Djangoで最短距離上の点を簡単に見つける！gis.db.models.functions.ClosestPoint徹底解説

返される点は、ジオメトリ A の座標系で表現されます。
ジオメトリ A 上の、ジオメトリ B に最も近い2次元点を返します。
2つのジオメトリフィールドまたは式を受け取ります。

利点

複雑な空間検索を効率的に 行えます。
最寄り地点に基づいて、データの空間的な関係 を分析できます。
2つのジオメトリ間の正確な距離 を計算できます。

使用例

以下の例は、ClosestPoint 関数を使用して、最寄りのレストラン を検索する方法を示しています。

from django.contrib.gis.db.models.functions import ClosestPoint

# レストランと顧客の位置をジオメトリフィールドとして持つモデルを定義
class Restaurant(models.Model):
    location = models.PointField()

class Customer(models.Model):
    location = models.PointField()

# 顧客の位置を指定
customer_location = Customer.objects.get(pk=1).location

# 顧客の位置に最も近いレストランを検索
closest_restaurant = Restaurant.objects.annotate(
    distance=Distance('location', customer_location)
).order_by('distance').first()

# 最寄りのレストランの情報を表示
print(closest_restaurant.name)
print(closest_restaurant.location)

この例では、ClosestPoint 関数は使用されていませんが、Distance 関数と組み合わせて使用することで、最寄りのレストランを効率的に検索することができます。

より複雑な空間検索を行う場合は、GeoDjango の他の空間関数と組み合わせて使用することができます。
ClosestPoint 関数は、Django 5.0 以降で使用できます。

from django.contrib.gis.db.models.functions import ClosestPoint
from django.contrib.gis.geos import Point

# 郵便番号と住所をジオメトリフィールドとして持つモデルを定義
class PostOffice(models.Model):
    location = models.PointField()
    zipcode = models.CharField(max_length=5)

class Address(models.Model):
    location = models.PointField()

# 住所を指定
address_location = Address.objects.get(pk=1).location

# 住所に最も近い郵便番号を検索
closest_zipcode = PostOffice.objects.annotate(
    distance=Distance('location', address_location)
).order_by('distance').first()

# 最寄りの郵便番号と住所情報を表示
print(closest_zipcode.zipcode)
print(closest_zipcode.location)

from django.contrib.gis.db.models.functions import ClosestPoint と from django.contrib.gis.geos import Point をインポートします。
PostOffice と Address モデルを定義します。
- PostOffice モデルには、location ジオメトリフィールドと zipcode 文字列フィールドがあります。
- Address モデルには、location ジオメトリフィールドがあります。
address_location 変数に、Address オブジェクトの location フィールドの値を代入します。
ClosestPoint 関数を使用して、address_location に最も近い PostOffice オブジェクトを検索します。
- 検索結果は distance という名前の注釈フィールドで距離とともに返されます。
- 結果は距離に基づいて昇順に並べ替えられます。
closest_zipcode 変数に、最初の結果 (最寄りの郵便番号) を代入します。
最寄りの郵便番号と住所情報をコンソールに表示します。

複雑な空間検索を行う場合は、GeoDjango の他の空間関数と組み合わせて使用することができます。
ClosestPoint 関数は、2つのジオメトリフィールドまたは式を受け取ることができます。
この例では、Point オブジェクトを使用して住所の位置を表しています。実際の使用例では、異なるジオメトリ型を使用することもできます。

ラインストリング上の特定の点に最も近い点を特定する
2つのポリゴンの境界線から最も近い点を計算する
最寄りの病院を顧客の位置から検索する

以下に、ClosestPoint 関数の代替方法として考えられるいくつかの方法をご紹介します。

Distance 関数と annotate を組み合わせる

Distance 関数は、2つのジオメトリ間の距離を計算します。annotate を使用して、モデルに距離フィールドを追加することができます。その後、このフィールドを使用して、最短距離を持つオブジェクトをソートすることができます。

from django.contrib.gis.db.models.functions import Distance

# 顧客の位置を指定
customer_location = Customer.objects.get(pk=1).location

# 顧客の位置に最も近いレストランを検索
closest_restaurant = Restaurant.objects.annotate(
    distance=Distance('location', customer_location)
).order_by('distance').first()

GeoJSON を使用して空間検索を実行する

GeoJSON は、空間データを表現するためのデータ交換フォーマットです。GeoJSON を使用して、空間検索を実行するライブラリがいくつかあります。これらのライブラリを使用して、2つのジオメトリ間の最短距離上の点を見つけることができます。

カスタム SQL クエリを使用する

ClosestPoint 関数は、PostgreSQL などのデータベースシステムの空間関数を使用して実装されています。これらの空間関数を直接使用して、カスタム SQL クエリを作成することができます。

空間インデックスを使用する

空間インデックスは、空間データの検索を高速化するデータ構造です。空間インデックスを使用すると、ClosestPoint 関数などの空間検索のパフォーマンスを向上させることができます。

最適な代替方法の選択

どの代替方法が最適かは、状況によって異なります。以下の要素を考慮する必要があります。

開発者のスキルと経験
データの複雑性
検索のパフォーマンス要件
使用しているデータベースシステム