PostGIS空間データガイド

概要

Polisterでは、PostGISを使用して掲示板の位置情報や市区町村の境界データを管理します。

座標系

SRID 4326（WGS84）

全ての空間データは**SRID 4326（WGS84）**を使用します。

• 用途: GPS、Google Maps、Mapbox等で標準的に使用される座標系
• 単位: 度（degree）
• 緯度範囲: -90〜90度（日本: 約33-46度）
• 経度範囲: -180〜180度（日本: 約128-146度）

-- 座標系の確認
SELECT ST_SRID(location) FROM boards LIMIT 1;
-- 結果: 4326

JGD2011（世界測地系）との互換性

国土数値情報の行政区域データはJGD2011（世界測地系）を使用していますが、これはWGS84とほぼ同等です（誤差は数cm程度）。そのため、SRID 4326として扱うことができます。

• 国土数値情報: JGD2011（EPSG:6668）
• Polister: WGS84（EPSG:4326）
• 変換: 必要に応じてST_Transform関数で変換

-- JGD2011からWGS84への変換
ST_Transform(geometry, 4326)

空間データ型

POINT（点）

掲示板の位置を表現します。

-- POINTの作成
ST_SetSRID(ST_MakePoint(経度, 緯度), 4326)

-- 例: 東京都千代田区永田町1-7-1
ST_SetSRID(ST_MakePoint(139.7453, 35.6762), 4326)

注意: PostGISでは経度, 緯度の順序です（一般的な緯度, 経度とは逆）。

MULTIPOLYGON（複数ポリゴン）

市区町村の境界を表現します。

-- MULTIPOLYGONの例
geography(MULTIPOLYGON, 4326)

基本的な空間クエリ

距離計算

-- 2点間の距離を計算（メートル単位）
SELECT ST_Distance(
  ST_SetSRID(ST_MakePoint(139.7453, 35.6762), 4326)::geography,
  location::geography
) as distance_meters
FROM boards;

範囲検索

-- 特定地点から半径1km以内の掲示板を検索
SELECT * FROM boards
WHERE ST_DWithin(
  location::geography,
  ST_SetSRID(ST_MakePoint(139.7453, 35.6762), 4326)::geography,
  1000  -- メートル
);

バウンディングボックス検索

-- 地図の表示範囲内の掲示板を検索
SELECT * FROM boards
WHERE ST_Within(
  location,
  ST_MakeEnvelope(
    139.70, 35.65,  -- 南西（経度, 緯度）
    139.80, 35.70,  -- 北東（経度, 緯度）
    4326
  )
);

ポリゴン内判定

-- 掲示板が市区町村ポリゴン内にあるか判定
SELECT b.*, m.name as municipality_name
FROM boards b
JOIN municipalities m ON ST_Within(b.location, m.polygon)
WHERE m.id = 'municipality-id';

Prismaでの空間クエリ

Repository実装例

// src/features/board/infrastructure/repositories/BoardRepository.ts
import { injectable, inject } from "tsyringe";
import type { PrismaClient } from "@prisma/client";
import { TOKENS } from "@/shared/lib/di/tokens";

@injectable()
export class BoardRepository {
  constructor(@inject(TOKENS.PrismaClient) private prisma: PrismaClient) {}

  // 半径検索
  async findByLocation(
    lat: number,
    lng: number,
    radiusMeters: number
  ): Promise<Board[]> {
    return this.prisma.$queryRaw`
      SELECT * FROM boards
      WHERE ST_DWithin(
        location::geography,
        ST_SetSRID(ST_MakePoint(${lng}, ${lat}), 4326)::geography,
        ${radiusMeters}
      )
      AND deleted_at IS NULL
    `;
  }

  // バウンディングボックス検索
  async findByBounds(
    swLat: number,
    swLng: number,
    neLat: number,
    neLng: number
  ): Promise<Board[]> {
    return this.prisma.$queryRaw`
      SELECT * FROM boards
      WHERE ST_Within(
        location,
        ST_MakeEnvelope(${swLng}, ${swLat}, ${neLng}, ${neLat}, 4326)
      )
      AND deleted_at IS NULL
      ORDER BY created_at DESC
      LIMIT 1000
    `;
  }

  // 市区町村内の掲示板を検索
  async findByMunicipality(municipalityId: string): Promise<Board[]> {
    return this.prisma.$queryRaw`
      SELECT b.* FROM boards b
      JOIN municipalities m ON b.municipality_id = m.id
      WHERE m.id = ${municipalityId}::uuid
      AND b.deleted_at IS NULL
    `;
  }
}

型安全性の注意

$queryRawを使用する場合、戻り値の型を明示的に指定します：

interface BoardWithDistance extends Board {
  distance_meters: number;
}

async findNearby(lat: number, lng: number): Promise<BoardWithDistance[]> {
  return this.prisma.$queryRaw<BoardWithDistance[]>`
    SELECT *,
      ST_Distance(
        location::geography,
        ST_SetSRID(ST_MakePoint(${lng}, ${lat}), 4326)::geography
      ) as distance_meters
    FROM boards
    WHERE deleted_at IS NULL
    ORDER BY distance_meters
    LIMIT 10
  `;
}

空間インデックスの活用

GISTインデックス

PostGISの空間検索にはGISTインデックスを使用します。

-- インデックス作成（Prismaスキーマで自動作成）
CREATE INDEX idx_boards_location ON boards USING GIST(location);

-- インデックス使用確認
EXPLAIN ANALYZE
SELECT * FROM boards
WHERE ST_DWithin(
  location::geography,
  ST_SetSRID(ST_MakePoint(139.7453, 35.6762), 4326)::geography,
  1000
);

パフォーマンス Tips

1. geography型を使用: 距離計算が正確（メートル単位）
2. バウンディングボックスで絞り込み: 空間インデックスが効率的に動作
3. LIMIT句: 大量データの場合は結果件数を制限

よく使う空間関数

距離・範囲

関数	説明	例
ST_Distance	2点間の距離	ST_Distance(point1, point2)
ST_DWithin	指定距離内か判定	ST_DWithin(point, center, 1000)
ST_Within	ポリゴン内か判定	ST_Within(point, polygon)

作成・変換

関数	説明	例
ST_MakePoint	点を作成	ST_MakePoint(lng, lat)
ST_SetSRID	SRIDを設定	ST_SetSRID(geom, 4326)
ST_MakeEnvelope	矩形を作成	ST_MakeEnvelope(xmin, ymin, xmax, ymax, 4326)

情報取得

関数	説明	例
ST_X	経度を取得	ST_X(point)
ST_Y	緯度を取得	ST_Y(point)
ST_AsGeoJSON	GeoJSON形式で出力	ST_AsGeoJSON(geom)

トラブルシューティング

経度と緯度の順序間違い

// ❌ 間違い: 緯度, 経度
ST_MakePoint(35.6762, 139.7453);

// ✅ 正しい: 経度, 緯度
ST_MakePoint(139.7453, 35.6762);

geography型とgeometry型の違い

• geography: 地球を球体として扱う、距離計算が正確（メートル単位）
• geometry: 平面として扱う、計算が高速だが距離が不正確

Polisterではgeography型を推奨します。

空間インデックスが使われない

-- ❌ インデックスが使われない
WHERE ST_Distance(location, point) < 1000

-- ✅ インデックスが使われる
WHERE ST_DWithin(location, point, 1000)

国土数値情報の行政区域データ

概要

Polisterでは、国土交通省が提供する国土数値情報 行政区域データを使用して、市区町村の境界ポリゴンと基本情報を取得します。

データの特徴

提供元: 国土交通省 国土数値情報ダウンロードサービス

データ形式:

• GML形式（JPGIS2014準拠）
• GeoJSON形式（推奨）
• Shapefile形式

座標系: JGD2011（世界測地系）

更新頻度: 年1回程度

提供形態:

• 全国版（全市区町村を一括）
• 都道府県別版（47都道府県ごと）
• 地方ブロック単位

属性情報

国土数値情報の行政区域データには以下の属性が含まれます：

属性名	フィールド名	説明	Municipalityモデルのマッピング
都道府県名	N03_001	都道府県名	prefecture
振興局名	N03_002	北海道の振興局名	-
郡名	N03_003	郡名（該当する場合）	-
市区町村名	N03_004	市区町村名（政令市の区含む）	name
行政区域コード	N03_007	全国地方公共団体コード（5桁）	code
ポリゴン	geometry	行政区域の境界（MULTIPOLYGON）	polygon

データ取得とインポート

1. GeoJSONファイルのダウンロード

# 全国版（2025年度）をダウンロード
curl -O https://nlftp.mlit.go.jp/ksj/gml/data/N03/N03-2025/N03-20250101_GML.zip

# 解凍
unzip N03-20250101_GML.zip

# GeoJSONに変換（GDAL/ogr2ogrを使用）
ogr2ogr -f GeoJSON -t_srs EPSG:4326 municipalities.geojson N03-20250101.shp

2. GeoJSONからMunicipalityテーブルへのインポート

TypeScript実装例:

// src/scripts/import-municipalities.ts
import { PrismaClient } from "@prisma/client";
import * as fs from "fs";

interface GeoJSONFeature {
  type: "Feature";
  properties: {
    N03_001: string; // 都道府県名
    N03_004: string; // 市区町村名
    N03_007: string; // 行政区域コード
  };
  geometry: {
    type: "MultiPolygon" | "Polygon";
    coordinates: number[][][][];
  };
}

interface GeoJSON {
  type: "FeatureCollection";
  features: GeoJSONFeature[];
}

async function importMunicipalities() {
  const prisma = new PrismaClient();

  // GeoJSONファイルを読み込み
  const geojson: GeoJSON = JSON.parse(
    fs.readFileSync("municipalities.geojson", "utf-8")
  );

  console.log(`Processing ${geojson.features.length} municipalities...`);

  for (const feature of geojson.features) {
    const { N03_001, N03_004, N03_007 } = feature.properties;

    // 市区町村名がない場合はスキップ（都道府県レベルのデータ）
    if (!N03_004) {
      continue;
    }

    // GeoJSON形式のポリゴンをWKTに変換
    const wkt = convertGeoJSONToWKT(feature.geometry);

    try {
      await prisma.$executeRaw`
        INSERT INTO municipalities (id, name, code, prefecture, polygon, source)
        VALUES (
          gen_random_uuid(),
          ${N03_004},
          ${N03_007},
          ${N03_001},
          ST_GeomFromText(${wkt}, 4326)::geography,
          'MLIT'
        )
        ON CONFLICT (code) DO UPDATE SET
          name = EXCLUDED.name,
          prefecture = EXCLUDED.prefecture,
          polygon = EXCLUDED.polygon,
          updated_at = CURRENT_TIMESTAMP
      `;

      console.log(`✓ ${N03_001} ${N03_004} (${N03_007})`);
    } catch (error) {
      console.error(`✗ ${N03_001} ${N03_004}:`, error);
    }
  }

  await prisma.$disconnect();
}

function convertGeoJSONToWKT(geometry: GeoJSONFeature["geometry"]): string {
  // GeoJSONのgeometryをWKT形式に変換
  // 実装は省略（またはライブラリを使用）
  // 例: wellknown, @mapbox/wellknown等
  const wellknown = require("wellknown");
  return wellknown.stringify(geometry);
}

importMunicipalities().catch(console.error);

3. シェルスクリプトでの一括インポート

ogr2ogr + psql を使用した方法:

#!/bin/bash
# scripts/import-municipalities.sh

# 1. GeoJSONをPostGISに直接インポート
ogr2ogr -f PostgreSQL \
  PG:"host=localhost dbname=polister user=postgres password=password" \
  -nln municipalities_temp \
  -t_srs EPSG:4326 \
  municipalities.geojson

# 2. 一時テーブルからMunicipalitiesテーブルにマージ
psql -h localhost -U postgres -d polister <<EOF
INSERT INTO municipalities (id, name, code, prefecture, polygon, source)
SELECT
  gen_random_uuid(),
  n03_004 as name,
  n03_007 as code,
  n03_001 as prefecture,
  ST_Transform(wkb_geometry, 4326)::geography as polygon,
  'MLIT' as source
FROM municipalities_temp
WHERE n03_004 IS NOT NULL
ON CONFLICT (code) DO UPDATE SET
  name = EXCLUDED.name,
  prefecture = EXCLUDED.prefecture,
  polygon = EXCLUDED.polygon,
  updated_at = CURRENT_TIMESTAMP;

-- 一時テーブルを削除
DROP TABLE municipalities_temp;
EOF

データの検証

インポート後の確認

-- 件数確認（約1,900件）
SELECT COUNT(*) FROM municipalities;

-- 都道府県別の件数確認
SELECT prefecture, COUNT(*) as count
FROM municipalities
GROUP BY prefecture
ORDER BY prefecture;

-- ポリゴンの有無確認
SELECT
  COUNT(*) as total,
  COUNT(polygon) as with_polygon,
  COUNT(*) - COUNT(polygon) as without_polygon
FROM municipalities;

-- サンプルデータの確認
SELECT id, name, code, prefecture, ST_AsText(polygon::geometry) as polygon_wkt
FROM municipalities
LIMIT 5;

空間クエリのテスト

-- 東京都千代田区のポリゴンを取得
SELECT name, code, prefecture, ST_AsGeoJSON(polygon::geometry) as geojson
FROM municipalities
WHERE name = '千代田区';

-- 特定の地点が含まれる市区町村を検索（国会議事堂の位置）
SELECT name, code, prefecture
FROM municipalities
WHERE ST_Within(
  ST_SetSRID(ST_MakePoint(139.7453, 35.6762), 4326),
  polygon::geometry
);
-- 結果: 千代田区

Municipalityモデルとのマッピング

行政区域コード（5桁）の構造

全国地方公共団体コード: 01101
├─ 01: 都道府県コード（北海道）
└─ 101: 市区町村コード（札幌市中央区）

例:

• 13101: 東京都千代田区
• 27128: 大阪府大阪市北区
• 01101: 北海道札幌市中央区

データの定期更新

更新フロー

年次更新時の注意点

市区町村の合併・分割があった場合：

1. 合併: 新しいcodeが追加され、旧codeは削除される

   • 影響するBoardレコードのmunicipalityIdを更新

2. 分割: 複数の新しいcodeが追加される

   • Boardの位置を基に適切な新municipalityIdを割り当て

-- 市区町村の変更による影響を確認
SELECT b.*, m.name, m.code
FROM boards b
LEFT JOIN municipalities m ON b.municipality_id = m.id
WHERE m.id IS NULL;
-- 孤立したBoardレコードを検出

-- 位置情報から適切な市区町村を割り当て直す
UPDATE boards b
SET municipality_id = m.id
FROM municipalities m
WHERE b.municipality_id IS NULL
  AND ST_Within(b.location::geometry, m.polygon::geometry);

GeoJSONエクスポート

Municipalityデータを外部サービスで利用するためのエクスポート：

// src/features/municipality/application/usecases/export-geojson.usecase.ts
import { injectable, inject } from "tsyringe";
import type { PrismaClient } from "@prisma/client";
import { TOKENS } from "@/shared/lib/di/tokens";

@injectable()
export class ExportMunicipalitiesAsGeoJSONUseCase {
  constructor(@inject(TOKENS.PrismaClient) private prisma: PrismaClient) {}

  async execute(prefecture?: string): Promise<GeoJSON.FeatureCollection> {
    const municipalities = await this.prisma.$queryRaw<
      Array<{
        id: string;
        name: string;
        code: string;
        prefecture: string;
        geojson: string;
      }>
    >`
      SELECT
        id,
        name,
        code,
        prefecture,
        ST_AsGeoJSON(polygon::geometry) as geojson
      FROM municipalities
      WHERE ${prefecture ? this.prisma.$queryRaw`prefecture = ${prefecture}` : this.prisma.$queryRaw`TRUE`}
      ORDER BY code
    `;

    return {
      type: "FeatureCollection",
      features: municipalities.map((m) => ({
        type: "Feature",
        id: m.id,
        properties: {
          name: m.name,
          code: m.code,
          prefecture: m.prefecture,
        },
        geometry: JSON.parse(m.geojson),
      })),
    };
  }
}

パフォーマンス最適化

ポリゴンの簡略化

市区町村のポリゴンは詳細すぎる場合があり、表示パフォーマンスに影響します。適度に簡略化することを推奨：

-- ポリゴンを簡略化（0.0001度 ≈ 10m）
UPDATE municipalities
SET polygon = ST_SimplifyPreserveTopology(polygon::geometry, 0.0001)::geography
WHERE polygon IS NOT NULL;

-- 簡略化前後のサイズ比較
SELECT
  name,
  ST_NPoints(polygon::geometry) as points_before,
  ST_NPoints(ST_SimplifyPreserveTopology(polygon::geometry, 0.0001)) as points_after
FROM municipalities
LIMIT 10;

空間インデックスの確認

-- GISTインデックスが使用されているか確認
EXPLAIN ANALYZE
SELECT * FROM municipalities
WHERE ST_Within(
  ST_SetSRID(ST_MakePoint(139.7453, 35.6762), 4326),
  polygon::geometry
);
-- Index Scan using idx_municipalities_polygon が表示されればOK

Mapbox GL JSでの表示

GeoJSONとして取得したMunicipalityデータをMapbox GL JSで表示：

// src/features/municipality/ui/components/MunicipalityLayer.tsx
import { useEffect } from "react";
import { useMap } from "react-map-gl";

export function MunicipalityLayer({ prefecture }: { prefecture?: string }) {
  const { current: map } = useMap();

  useEffect(() => {
    if (!map) return;

    // Municipalityデータを取得
    fetch(`/api/municipalities/geojson?prefecture=${prefecture || ""}`)
      .then((res) => res.json())
      .then((geojson) => {
        // ソースを追加
        map.addSource("municipalities", {
          type: "geojson",
          data: geojson,
        });

        // レイヤーを追加（塗りつぶし）
        map.addLayer({
          id: "municipalities-fill",
          type: "fill",
          source: "municipalities",
          paint: {
            "fill-color": "#088",
            "fill-opacity": 0.1,
          },
        });

        // レイヤーを追加（境界線）
        map.addLayer({
          id: "municipalities-line",
          type: "line",
          source: "municipalities",
          paint: {
            "line-color": "#088",
            "line-width": 2,
          },
        });
      });

    return () => {
      if (map.getLayer("municipalities-fill")) {
        map.removeLayer("municipalities-fill");
      }
      if (map.getLayer("municipalities-line")) {
        map.removeLayer("municipalities-line");
      }
      if (map.getSource("municipalities")) {
        map.removeSource("municipalities");
      }
    };
  }, [map, prefecture]);

  return null;
}

トラブルシューティング

ポリゴンが複雑すぎてパフォーマンスが悪い

対策:

• ST_SimplifyPreserveTopologyで簡略化
• ズームレベルに応じて詳細度を変える
• タイル形式でのキャッシュ（Mapbox Tiling Service等）

市区町村の合併・分割

対策:

• 年次更新時に変更履歴を確認
• 既存のBoardレコードのmunicipalityIdを適切に更新
• マイグレーションスクリプトで自動的に紐付けを修正

座標系の不一致

対策:

• 常にSRID 4326に統一
• ST_Transform関数で変換
• インポート時に座標系を確認

-- 座標系を確認
SELECT ST_SRID(polygon::geometry) FROM municipalities LIMIT 1;

-- SRID 6668（JGD2011）の場合は変換
UPDATE municipalities
SET polygon = ST_Transform(polygon::geometry, 4326)::geography
WHERE ST_SRID(polygon::geometry) = 6668;

参考リンク

• PostGIS公式ドキュメント
• PostGIS空間関数リファレンス
• Prisma PostGIS
• 国土数値情報 行政区域データ
• GDAL/OGR - 地理空間データ変換ツール

---

最終更新: 2025年10月17日