django.contrib.gis.geos.MultiPolygon クラスの使い方

Djangoでマルチポリゴンを扱う：django.contrib.gis.geos.MultiPolygon

django.contrib.gis は、Django に空間データ処理機能を提供するモジュールです。 その中で gis.geos.MultiPolygon は、複数のポリゴンをまとめて扱うためのクラスです。

このチュートリアルでは、MultiPolygon クラスの基本的な使い方を説明します。

前提条件

• Python 3.6 以降
• Django 3.2 以降
• django.contrib.gis モジュールがインストールされていること

インポート

まず、必要なモジュールをインポートします。

from django.contrib.gis.geos import MultiPolygon

MultiPolygonの作成

複数のポリゴンを要素とする MultiPolygon オブジェクトを作成できます。 各ポリゴンは、Polygon オブジェクトとして表現されます。

# 複数の座標のリスト
polygon1 = Polygon([(0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1)])
polygon2 = Polygon([(2, 2), (3, 2), (3, 3), (2, 3)])

# MultiPolygonオブジェクトの作成
multi_polygon = MultiPolygon([polygon1, polygon2])

プロパティとメソッド

MultiPolygon オブジェクトには、以下のプロパティとメソッドがあります。

プロパティ

• geom_type: オブジェクトのジオメトリタイプ（MultiPolygon）
• srid: 空間参照系識別番号
• num_geom: ポリゴンの数
• exterior_rings: 外周リングのリスト

メソッド

• centroid: マルチポリゴンの重心を返す
• area: マルチポリゴンの面積を返す
• length: マルチポリゴンの周長を返す
• buffer: マルチポリゴンから一定距離のバッファ領域を作成
• union: 他の MultiPolygon オブジェクトとの和集合
• difference: 他の MultiPolygon オブジェクトとの差集合
• intersection: 他の MultiPolygon オブジェクトとの交差集合

データベースへの保存

MultiPolygon オブジェクトは、django.contrib.gis.db.models.fields.MultiPolygonField フィールドを使用してデータベースに保存できます。

from django.contrib.gis.db import models

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

その他

MultiPolygon オブジェクトは、GeoJSON などの空間データフォーマットに変換することができます。

詳細については、Django ドキュメントの GEOS API: [無効な URL を削除しました] を参照してください。

補足

• このチュートリアルでは、基本的な操作のみを紹介しています。
• より複雑な操作については、上記の参考資料を参照してください。
• gis.geos モジュールには、MultiPolygon 以外にも様々なジオメトリクラスがあります。

さまざまなサンプルコード

点群からマルチポリゴンを作成

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

# 点のリスト
points = [
    Point(0, 0),
    Point(1, 0),
    Point(1, 1),
    Point(0, 1),
    Point(0.5, 0.5),
]

# ConvexHull を使って点群からポリゴンを作成
polygon = MultiPolygon(Point(points).convex_hull())

# マルチポリゴンオブジェクトの作成
multi_polygon = MultiPolygon([polygon])

マルチポリゴンの重心と面積

# 重心の取得
centroid = multi_polygon.centroid

# 面積の取得
area = multi_polygon.area

マルチポリゴン同士の演算

# 他のマルチポリゴンとの和集合
other_multi_polygon = MultiPolygon(...)
union = multi_polygon.union(other_multi_polygon)

# 他のマルチポリゴンとの差集合
difference = multi_polygon.difference(other_multi_polygon)

# 他のマルチポリゴンとの交差集合
intersection = multi_polygon.intersection(other_multi_polygon)

GeoJSON への変換

from django.contrib.gis.geos.serializers import geojson

# GeoJSONへの変換
geojson_data = geojson.dumps(multi_polygon)

地図での表示

leaflet などのライブラリを使用して、マルチポリゴンを地図に表示することができます。

from leaflet.models import Layer

# マルチポリゴンをレイヤーとして追加
layer = Layer(geom=multi_polygon)

# 地図にレイヤーを追加
map.add_layer(layer)

補足

• これらのサンプルコードは、さまざまな方法で変更して、独自のアプリケーションに合わせて使うことができます。
• gis.geos モジュールには、他にもたくさんの機能があります。 詳細については、上記の参考資料を参照してください。

マルチポリゴンを扱うその他の方法

ライブラリの使用

• shapely: Python 用の空間データ処理ライブラリ
• geopandas: Pandas DataFrame を使って空間データを扱うライブラリ

これらのライブラリは、django.contrib.gis モジュールよりも多くの機能を提供している場合があります。

SQL の使用

PostgreSQL などのデータベースは、空間データ処理機能を標準で提供しています。 SQL を使用して、マルチポリゴンを直接操作することができます。

独自のコードを書く

C++ などの言語を使って、独自のジオメトリライブラリを書くこともできます。

• 簡単な操作であれば、django.contrib.gis.geos.MultiPolygon クラスを使うのが最も簡単です。
• より複雑な操作が必要であれば、ライブラリや SQL を使うと良いでしょう。
• 性能が重要な場合は、独自のコードを書くことを検討する必要があります。

補足

• 上記以外にも、マルチポリゴンを扱う方法はたくさんあります。
• 自分に合った方法を見つけることが重要です。