django.contrib.gis.db.models.functions.BoundingCircle の徹底解説
Django の django.contrib.gis.db.models.functions.BoundingCircle の解説
概要
用途
- ジオメトリフィールドの空間的な広がりを把握したい場合
- ジオメトリフィールド同士の距離を計算したい場合
- ジオメトリフィールドを可視化したい場合
利点
- 複雑なSQLクエリを書くことなく、最小円を計算できる
- 異なるジオメトリタイプ同士の距離を計算できる
- 地図などの可視化に利用できる
使用例
from django.contrib.gis.db.models.functions import BoundingCircle
# モデル
class MyModel(models.Model):
geom = models.PointField()
# すべてのジオメトリフィールドの最小円を計算
qs = MyModel.objects.annotate(
center=BoundingCircle('geom').centroid,
radius=BoundingCircle('geom').radius,
)
# 特定のジオメトリフィールドの最小円を計算
qs = MyModel.objects.filter(geom__intersects=other_geom).annotate(
bounding_circle=BoundingCircle('geom'),
)
# 結果の利用
for obj in qs:
print(f"中心点: {obj.center}")
print(f"半径: {obj.radius}")
パラメータ
BoundingCircle
関数は、以下のパラメータを受け取ります。
expression
: ジオメトリフィールドを表す式geography
: True の場合、地理座標系で最小円を計算します。デフォルトは False です。srid
: 出力される最小円のSRIDを指定します。デフォルトは、ジオメトリフィールドのSRIDです。
注意事項
BoundingCircle
関数は、PostGISなどの空間データベースが必要です。- ジオメトリフィールドが空の場合、
None
が返されます。
BoundingCircle 関数のサンプルコード
すべてのジオメトリフィールドの最小円を計算
from django.contrib.gis.db.models.functions import BoundingCircle
# モデル
class MyModel(models.Model):
geom = models.PointField()
# すべてのジオメトリフィールドの最小円を計算
qs = MyModel.objects.annotate(
center=BoundingCircle('geom').centroid,
radius=BoundingCircle('geom').radius,
)
# 結果の出力
for obj in qs:
print(f"中心点: {obj.center}")
print(f"半径: {obj.radius}")
特定のジオメトリフィールドの最小円を計算
from django.contrib.gis.db.models.functions import BoundingCircle
# モデル
class MyModel(models.Model):
geom = models.PointField()
# 特定のジオメトリフィールドの最小円を計算
qs = MyModel.objects.filter(geom__intersects=other_geom).annotate(
bounding_circle=BoundingCircle('geom'),
)
# 結果の出力
for obj in qs:
print(f"最小円: {obj.bounding_circle}")
地理座標系で最小円を計算
from django.contrib.gis.db.models.functions import BoundingCircle
# モデル
class MyModel(models.Model):
geom = models.PointField(geography=True)
# 地理座標系で最小円を計算
qs = MyModel.objects.annotate(
bounding_circle=BoundingCircle('geom', geography=True),
)
# 結果の出力
for obj in qs:
print(f"最小円: {obj.bounding_circle}")
SRID を指定して最小円を計算
from django.contrib.gis.db.models.functions import BoundingCircle
# モデル
class MyModel(models.Model):
geom = models.PointField(srid=3857)
# SRID を指定して最小円を計算
qs = MyModel.objects.annotate(
bounding_circle=BoundingCircle('geom', srid=4326),
)
# 結果の出力
for obj in qs:
print(f"最小円: {obj.bounding_circle}")
ジオメトリフィールドが空の場合
from django.contrib.gis.db.models.functions import BoundingCircle
# モデル
class MyModel(models.Model):
geom = models.PointField(null=True)
# ジオメトリフィールドが空の場合、None を返す
qs = MyModel.objects.annotate(
bounding_circle=BoundingCircle('geom'),
)
# 結果の出力
for obj in qs:
if obj.geom is None:
print(f"最小円: None")
else:
print(f"最小円: {obj.bounding_circle}")
異なるジオメトリタイプ同士の距離を計算
from django.contrib.gis.db.models.functions import Distance
# モデル
class MyModel(models.Model):
point = models.PointField()
polygon = models.PolygonField()
# 異なるジオメトリタイプ同士の距離を計算
qs = MyModel.objects.annotate(
distance=Distance('point', 'polygon'),
)
# 結果の出力
for obj in qs:
print(f"距離: {obj.distance}")
地図などの可視化
from django.contrib.gis.geos import Point
# 地図ライブラリ
import folium
# 中心点と半径から円を作成
center = Point(x, y)
radius = 1000
# 地図を作成
map = folium.Map(location=center, zoom_start=12)
# 円を描画
folium.Circle(
location=center,
radius=radius,
color='red',
fill=True,
popup='最小円',
).add_to(map)
# 地図を表示
map.save('map.html')
BoundingCircle 関数の代替方法
カスタム関数
from django.contrib.gis.geos import GEOSGeometry
def bounding_circle(geom):
"""
ジオメトリフィールドの最小円を計算します。
Args:
geom: ジオメトリフィールド
Returns:
最小円を表す GEOSGeometry オブジェクト
"""
centroid = geom.centroid
radius = geom.minimum_bounding_circle().radius
return GEOSGeometry('Circle(%s, %s)' % (centroid.x, radius))
# 使用例
qs = MyModel.objects.annotate(
bounding_circle=bounding_circle('geom'),
)
SQL クエリ
PostGIS などの空間データベースでは、ST_MinimumBoundingCircle
関数を使用して最小円を計算できます。
SELECT
geom,
ST_MinimumBoundingCircle(geom) AS bounding_circle
FROM
my_model;
ライブラリ
Shapely などのライブラリを使用して、Python コードで最小円を計算できます。
from shapely.geometry import Point, Polygon
# モデル
class MyModel(models.Model):
geom = models.PointField()
# ライブラリ
from shapely.geometry import Point, Polygon
# ジオメトリフィールドの最小円を計算
def bounding_circle(geom):
if isinstance(geom, Point):
return geom.buffer(1000)
elif isinstance(geom, Polygon):
return geom.minimum_bounding_circle()
# 使用例
qs = MyModel.objects.annotate(
bounding_circle=bounding_circle('geom'),
)
その他のツール
GIS ソフトウェアなどのツールを使用して、最小円を計算できます。
- 必要な機能
- 開発者のスキル
- パフォーマンス
- 使いやすさ
BoundingCircle 関数 は、最も簡単で便利な方法です。ただし、必要な機能が提供されていない場合もあります。
カスタム関数 は、BoundingCircle
関数で提供されていない機能を追加できます。ただし、開発スキルが必要です。
SQL クエリ は、パフォーマンスが最も優れています。ただし、SQL の知識が必要です。
ライブラリ は、柔軟性と使いやすさのバランスが取れています。
その他のツール は、視覚的な操作が可能です。
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