MySQLのGIS機能とか超入門～MyNA会2018年7月

1. MySQLの GIS機能とか超入門 2018/07/23 日本MySQLユーザ会坂井恵（@sakaik）日本MySQLユーザ会会 2018年7月

2. 自己紹介 • 坂井恵（さかいけい） • Twitter： @sakaik • 日本MySQLユーザ会副代表 • 各地OSC(オープンソースカンファレンス)とかで時々しゃべったりしています。 • MySQL：#エンジョイ勢 #機能派 • https://employment.en-japan.com/engineerhub/entry/2018/06/22/110000

3. 自己紹介最近インタビュー記事が掲載されました。ご笑覧ください。 https://employment.en-japan.com/engineerhub/entry/2018/06/22/110000 私の知らない人だ。。。

4. 今は昔今のMySQLの状況はとっても初期のMySQLの雰囲気に似ている MySQL 8.0 ：新機能満載「ちょっと試してみた」「こんな動きするんだ。知ってる？」参考：MySQL 8.0 よくある質問と回答例：『MySQL 8.0.11 (GA)がリリースされました』をご覧ください http://sakaik.hateblo.jp/entry/20180420/mysql_8.0.11_ga_released

5. MySQL 8.0 • Full InnoDB 化 • ドキュメントストア(X Protocol、MySQL Shell) • JSON • 文字コード関連 • Window関数 • CTE • GIS

6. 私がここでGISの話をする目的日本MySQLユーザ会代表とみたまさひろ氏の発表を引用： • MySQLユーザ会のこれまでとこれから(2011) https://www.slideshare.net/tmtm/mysql-6956074

7. 私がここでGISの話をする目的 MySQLのGIS機能についてよろしくおねがいする次第です！

8. 免責事項本日お話する内容は、発表者の個人的な調査と学習に基づき公表するものです。発表者自身も本発表分野について学習中であり、本発表中には不正確な内容が含まれている可能性があることを、発表者は排除しません。本内容はノーコミットメントとして公表するものですから、本内容を重大な経営上の意思判断を行う唯一の情報源とはなさらないでください。本内容に誤りを見つけたとき、または、本内容をきっかけとして調査なされた結果等の情報がある場合は、ぜひブログなどでその情報を他の方に知らせてください。その際よろしければ、Twitter で @sakaik にメンションを飛ばしていただけると私も気づけるので嬉しいです。お願い事項

9. What is 'GIS' ？ • GIS: Geographic Information System （地理情報システム） • MySQL内では spatial (空間の；空間情報)というキーワード • MySQL: spatial 用の型たちと関数群が用意されている • MySQL: 要するに (x, y) 座標のデータを扱えるもの • MySQL: (緯度経度)の情報も扱える（たぶんこっちが今後広がる使い方）

10. MySQLのGISの歴史 • MySQL 4.1.0 (2003): MyISAM に "Spatial Extensions" 実装 http://ftp.nchu.edu.tw/MySQL/doc/refman/4.1/en/spatial-extensions.html • MySQL 5.0.16 (2005): InnoDB にも実装 • MySQL 5.7.1 (2013): spatialデータ専用の型を実装（これまでは BLOBに保管） Boostライブラリを利用して InnoDBに再実装 • MySQL 8.0.0 (2016): 関数名をST_* 系に統一したり関数増やしたり地球が丸いことを知ったり、良い感じに2018/04/19 GAに！

11. 私の興味の方向 • MySQLにGIS機能が本格的に入った！ • 緯度、経度を取り扱えるぞ！ • 緯度、経度ってそもそも何だろう・・・ • 興味がナナメ上のほうに

12. 私の興味緯度経度といえば、これ！

13. 三角点 • 測量の基準となる点 • 国土地理院が設置／管理 • 主に一等から四等まである • 一等三角点は全国に約330か所（一辺が30～50km程度の三角形を描くよう） • 名前は三角点だけど四角い

14. MySQLの Spatial 機能を理解する 1. 型に関する知識 2. 関数に関する知識 3. 地球に関する知識３つの基礎知識

15. 1. spatial の型に関する知識空間情報(Spatial) をあらわす３つの形態 •点 (POINT) •線 (LINESTRING) •面 (POLYGON) そのほか、 MULTIPOINT MULTILINESTRING MULTIPOLYGON GEOMETRYCOLLECTION もありますが、今日は触れません。ひっくるめて幾何(形状） (GEOMETRY)

16. 2. Spatial 関数に関する知識 • 約90個の関数（8.0.11時点) 形式の変換をするもの ST_[gtype]From[fmt] ： 16個 ※ gtype: Geom, Point, Line, Polygon, およびそれぞれのMulti. ※ fmt: WKT, WKB MySQL固有のもの（値の初期化）： 8個値を抽出するもの： 22個値を比較するもの： 20個ほか

17. Spatial、３つの表現テキスト／バイナリ／MySQL内部バイナリ表現 • テキスト：Well known text (WKT) • バイナリ：Well known binary (WKB) • 内部バイナリ： WKB にSRID情報を追加したもの ※ここからは、WKT を使って話を進めます。

18. WKT と内部バイナリ mysql> SELECT ST_GeomFromText('POINT(3 5)') mygeo; +---------------------------+ | mygeo | +---------------------------+ | @ @ | +---------------------------+ mysql> SELECT HEX(ST_GeomFromText('POINT(3 5)')) mygeo; +----------------------------------------------------+ | mygeo | +----------------------------------------------------+ | 00000000010100000000000000000008400000000000001440 | +----------------------------------------------------+ mysql> SELECT ST_AsText(ST_GeomFromText('POINT(3 5)')) mygeo; +------------+ | mygeo | +------------+ | POINT(3 5) | +------------+

19. 点・線・面のあらわし方 (まず覚えよう) • 点： POINT (3 5) • 線： LINESTRING (1 2, 5 3, 7 9, 3 12) • 面： POLYGON((1 1, 5 1, 5 8, 1 8, 1 1)) WKT (Well known text)： WKT → MySQLの内部バイナリ： • ST_GeomFromText() 関数を使用する。コンマではないことに注意 MySQLの内部バイナリ → WKT： • ST_AsText() 関数を使用する。 mysql> SELECT ST_AsText(ST_GeomFromText('LINESTRING (1 2, 5 3, 7 9, 3 12)')) geom; +------------------------------+ | geom | +------------------------------+ | LINESTRING(1 2,5 3,7 9,3 12) | +------------------------------+

20. 関数の使い方の例 • 1.414 + 1.414 + 1 = 3.828 mysql> SELECT ST_Length(ST_GeomFromText('LINESTRING(1 1, 2 2, 3 1, 4 1)')) len; +--------------------+ | len | +--------------------+ | 3.8284271247461903 | +--------------------+ mysql> SELECT MBRContains(ST_GeomFromText('POLYGON((1 1, 3 1, 3 3, 1 3, 1 1))'), ST_GeomFromText('POINT( 2 2)')) cont; +------+ | cont | +------+ | 1 | ※対象を POINT(2 4) に変えると： +------+ | cont | +------+ | 0 | • WHERE 文などに使うと、エリアに含まれるポイントを抽出できる関数

21. ここまでのまとめ • 点と線と面を理解する • WKT と MySQL内部バイナリがあることを知る • WKT と MySQL内部バイナリの行き来を自由にできるようになる • いろいろな関数があるので、マニュアルを見てみよう https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/spatial-analysis- functions.html

22. ３．地球に関する知識ここまでの話直交座標系地球 ※地球上の位置は、緯度と経度であらわす

23. 「地球」を知っていますか？ • 大きさは？ • どんな形？ • 半径だいたい 6,400キロ • 回転楕円体。極径が赤道径がよりも、約300分の1、短い実は、「地球の形」はひとつではありません！それが「空間参照系」。さらに、地図（＝平面）へ投影する手法もたくさんある

24. いろいろな地球楕円体のままで位置を特定する「地理座標系」 • 長半径と扁平率の定義が異なる様々な地球の形がある • それぞれにID(SRS_ID;SRID)と SRS名が付けられている • 日本で使われる主な地理座標系の SRS SRS_NAME SRS_ID 備考長半径扁平率の逆数 Tokyo 4301 今はほとんど使われない。 WGS84との差も大きい 6,377,397.155 m 299.1528128 JGD2000 4612 WGS84との差は小さい 6,378,137m 298.257222101 JGD2011 6668 東日本大震災の地殻変化に対応 6,378,137m 298.257222101 WGS 84 4326 世界でよく使われる 6,378,137m 298.257223563 ※とりあえず JGD2011 (6668)、WGS84 (4326) の２つの SRS_ID（数字）は覚えておくとよさげ

26. SRSの定義 • MySQLでは SRSの定義を INFORMATION_SCHEMA の以下のテーブルで参照できる ST_SPATIAL_REFERENCE_SYSTEMS mysql> SELECT * FROM ST_SPATIAL_REFERENCE_SYSTEMS WHERE SRS_ID=6668; +----------+--------+--------------+--------------------------+-----------------+ | SRS_NAME | SRS_ID | ORGANIZATION | ORGANIZATION_COORDSYS_ID | DEFINITION | DESCRIPTION | +----------+--------+--------------+--------------------------+-----------------+ | JGD2011 | 6668 | EPSG | 6668 | GEOGCS["JGD2011",DATUM["Japanese Geodetic Datum 2011",SPHEROID["GRS 1980",6378137,298.257222101,AUTHORITY["EPSG","7019"]],AUTHORITY["EPSG","1128"]],PRIMEM["Gre enwich",0,AUTHORITY["EPSG","8901"]],UNIT["degree",0.017453292519943278,AUTHORITY["EPSG","91 22"]],AXIS["Lat",NORTH],AXIS["Lon",EAST],AUTHORITY["EPSG","6668"]] | NULL |

27. SRSの定義 • まぁふつう、 ¥G で表示しますかね、1個なら。 mysql> SELECT * FROM ST_SPATIAL_REFERENCE_SYSTEMS WHERE SRS_ID=6668¥G *************************** 1. row *************************** SRS_NAME: JGD2011 SRS_ID: 6668 ORGANIZATION: EPSG ORGANIZATION_COORDSYS_ID: 6668 DEFINITION: GEOGCS["JGD2011",DATUM["Japanese Geodetic Datum 2011",SPHEROID["GRS 1980",6378137,298.257222101,AUTHORITY["EPSG","7019"]],AUTHORITY["EPSG","1128"]],PRIMEM["Gre enwich",0,AUTHORITY["EPSG","8901"]],UNIT["degree",0.017453292519943278,AUTHORITY["EPSG","91 22"]],AXIS["Lat",NORTH],AXIS["Lon",EAST],AUTHORITY["EPSG","6668"]] DESCRIPTION: NULL

28. SRSの定義 • DEFINITION 列を整形してみる GEOGCS["JGD2011" ,DATUM["Japanese Geodetic Datum 2011", SPHEROID["GRS 1980", 6378137, 298.257222101, AUTHORITY["EPSG","7019"]] ,AUTHORITY["EPSG","1128"]] ,PRIMEM["Greenwich",0,AUTHORITY["EPSG","8901"]] ,UNIT["degree",0.017453292519943278, AUTHORITY["EPSG","9122"]] ,AXIS["Lat",NORTH] ,AXIS["Lon",EAST] ,AUTHORITY["EPSG","6668"]] GEOGCS: 地理座標系。投影座標系の場合は PROJCS AXIS: Lat(緯度)、Lon(経度)の順で定義されているので、WKTで表現する時もこの順で。

29. MySQLでの地球上の座標の表し方 ■テーブルの作成。SRIDを指定する。 CREATE TABLE mygeo3 (id INTEGER, pnt POINT SRID 4326); INSERT INTO mygeo3 VALUES (1, ST_GeomFromText('POINT(43.057265 141.389053)', 4326)); ■データの挿入。SRIDを指定する。 ■SRIDを指定しないとエラーになる mysql> INSERT INTO mygeo3 VALUES (1, ST_GeomFromText('POINT(43.057265 141.389053)')); ERROR 3643 (HY000): The SRID of the geometry does not match the SRID of the column 'pnt'. The SRID of the geometry is 0, but the SRID of the column is 4326. Consider changing the SRID of the geometry or the SRID property of the column. SRIDがちゃうで。カラムで 4326 言うてるんやから、0なんて呉れたら、あかんて。

30. 緯度経度で関数の利用 2点間の距離を測る mysql> SELECT ST_Distance_Sphere( -> ST_GeomFromText('POINT(43.057265 141.389053)', 4326), -> ST_GeomFromText('POINT(43.064167 141.346945)', 4326) ) dist; +--------------------+ | dist | +--------------------+ | 3505.9915447964927 | +--------------------+ 1 row in set (0.02 sec) 札幌のコンベンションセンターから、北海道庁まで、約 3.5km だと計算された

31. MySQLのGIS機能を理解するために読むべきMySQL8.0マニュアル 11章：Data Types の 11.5 Spatila Data Types 12章：Functions and Operators の 12.15 Spatial Analysis Functions 13章：SQL Satement Syntax の 13.1 Data Definition Statemen の中にある SPATIAL REFERENCE SYSTEM Syntax 関連の CREATE/DROP の節見るべきデータ INFORMATION_SCHEMA の ST_SPATIAL_REFERENCE_SYSTEMS テーブル MySQL 8.0.13ではこうなります、という記述なども多いので注意（現在の最新は 8.0.11)

32. 今日取り上げなかった主なトピック • Multi 系のデータ型およびその取扱い方法 • GeoHash • GeoJSON • MySQL Workbench での GIS Viewer • 度分秒と度（小数）との変換（MySQL内でさくっと変換できる仕組み、ないんですかね） • 様々な関数を駆使した実用事例

33. MySQLのGIS機能の課題 • 現在絶賛発展中 • まだまだ不足している関数がある • ドキュメントに記載されている関数が動作しない（実装されていない）ことがある（8.0.12以降で実装されているものと思われるが、8.0.11では動作しない） • 関数名を一気に変更（＝旧名を廃止）したので、 MySQL 5.7 までで動作していた外部のプログラムが動作しなくなるケースがある • →きっと時間(とき)が解決してくれるよ

34. 最後のおねがい GISに詳しい人が増えて私に教えてください。

35. ご清聴ありがとうございました。

MySQLのGIS機能とか超入門 ～MyNA会2018年7月

sakaik