プログラマー必見！ Django で MultiPolygon を使って地図データを可視化

"django.contrib.gis" は、Django に空間データの機能を追加する拡張モジュールです。 "gis.geos.MultiPolygon" は、このモジュールで提供されるクラスの一つであり、複数のポリゴンからなるマルチポリゴンを表すために使用されます。

MultiPolygon の作成

MultiPolygonを作成するには、いくつかの方法があります。

Polygon オブジェクトをリストとして渡す

from django.contrib.gis.geos import Polygon, MultiPolygon

poly1 = Polygon(((0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1), (0, 0)))
poly2 = Polygon(((2, 0), (3, 0), (3, 2), (2, 2), (2, 0)))

multipolygon = MultiPolygon([poly1, poly2])

WKT 文字列を渡す

from django.contrib.gis.geos import MultiPolygon

wkt = 'MULTIPOLYGON(((0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1), (0, 0)), ((2, 0), (3, 0), (3, 2), (2, 2), (2, 0)))'

multipolygon = MultiPolygon(wkt)

MultiPolygon の操作

MultiPolygon オブジェクトには、様々な操作を行うためのメソッドが用意されています。

面積の取得

area = multipolygon.area

境界線の取得

boundary = multipolygon.boundary

要素の取得

for poly in multipolygon:
    print(poly)

要素の追加

from django.contrib.gis.geos import Polygon

new_poly = Polygon(((4, 0), (5, 0), (5, 2), (4, 2), (4, 0)))

multipolygon.append(new_poly)

要素の削除

multipolygon.remove(poly2)

MultiPolygon の保存

MultiPolygon オブジェクトは、Django モデルのフィールドとして保存することができます。

from django.contrib.gis.db import models
from django.contrib.gis.geos import MultiPolygon

class MyModel(models.Model):
    multipolygon = models.MultiPolygonField()

MultiPolygon の利用例

MultiPolygon は、様々な用途で使用することができます。

土地利用データの表現

複数の土地利用区画からなる土地利用データを表現するために使用することができます。

行政区画の表現

複数の行政区画からなる行政区画データを表現するために使用することができます。

自然災害の影響範囲の表現

洪水や地震などの自然災害の影響範囲を表現するために使用することができます。

モデルの定義

まず、MultiPolygon フィールドを持つモデルを定義します。

from django.contrib.gis.db import models
from django.contrib.gis.geos import MultiPolygon

class MyModel(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    multipolygon = models.MultiPolygonField()

MultiPolygon の作成

次に、MultiPolygon オブジェクトを作成する方法を見てみましょう。

方法 1: ポリゴンオブジェクトのリストを渡す

from django.contrib.gis.geos import Polygon, MultiPolygon

poly1 = Polygon(((0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1), (0, 0)))
poly2 = Polygon(((2, 0), (3, 0), (3, 2), (2, 2), (2, 0)))

multipolygon = MultiPolygon([poly1, poly2])

方法 2: WKT 文字列を渡す

from django.contrib.gis.geos import MultiPolygon

wkt = 'MULTIPOLYGON(((0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1), (0, 0)), ((2, 0), (3, 0), (3, 2), (2, 2), (2, 0)))'

multipolygon = MultiPolygon(wkt)

MultiPolygon の保存

作成した MultiPolygon オブジェクトをモデルインスタンスに保存できます。

my_model = MyModel(name='MultiPolygon Example', multipolygon=multipolygon)
my_model.save()

MultiPolygon の取得

保存した MultiPolygon オブジェクトを取得できます。

my_model = MyModel.objects.get(pk=1)
multipolygon = my_model.multipolygon

取得した MultiPolygon オブジェクトに対して、様々な操作を実行できます。

面積の取得

area = multipolygon.area

境界線の取得

boundary = multipolygon.boundary

要素の取得

for poly in multipolygon:
    print(poly)

要素の追加

from django.contrib.gis.geos import Polygon

new_poly = Polygon(((4, 0), (5, 0), (5, 2), (4, 2), (4, 0)))

multipolygon.append(new_poly)
my_model.save()

multipolygon.remove(poly2)
my_model.save()

GeoJSON を使用する

GeoJSON は、空間データを表現するための軽量な JSON フォーマットです。 gis.geos.MultiPolygon オブジェクトを GeoJSON に変換し、それを Django モデルのフィールドとして保存することができます。

import json
from django.contrib.gis.geos import MultiPolygon

# MultiPolygon オブジェクトを作成
multipolygon = MultiPolygon([
    Polygon(((0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1), (0, 0))),
    Polygon(((2, 0), (3, 0), (3, 2), (2, 2), (2, 0))),
])

# MultiPolygon オブジェクトを GeoJSON に変換
geojson = json.dumps(multipolygon)

# GeoJSON をモデルのフィールドに保存
class MyModel(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    geojson = models.JSONField()

my_model = MyModel(name='MultiPolygon Example', geojson=geojson)
my_model.save()

この方法の利点は、GeoJSON は広くサポートされているフォーマットであるため、他のアプリケーションやライブラリとのやり取りが容易であることです。

カスタムジオメトリクラスを作成する

独自のジオメトリクラスを作成することで、gis.geos.MultiPolygon の機能を拡張することができます。これは、複雑な空間データモデルを扱う必要がある場合に役立ちます。

from django.contrib.gis.db import models
from django.contrib.gis.geos import GeometryCollection

class MyGeometryCollection(GeometryCollection):
    pass

class MyModel(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=255)
    geometry = models.MyGeometryCollectionField()

この方法の利点は、アプリケーションのニーズに特化したジオメトリクラスを作成できることです。

どちらの方法を選択するべきか

どの方法を選択するかは、具体的な要件によって異なります。 GeoJSON を使用する場合は、シンプルなデータモデルで、他のアプリケーションとのやり取りが容易な場合に適しています。カスタムジオメトリクラスを作成する場合は、複雑なデータモデルを扱う必要がある場合や、アプリケーションに特化した機能が必要な場合に適しています。

上記以外にも、状況によっては以下の代替手段を検討することができます。

単一のポリゴンを使用する

マルチポリゴンではなく、単一のポリゴンを使用してデータを表現できる場合もあります。

複数の単一のジオメトリフィールドを使用する