学会 FOSS4G 分科会 OSGeo4W (QGIS が含まれる Windows 用 FOSS4G 統合環境 ) 月の杜工房 QGIS 豆知識 QGIS PostGIS についての日本語での質問ご相談は OSGeo.jp のメーリングリストにお願いいたします

レイアウト 1

レイアウト 1 OSS を利用した簡易な地図画像配信とその利活用について髙橋洋二嘉山陽一沼田圭太 ( ) 1. はじめにインターネット上で地図を表示する仕組みとして地図の閲覧者が利用する PC が要求する情報をもとに MapServer 1) 等による Web マッピングサーバを利用し表示に必要な地図画像を動的に作成して配信する手法が利用されてきたこの手法は配信する地図画像を動的に作成するための Web