GEOとは
地理空間情報 (地理空間データ)
GIS (地理情報システム)
地物は、ポイント(点)、ライン(線)、ポリゴン(面)で表現される。
地表は平らではなく、山や谷があるので表面は凸凹である
ジオイドとは何か? [前編]
https://qzss.go.jp/overview/column/geoid_151225.html
地理空間データは位置を示すために様々な座標が定義されている。
座標系は大きく分けると経緯度で定義された地理座標系と平面上で定義された投影座標系の2つがある。
測地系とはその経緯度の座標で表す時の座標の基準(点)。
モデルとして採用する地球(楕円体)の形によって分かれる
イギリスのグリニッチ天文台跡を通る子午線(南北の線)を基準に東西を180度で表します。東まわりを東経、西まわりを西経と呼びます。子午線を経線といいます。
赤道を基準として南北へそれぞれ90度で表します。赤道の北側を北緯、南側を南緯と呼びます。赤道に平行な線を緯線といいます。
地球上の球面(3次元の立体)を2次元の地図の平面上に表現する方法。
形状・距離・方位・面積等の全てを正確に保つ事は不可能なため、用途に応じて様々な方法・分類がある。
日本では一般に以下の3つが多く利用されている
OGCは(Open Geospatial Consortium) http://www.opengeospatial.org/は、自発的合意に基づく国際的な標準化機構です。
業界主導で地理情報の標準化に取り組んでいる非営利団体
EPSG(European Petroleum Survey Group)という団体によって作成された、測地系、座標系、地図投影法等をコード体系にしたもの。現在は、イギリスのInternational Association of Oil & Gas Producers(OGP)が管理している。
例) EPSG:4326 -> 世界測地系 WGS84,地理座標系
EPSGオフィシャルの検索サービスは http://www.epsg-registry.org/
SRID(空間参照系識別コード(Spatial Reference System Identifier)) は、“出典コード(オーソリティ):(整数コード)”とし定義されたコード体系。
EPSGで定義されたものを始めとして、さまざまな標準 SRID が認められている。整数コードの重複を回避するためのものではあるが、オーソリティのコードを省略した場合は、 EPSGコードとして認識されることが多いので、 SRID=EPSGコードと考えてよい
例) SRID(EPSG:4326) ≒ ERSG(4326)
SRID | 測地系 | 座標系 | 目的 |
---|---|---|---|
4326 | WGS84 | 地理座標系 | GPSで得られる位置 緯度経度 |
4301 | 日本測地系TOKYO | 地理座標系 | 日本測地系 経度緯度 |
4612 | JGD2000 | 地理座標系 | 世界測地系 経度緯度 |
EPSG:4326は、米軍が策定した測地系でGPS等に使われている。GPSデータ等のデータはこれが主流となっている。
SRID | 測地系 | 座標系 | 目的 |
---|---|---|---|
3857 (900913) | WGS84 | 球面(半径6378137m)メルカトル図法 | Google Maps等各種ウェブ地図アプリケーション。緯度経度で表現 |
地球を円筒状にしてXY座標で場所を表す。正角円筒図法ともいう。
EPSG:3857 は、Webアプリケーションのデファクトコードになっている。 Googleによって作成されたものでWebメルカトルとも呼ばれている。緯度約85度以上の北極や南極周辺の地図を表現するのをあきらめて範囲を限定した投影法(一般的な利用シーンでは問題とならないと判断した)で、すばやく地図を表示できるようにしたもの。非公式にはGoogleをもじってEPSG:900913とも言われているがEPSGレジストリには登録されていない。BingMap等にも使われている
SRID | 測地系 | 座標系 | 目的 |
---|---|---|---|
51 | 6688 | 3097 | 東経120-126 |
52 | 6689 | 3098 | 東経126-132 |
53 | 6690 | 3099 | 東経132-138 |
54 | 6691 | 3100 | 東経138-144 |
55 | 6692 | 3101 | 東経144-150 |
地球を6度ずつ60の帯(ゾーン)に縦に分割した座標
系 | EPSG(JGD2011) | EPSG(JGD2000) | 区域 |
---|---|---|---|
1 | 6669 | 2443 | 長崎県、鹿児島県の一部 |
2 | 6670 | 2444 | 福岡県、佐賀県、熊本県、大分県、宮崎県、鹿児島県の一部 |
3 | 6671 | 2445 | 山口県、島根県、広島県 |
4 | 6672 | 2446 | 香川県、愛媛県、徳島県、高知県 |
5 | 6673 | 2447 | 兵庫県、鳥取県、岡山県 |
6 | 6674 | 2448 | 京都府、大阪府、福井県、滋賀県、三重県、奈良県、和歌山県 |
7 | 6675 | 2449 | 石川県、富山県、岐阜県、愛知県 |
8 | 6676 | 2450 | 新潟県、長野県、山梨県、静岡県 |
9 | 6677 | 2451 | 東京都の一部、福島県、栃木県、茨城県、埼玉県、千葉県、群馬県、神祭川県 |
10 | 6678 | 2452 | 青森県、秋田県、山形県、岩手県、宮城県 |
11 | 6679 | 2453 | 北海道の一部 |
12 | 6680 | 2454 | 北海道の一部 |
13 | 6681 | 2455 | 北海道の一部 |
14 | 6682 | 2456 | 東京都の一部 |
15 | 6683 | 2457 | 沖縄県の一部 |
16 | 6684 | 2458 | 沖縄県の一部 |
17 | 6685 | 2459 | 沖縄県の一部 |
18 | 6686 | 2460 | 東京都の一部 |
19 | 6687 | 2461 | 東京都の一部 |
狭い範囲だけを投影して歪みを少なくして、投影する図法日本国内を土地の状況に合わせて19に分割した座標
GISでよく利用するデータとしてベクトルデータとラスタデータがある。
データ | 特徴 | 代表的なファイル |
---|---|---|
ベクトル | ベクトルデータ | SHAPE, KML, GeoJSON |
座標値を持ったデータ | ||
拡大縮小による劣化がない | ||
地物は、ポイント(点)、ライン(線)、ポリゴン(面)で表現される。 | ||
ラスタ | ピクセル(画素)で区分された画像データ | GeoTIFF, PNG, JPEG, GeoPDF |
品質は解像度に依存する | ||
拡大縮小で劣化する | ||
連続性のあるデータに適している。 | ||
ピクセルごとに値を用いて地物を表現する。 | ||
ワールドファイルという、別ファイルに地理参照情報をもたせるものもある。 |
ベクター・ラスターでそれぞれで、Cloud-Optimizedな形式が実装されてはじめています。
ベクターはFlatGeobufやGeoParquetがあります。
ラスターではCloud-Optimized GeoTIFF(COG)がデファクトスタンダードとなってきています.
また、SQliteデータベースに様々なGISデータを格納できるファイルとしてGeopackage(.gpkg)もあります。Geopackageは、ベクタデータはもちろん、ラスタや、Mbtilesなどさまざまなデータを格納でき、ひとつのファイルにすることができます。
Database | Library Requirements | Supported Versions | Notes |
---|---|---|---|
PostgreSQL | GEOS, GDAL, PROJ.4, PostGIS | 9.4+ | Requires PostGIS. |
MySQL | GEOS, GDAL | 5.6+ | Not OGC-compliant; limited functionality. |
Oracle | GEOS, GDAL | 12.1+ | XE not supported. |
SQLite | GEOS, GDAL, PROJ.4, SpatiaLite | 3.7.15+ | Requires SpatiaLite 4.1+ |
Note:
PostGIS is recommended, because it is the most mature and feature-rich open source spatial database.
PostGISの地理空間関数。ST_xxxxとSTで始まるものが多い
SQL文の例
SELECT ST_Area(geog) FROM somegeogtable;
SELECT road_id, ST_AsText(road_geom) AS geom, road_name FROM roads;
関数例)
背景地図 (ベースマップ)は、選択することで様々な地図表現が出来ます。