Oracle Direct SeminarInsert Picture Here> Oracle Direct Seminar 位置ゲー基盤からGISまで!Oracle Spatial入門日本オラクル株式会社データベースソリューション本部

<Insert Picture Here>

Oracle Direct Seminar

位置ゲー基盤からGISまで!Oracle Spatial入門

日本オラクル株式会社データベースソリューション本部2011年2月

Copyright© 2011, Oracle. All rights reserved.

以下の事項は、弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです。また、情報提供を唯一の目的とするものであり、いかなる契約にも組み込むことはできません。以下の事項は、マテリアルやコード、機能を提供することをコミットメント（確約）するものではないため、購買決定を行う際の判断材料になさらないで下さい。オラクル製品に関して記載されている機能の開発、リリースおよび時期については、弊社の裁量により決定されます。

OracleとJavaは、Oracle Corporation 及びその子会社、関連会社の米国及びその他の国における登録商標です。文中の社名、商品名等は各社の商標または登録商標である場合があります。

2



Agenda

• Oracle Spatialとは• オンライン地図との違い

• Oracle Spatialのアーキテクチャ• データモデル

• 空間索引

• 空間演算子

• Appendix

• 事例

• 関連URL

3


位置情報活用の兆し

• 従来の主体

• 官庁・公共・防衛など膨大なインフラ情報を管理

• GISによる高度な分析

• ユーザー数は少なめ

• 専門知識を有する技術者による長期間開発

• 近年• 民間ベンチャー発のGPSを使った位置ゲーム

• 短期スクラッチ開発

• 流行るとユーザー、データともに激増

• 他社と競争しながらの短期開発

4

http://oracledatabase.jp/data-integrator/entry_000134.html も御覧ください

これからの位置情報基盤に求められること

短期開発 (しかもなるべく簡単に…)

ユーザー / データ増への柔軟な対応


Oracle Spatialとは

• spatial (スペイシャル) = 空間の、空間的な

• Oracle Databaseで、緯度・経度・測地座標系を解釈するための仕組み(データ型、関数、プロシージャ)を提供するオプション• 点、線、ポリゴン(多角形)の情報を、DBの表で管理

• 距離、面積、体積の算出、ジオメトリ間の包含関係の判別などを行う関数を提供

• 座標系変換の係数を事前定義済みであるため、異なる座標系間でもこれらの操作が可能

• Oracle 7.3の実装以来、継続して機能追加 / 強化あり

5


Oracle Spatialの歩み

1995～ Oracle7

Spatialの初リリースポイント情報、ポリゴンSpatial演算子

1999～ Oracle8i

オブジェクト・サポート円、円弧R-Tree索引Spatial関数のサポート

2001～ Oracle9i

空間参照システム(座標系のサポート)

線形参照システムSpatial Partitioning

Spatial Replication(Adv.rep)

2004～Oracle Database 10g

ラスター・データのサポートトポロジのサポートネットワーク・データ・モデルジオコーディングとルーティング

2007～Oracle Database 11gR1

3DデータサポートSpatial Webサービス

Oracle Database 11gR2

Google Maps対応

スケーラビリティ

可用性

6


Oracle Spatialが無いと…

• 緯度経度：数値で格納

• 距離計算、面積計算

• 緯線に沿って経度が1度違うと…

• 赤道付近…111km

• 北極点、南極点…0に近似

• 座標系の変換

• WGS84(GPS)で取得した座標を、日本測地系の地図上に表示させるには…

• チューニング

• 要件通りの性能が出ない場合、コードの見直しが必要

• Oracle Spatialが提供するデータ型/関数がこれらの煩雑さを解消

• 地球の丸みを考慮した距離計算

• 旧測地系(日本測地系)/新測地系(世界測地系)を含む、全世界の測地系の変換

• Oracle Databaseと同じチューニングアプローチ

地球は丸いので複雑

座標系が増えるたびに変換式を手作り

プログラマーの長期拘束

7


オンライン地図とOracle Spatial

• オンライン地図で事足りるのでは?

• 静的な地図情報の表示(東京都、埼玉県 etc / 店舗情報)としてはオンライン地図で十分

• 動的な位置情報を基にした検索を行う場合Oracle Spatialが必要

• ジオゲーム等で取得したユーザーの位置情報を基に、広告メールを送信したいときは?

• [例] 渋谷ハチ公像から半径500メートル以内にいる人のリストを作る

• 必要なデータ

• ユーザー個々人の位置情報…動的な情報

• ジオゲームを介して緯度・経度を取得

• 渋谷ハチ公像の緯度経度…静的な情報

• 主要なランドマークの位置情報集を地図ベンダーから購入可能

8


ハチ公から半径500メートル以内にいる人のリストを作る –データの格納

• SDO_GEOMETRYデータ型を用いて格納• Oracle Spatialが提供するデータ型

9

create table user_data( -- ユーザー個々人の位置情報を格納

user_id number,

user_mail varchar2(320),

datetime date,

user_loc sdo_geometry);

create table landmark( -- ランドマークの位置情報を格納

id number,

lm_name varchar2(500),

lm_loc sdo_geometry);


ハチ公から半径500メートル以内にいる人のリストを作る –データの検索

• SQLで記述

• 空間検索とそれ以外の検索(時刻、IDなど) を1つのSQL文で記述可能

• Oracle Spatialが提供する関数群を使用

10

declare

hachi_loc landmark.lm_loc%TYPE;

begin

select lm_loc into hachi_loc from landmark where lm_name='ハチ公';

declare

cursor mail_cur is

select user_mail from user_data ud

where sdo_within_distance(

ud.user_loc, hachi_loc, 'distance=500 unit=M') = 'TRUE';

mail_rec mail_cur%ROWTYPE;

begin

open mail_cur;

...

landmark表より、ハチ公の位置情報を取得

user_data表より、sdo_within_distance空間演算子を用いてハチ公の半径500m以内にいるユーザのメールアドレスを取得


ハチ公から半径500メートル以内にいる人のリストを作る –検索結果の描画

• 左図にオンライン地図を重ね合わせる

11

• 500メートル以内にいる人を赤で表示

©INCREMENT P CORP.


オンライン地図とOracle Spatial

• 位置情報を扱うシステムにおいて、両者は補完関係

• 位置情報を基にした検索はOracle Spatialで実現できる

• 検索結果を地図画像上に表示したい場合、オンライン地図または地図画像が必要

• オンライン地図のASP契約

• 地図画像の購入

• SDO_GEORASTER型を使用してDBへ格納

12



Agenda

• Oracle Spatialとは• オンライン地図との違い

• Oracle Spatialのアーキテクチャ• データモデル

• 空間索引

• 空間演算子

• Appendix

• 事例

• 関連URL

13


Spatialのデータ型 SDO_GEOMETRY

• Oracle Databaseで位置情報を扱うために”必要な項目”

をオブジェクト型を用いて格納

• “必要な項目”とは• 位置情報の形状

• 点、直線、円弧、多角形、円、これらの組み合わせ、など

• サポートする形状については後述

• 緯度経度、座標系

• 緯度経度の情報はVARRAY(可変長配列)として格納する

• 形状が点の場合に限り、VARRAYでなくSDO_POINTTYPE

(NUMBER型)として格納することも可能

• 座標系とは、地球上の位置を緯度・経度・高度で特定するとき、前提となる条件のこと

14


SDO_GEOMETRY型の構造

• SDO_GEOMETRY

• SDO_POINT_TYPE...点オブジェクト用座標情報

X NUMBER

Y NUMBER

Z NUMBER

VARRAY (1048576) OF NUMBER

VARRAY (1048576) OF NUMBER

• SDO_ELEM_INFO_ARRAY...各座標点の解釈情報

• SDO_ORDINATE_ARRAY...各座標点の集合

SDO_GTYPE NUMBER

SDO_SRID NUMBER

SDO_POINT SDO_POINT_TYPE

SDO_ELEM_INFO SDO_ELEM_INFO_ARRAY

SDO_ORDINATES SDO_ORDINATE_ARRAY

基本形状情報

座標系

緯経度そのものを格納

円弧+直線、ドーナツ型などは複数の解釈情報を定義。配列は0でなく1から数える

15


サポートされる位置情報の形状

点（ポイント）線（ライン）

ポリゴン（多角形）

穴空きポリゴン

自己交差するライン

自己交差するポリゴン

サポートされない

円弧線ストリング複合線ストリング

円弧ポリゴン複合ポリゴン

円最適化された矩形

点クラスタ

店舗、目的地などの地点道路、河川、鉄道など線系の構造物、地形の表現など

地域、公園、区画、湖、池など特定の場所の表現

ポリゴンの特殊例滋賀県などネスト不可

CADでの利用特定の地点から周囲xxメートルという表現など

CADでの利用整理された区画での矩形表現など

2つの三角形として、表では2行で定義

16


Oracle Spatial データモデル

レイヤー

点ラインポリゴン複合ポリゴン複合ライン

ジオメトリジオメトリジオメトリ…… ……

要素…… …… 要素要素

例)全国市区町村

例)小笠原村

例)父島、母島

要素を描画する形状

17


空間索引とは

• 空間検索を高速に行うために作成する索引

• 空間演算子を使用した問合せに必要

• R-Tree索引と呼ばれ、内部的に空間索引表が作成される

• 索引作成やメンテナンスは通常の索引と同様CREATE /

ALTER INDEX文で可能

CREATE INDEX <index-name>

ON <table-name> (<column-name>)

INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX;

18


空間索引とは

• 空間索引表と順序が実体

• CREATE INDEX文で指定した索引名で索引セグメントが作られるわけではない

• 空間索引作成ユーザーで以下のオブジェクトが生成される

• MDRT_xxxx$ という命名規則で、座標やrowidの情報を格納する空間索引表

• MDRS_xxxx$ という命名規則で順序

• 空間索引と、空間索引表の組み合わせの確認

• USER_SDO_INDEX_METADATA ビューの SDO_INDEX_TABLE とSDO_INDEX_NAME

19


空間索引の考え方

• ジオメトリの位置関係を、最小境界矩形(MBR)を基に木構造で管理する• 最小境界矩形(MBR)…ジオメトリを囲む最小の長方形のこと

MBRはMinimum Bounding Rectangleの略

20

a

b

c

da b c d

ジオメトリへのポインタ

R

S

R S

root

R-tree

root


空間索引を用いた検索例

• 点a-gのうち、埼玉県内にある点を検索する• 一次フィルタ

• 空間索引を使ってMBRを基に、候補を点bと点cに絞り込む

• 二次フィルタ

• 県の形の凹凸も考慮した厳密なマッチングを行う

• 点cが結果として返る

21

MBR

ab

c

d

f

e

g


空間演算子

• クエリのwhere句内で用いる関数で、対象の表に、空間索引が必要

• SDO_NN

• ある地点から最も近いジオメトリを検索(最近傍探索)

• ex) 外苑前から最も近い蕎麦屋

• SDO_WITHIN_DISTANCE

• ある地点から指定した距離内にあるジオメトリを検索

• ex) ハチ公から500メートル以内にいる人

• SDO_RELATE

• 指定した位置関係に合致するジオメトリを検索

• ex) 国道246号線を横切る河川、港区内を走行中のタクシー

• 空間演算子以外の条件句(時刻、ID、文字列)も1文で記述可能• パーティションプルーニングによる検索の高速化

22


データ加工、管理用パッケージ

• 空間集計ファンクション• SDO_AGGR_UNION

• 指定したジオメトリの和集合(OR)を取る

• パッケージ• SDO_GEOM.VALIDATE_LAYER_WITH_CONTEXT

• 空間データを検証し、無効なデータを返す。大量ロード後などに使用

• SDO_GEOM.SDO_LENGTH

• 線の長さを返す

• SDO_UTIL.FROM_KMLGEOMETRY

• KMLをSDO_GEOMETRYへ変換

• その他多数...

23


Oracle Database 他機能の活用

• Databaseの他機能とOracle Spatialはもちろん併用可能

• Real Application Clusters、Partitioning、パラレル実行、Automatic

Storage Management...

• エンジニアはOracle Databaseに関する知識をそのまま流用可能

• Oracle Master取得者数20万人(2009/07時点)

• 新たに習得すべきは地図や位置情報に関わる若干の知識のみ

24

Oracle Databaseトランザクション管理

セキュリティ、権限管理

領域管理

チューニング

パーティション

トランスポータブル表領域

バックアップ / リカバリ

Enterprise Managerによる監視

Oracle Spatial空間データ型空間関数空間索引座標系変換

地図データだけでなく、契約者住所座標も同じDBへ格納する場合セキュリティは特に重要


Oracle Spatial利用のメリット -開発から

• 空間索引 + Oracle Database機能を併用した高パフォーマンスアーキテクチャ

• 定義済みの空間演算子、豊富なパッケージの活用で工数削減

• 通常の検索と空間検索を1つのSQLで記述可能

• Oracle Databaseのスキルセットをそのまま流用可能• Spatial用のプロセスが上がるわけではなく、内部的にはOracle

Databaseの仕組みを組み合わせて実装されている

25


Oracle Spatial利用のメリット -用途から

• 標準化団体へのコミットメント

• オラクルは、空間およびロケーション・サービス分野における最新のオープン標準の構築、推進、実施、およびサポートを一貫して支援

• Open Geospatial Consortium（OGC）の主要メンバーで、積極的に技術委員会に参加

• 先進のSpatial機能をいち早くサポート• ラスターデータ(画像データ)のサポート

• 画像の圧縮も可能

• 3Dデータモデル

• 多数のGISベンダーがOracle Spatialをサポート• Autodesk, ESRI, Geoconcept, Intergraph, インフォマティクス…

• エンタープライズ向け空間DBにおいてシェア8割

26


• Spatial対応製品ベンダー

Oracle Spatial パートナー

27

/

http://www.bentley.com/en-US/

http://www.opengeospatial.org/sp_links.php


日本国内のOracle Spatialパートナー

• http://www.oracle.com/technology/global/jp/products/spatial/index.html

ベンダー名製品名

AutodeskAutodesk MapGuide

Autodesk Map Series

Autodesk OnSite

Bentley SystemsMicroStation GeoGraphics

Bentley PowerMap

ESRIジャパン ArcGIS / ArcView / ArcSDE / ArcIMS

株式会社ジオプラン Geoconcept

IntergraphジャパンGeoMedia / GeoMedia WebMap

GeoMedia Professional / IntelliWhere

株式会社インフォマティクス空間情報システムSIS

MapInfo ジャパンMapXtreme / MapMarker

MapX / MapInfo Professional

GEスモールワールド株式会社 Smallworld

日立ソリューションズ GeoMation

28


まとめ

• 位置情報システム基盤は、Oracle Spatial + Oracle Databaseで！

• 短期開発を実現• 豊富なパッケージ、空間演算子を提供

• これらの実装に必要だった、位置情報に関する高度な知識は不要

• ユーザー / データ増への柔軟な対応を実現• 空間索引による高速な空間検索

• データが急に増えても性能劣化なし

• Oracle Databaseの機能を併用可能

• チューニングアプローチはOracle Databaseと同様

• RAC、パーティション、ASM、パラレルクエリ...

29

これからの位置情報基盤に求められること

短期開発 (しかもなるべく簡単に…)

ユーザー / データ増への柔軟な対応


伊Cotral

• イタリアのラーツィオ州内の都市近郊公共交通を業務とする株式会社• 所有バス1600台

• 1日20時間、のべ9000往復

• 376の自治体をカバー

• 1年当たりの乗客1億400万人、走行距離8100万km

• サービス管理基盤をOracle製品で構築• 空間データとしてバスルート、バス停、バス時刻表、営業所情報を格納

• 携帯電話網を使用しバスの位置情報を逐次センターサーバーへ送信

• 走行監視

• 運行状況、乗客の行き先などを監視

• サービス計画

• 時刻表の改変、季節やイベントによる運行ルート変更など


伊Octo Telematics / 米OnStar

• 車載テレマティクスのセンターサーバーでOracle Spatial

を使用し、位置情報の格納および問合せを実現• 車載テレマティクスとは

• カーナビ + 移動体通信システムにより、地図更新、渋滞回避ルートの

案内、オペレーターによる目的地設定、ニュースなどの情報配信に加え、エアバッグと連動した緊急通報、盗難車の追跡などリアルタイムなサービスを提供

• スクラッチ開発だった従来のサービス基盤をOracle

Spatialで刷新• 新サービスのリードタイムを短期化

• システム管理コストの削減


Oracle Spatial 関連URL

• マニュアル• 11gR2

• http://download.oracle.com/docs/cd/E16338_01/nav/portal_3.htm

• 上記内、「Spatial Developer„s Guide(英語)」

• 11gR1

• http://otndnld.oracle.co.jp/document/products/oracle11g/111/doc

_dvd/nav/portal_3.htm

• 上記内、「Spatial開発者ガイド」

• 製品情報• http://www.oracle.com/technetwork/jp/database/options/spatia

l/index.html

32

http://otndnld.oracle.co.jp/document/products/oracle11g/111/doc_dvd/nav/portal_3.htm

Copyright© 2011, Oracle. All rights reserved. 33

OTN×ダイセミでスキルアップ!!

※OTN掲示版は、基本的にOracleユーザー有志からの回答となるため100%回答があるとは限りません。ただ、過去の履歴を見ると、質問の大多数に関してなんらかの回答が書き込まれております。

Oracle Technology Network(OTN)を御活用下さい。

・一般的な技術問題解決方法などを知りたい！・セミナ資料など技術コンテンツがほしい！

一般的技術問題解決にはOTN掲示版の

「データベース一般」をご活用ください

http://forums.oracle.com/forums/main.jspa?categoryID=484

過去のセミナ資料、動画コンテンツはOTNの

「OTNセミナーオンデマンドコンテンツ」へ

http://www.oracle.com/technetwork/jp/testcontent/index-086873-ja.html

※ダイセミ事務局にダイセミ資料を請求頂いても、お受けできない可能性がございますので予めご了承ください。ダイセミ資料はOTNコンテンツオンデマンドか、セミナ実施時間内にダウンロード頂くようお願い致します。


OTNセミナーオンデマンドコンテンツダイセミで実施された技術コンテンツを動画で配信中!!

ダイセミのライブ感はそのままに、お好きな時間で受講頂けます。

※掲載のコンテンツ内容は予告なく変更になる可能性があります。期間限定での配信コンテンツも含まれております。お早めにダウンロード頂くことをお勧めいたします。

OTN オンデマンド

最新情報つぶやき中

oracletechnetjp

・人気コンテンツは？

・お勧め情報

・公開予告など


Oracle エンジニアのための技術情報サイト

オラクルエンジニア通信http://blogs.oracle.com/oracle4engineer/

• 技術資料

• ダイセミの過去資料や製品ホワイトペーパー、スキルアップ資料などを多様な方法で検索できます

• キーワード検索、レベル別、カテゴリ別、製品・機能別

• コラム

• オラクル製品に関する技術コラムを毎週お届けします

• 決してニッチではなく、誰もが明日から使える技術の「あ、そうだったんだ！」をお届けします

こんな資料が人気です

6か月ぶりに資料ダウンロードランキングの首位が交代！新王者はOracle Database構築資料でした。

データベースの性能管理手法について、Statspack派もEnterprise Manager派も目からウロコの技術特集公開中

オラクルエンジニア通信

最新情報つぶやき中

oracletechnetjp

http://blogs.oracle.com/oracle4engineer/


■パフォーマンス診断サービス

•Webシステムボトルネック診断サービス

•データベースパフォーマンス診断サービス

オラクル社のエンジニアが直接ご支援しますお気軽にご活用ください!

オラクル無償支援検索

NEW

■システム構成診断サービス

•Oracle Database構成相談サービス

•サーバー統合支援サービス

•仮想化アセスメントサービス

•メインフレーム資産活用相談サービス

•BI EEアセスメントサービス

•簡易業務診断サービス

■バージョンアップ支援サービス

•Oracle Databaseバージョンアップ支援サービス

•Weblogic Serverバージョンアップ支援サービス

•Oracle Developer/2000(Froms/Reports)

Webアップグレード相談サービス

■移行支援サービス

•SQL Serverからの移行支援サービス

•DB2からの移行支援サービス

•Sybaseからの移行支援サービス

•MySQLからの移行支援サービス

•Postgre SQLからの移行支援サービス

•Accessからの移行支援サービス

•Oracle Application ServerからWeblogicへ移行支援サービス

ITプロジェクト全般に渡る無償支援サービス

Oracle Direct Conciergeサービス

NEW

NEW


インストールすることなく、すぐに体験いただけます

製品無償評価サービス

http://www.oracle.com/jp/direct/services/didemo-195748-ja.html

Web問い合わせフォーム「ダイデモ」をキーワードに検索することで申し込みホームページにアクセスできます

提供シナリオ一例

・データベースチューニング

・アプリケーション性能・負荷検証

・無停止アップグレード

・Webシステム障害解析

1日5組限定！

※サービスご提供には事前予約が必要です

サービスご提供までの流れ

1. お問合せフォームより「製品評価サービス希望」と必要事項を明記し送信下さい

2. 弊社より接続方法手順書およびハンズオン手順書を送付致します

3. 当日は、弊社サーバー環境でインターネット越しに製品を体感頂けます







http://www.oracle.com/jp/direct/inquiry-form-182185-ja.html

Oracle Direct 検索

あなたにいちばん近いオラクル

Oracle Directまずはお問合せください

Web問い合わせフォームフリーダイヤル

専用お問い合わせフォームにてご相談内容を承ります。

※こちらから詳細確認のお電話を差し上げる場合がありますので、ご登録されている連絡先が最新のものになっているか、ご確認下さい。

0120－155－096

※月曜~金曜 9:00~12:00、13:00~18:00

（祝日および年末年始除く）

システムの検討・構築から運用まで、ITプロジェクト全般の相談窓口としてご支援いたします。

システム構成やライセンス/購入方法などお気軽にお問い合わせ下さい。



40

Documents

Oracle Direct SeminarInsert Picture Here> Oracle Direct Seminar 位置ゲー基盤からGISまで!Oracle Spatial入門 日本オラクル株式会社データベースソリューション本部

Oracle Direct SeminarInsert Picture Here> Oracle Direct Seminar 位置ゲー基盤からGISまで!Oracle Spatial入門日本オラクル株式会社データベースソリューション本部