奥沢は目黒区だと勘違いしていた話 (C# + 国土地理院の地図データ)
つい最近(と言っても数年前)まで東急目黒線の奥沢駅は目黒区か大田区だと思っていたのですが、ひょんなきっかけで世田谷区だと知りました。
まぁ勝手に思い込んでいただけだったので多少驚いて素直に納得したのですが、むしろ何十年もそのことに気づかなかったという方が不思議というか驚きだったわけです。
で、何でそんな勘違いをしていたかという小ネタをやるために国土地理院の地図データをちょっとだけ触ってみようかと思います。
国土地理院が全国の地図データを公開していて、利用規約や制限などはありますが割と詳細な地図データが無料で手に入ります。
fgd.gsi.go.jp
ダウンロード ⇒ 基盤地図情報 基本項目 ⇒ ファイル選択へ
と進んで行き、今回必要なメッシュ 533935 のみダウンロードします。
ダウンロードした FG-GML-533935-ALL-20221001.zip を展開すると
FG-GML-533935-AdmArea-20221001-0001.xml FG-GML-533935-AdmBdry-20221001-0001.xml FG-GML-533935-AdmPt-20221001-0001.xml FG-GML-533935-BldA-20221001-0001.xml FG-GML-533935-BldA-20221001-0002.xml FG-GML-533935-BldA-20221001-0003.xml FG-GML-533935-BldA-20221001-0004.xml FG-GML-533935-BldL-20221001-0001.xml FG-GML-533935-Cntr-20221001-0001.xml FG-GML-533935-CommBdry-20221001-0001.xml FG-GML-533935-CommPt-20221001-0001.xml FG-GML-533935-Cstline-20221001-0001.xml FG-GML-533935-ElevPt-20221001-0001.xml FG-GML-533935-GCP-20221001-0001.xml FG-GML-533935-RailCL-20221001-0001.xml FG-GML-533935-RdCompt-20221001-0001.xml FG-GML-533935-RdEdg-20221001-0001.xml FG-GML-533935-SBAPt-20221001-0001.xml FG-GML-533935-SBBdry-20221001-0001.xml FG-GML-533935-WA-20221001-0001.xml FG-GML-533935-WL-20221001-0001.xml FG-GML-533935-WStrA-20221001-0001.xml FG-GML-533935-WStrL-20221001-0001.xml fmdid22-1001.xml
ファイル命名規則：https://www.gsi.go.jp/common/000093391.pdf
といろいろ入っていますが、ダウンロードページにある FGDV というビューアで確認した上で今回必要なファイルを抜き出すと...
| ファイル | 内容 |
|---|---|
| FG-GML-533935-AdmArea-20221001-0001.xml | 行政区画 |
| FG-GML-533935-BldL-20221001-0001.xml | 建築物の外周線 |
| FG-GML-533935-RailCL-20221001-0001.xml | (鉄道の)軌道の中心線 |
| FG-GML-533935-RdEdg-20221001-0001.xml | 道路 |
...となるので、これらのファイルだけ見ていきます。
先ずそこそこファイルがでかいので私のショボいPCで読み込めるのか確認します。
public void Test01() { LoadXMLTest(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-AdmArea-20221001-0001.xml"); LoadXMLTest(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-BldL-20221001-0001.xml"); LoadXMLTest(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RailCL-20221001-0001.xml"); LoadXMLTest(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RdEdg-20221001-0001.xml"); } private List<XMLNode> LoadedXMLs = new List<XMLNode>(); private void LoadXMLTest(string file) { Console.WriteLine("Load " + file); DateTime stTm = DateTime.Now; LoadedXMLs.Add(XMLNode.LoadFromFile(file)); DateTime edTm = DateTime.Now; Console.WriteLine("OK " + (edTm - stTm).TotalSeconds.ToString("F3") + "s"); }
Output
Load C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-AdmArea-20221001-0001.xml OK 0.016s Load C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-BldL-20221001-0001.xml OK 9.249s Load C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RailCL-20221001-0001.xml OK 0.094s Load C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RdEdg-20221001-0001.xml OK 2.085s
読めました。
建築物の外周線はでかいだけあって重い。PCがショボいってのもあるけど・・・。
続いてフォーマットの確認。
昔この辺のファイルを触った記憶があるのだけど、もう詳細は忘れました。
どこかに書式に関する説明があるだろうしそれを読むべきだろうけど、ぱっと見それほど複雑ではなさそうなので強引にデータを読み解くことにします。
public void Test02() { PrintXMLPaths(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-AdmArea-20221001-0001.xml"); PrintXMLPaths(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-BldL-20221001-0001.xml"); PrintXMLPaths(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RailCL-20221001-0001.xml"); PrintXMLPaths(@"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RdEdg-20221001-0001.xml"); } private void PrintXMLPaths(string file) { HashSet<string> xmlPaths = new HashSet<string>(); XMLNode root = XMLNode.LoadFromFile(file); root.Search((xmlPath, node) => xmlPaths.Add(xmlPath)); Console.WriteLine(file); Console.WriteLine(); List<string> lines = new List<string>(); lines.Add("XMLパス*最小の個数*最大の個数"); lines.Add("----"); foreach (string xmlPath in xmlPaths.OrderBy(SCommon.Comp)) lines.Add(xmlPath + "*" + GetNodeCount(root, xmlPath, int.MaxValue, Math.Min) + "*" + GetNodeCount(root, xmlPath, int.MinValue, Math.Max)); Common.ToConsoleTable(lines); foreach (string line in lines) Console.WriteLine(line); Console.WriteLine(); } private int GetNodeCount(XMLNode root, string xmlPath, int count, Func<int, int, int> chooser) { int p = xmlPath.LastIndexOf('/'); if (p == -1) // ? ルートTag return 1; string parentXmlPath = xmlPath.Substring(0, p); string name = xmlPath.Substring(p + 1); root.Search((xp, node) => { if (xp == parentXmlPath) count = chooser(count, node.Children.Where(n => n.Name == name).Count()); return true; }); return count; }
Output
C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-AdmArea-20221001-0001.xml XMLパス 最小の個数 最大の個数 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Dataset 1 1 Dataset/AdmArea 14 14 Dataset/AdmArea/admCode 1 1 Dataset/AdmArea/area 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/id 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring/curveMember 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring/curveMember/Curve 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring/curveMember/Curve/id 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring/curveMember/Curve/segments 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring/curveMember/Curve/segments/LineStringSegment 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring/curveMember/Curve/segments/LineStringSegment/posList 1 1 Dataset/AdmArea/area/Surface/srsName 1 1 Dataset/AdmArea/devDate 1 1 Dataset/AdmArea/devDate/id 1 1 Dataset/AdmArea/devDate/timePosition 1 1 Dataset/AdmArea/fid 1 1 Dataset/AdmArea/id 1 1 Dataset/AdmArea/lfSpanFr 1 1 Dataset/AdmArea/lfSpanFr/id 1 1 Dataset/AdmArea/lfSpanFr/timePosition 1 1 Dataset/AdmArea/name 1 1 Dataset/AdmArea/orgGILvl 1 1 Dataset/AdmArea/type 1 1 Dataset/AdmArea/vis 1 1 Dataset/description 1 1 Dataset/gml 1 1 Dataset/id 1 1 Dataset/name 1 1 Dataset/schemaLocation 1 1 Dataset/xlink 1 1 Dataset/xmlns 1 1 Dataset/xsi 1 1 C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-BldL-20221001-0001.xml XMLパス 最小の個数 最大の個数 --------------------------------------------------------------------------------- Dataset 1 1 Dataset/BldL 384932 384932 Dataset/BldL/devDate 1 1 Dataset/BldL/devDate/id 1 1 Dataset/BldL/devDate/timePosition 1 1 Dataset/BldL/fid 1 1 Dataset/BldL/id 1 1 Dataset/BldL/lfSpanFr 1 1 Dataset/BldL/lfSpanFr/id 1 1 Dataset/BldL/lfSpanFr/timePosition 1 1 Dataset/BldL/loc 1 1 Dataset/BldL/loc/Curve 1 1 Dataset/BldL/loc/Curve/id 1 1 Dataset/BldL/loc/Curve/segments 1 1 Dataset/BldL/loc/Curve/segments/LineStringSegment 1 1 Dataset/BldL/loc/Curve/segments/LineStringSegment/posList 1 1 Dataset/BldL/loc/Curve/srsName 1 1 Dataset/BldL/orgGILvl 1 1 Dataset/BldL/type 1 1 Dataset/description 1 1 Dataset/gml 1 1 Dataset/id 1 1 Dataset/name 1 1 Dataset/schemaLocation 1 1 Dataset/xlink 1 1 Dataset/xmlns 1 1 Dataset/xsi 1 1 C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RailCL-20221001-0001.xml XMLパス 最小の個数 最大の個数 ----------------------------------------------------------------------------------- Dataset 1 1 Dataset/RailCL 3910 3910 Dataset/RailCL/devDate 1 1 Dataset/RailCL/devDate/id 1 1 Dataset/RailCL/devDate/timePosition 1 1 Dataset/RailCL/fid 1 1 Dataset/RailCL/id 1 1 Dataset/RailCL/lfSpanFr 1 1 Dataset/RailCL/lfSpanFr/id 1 1 Dataset/RailCL/lfSpanFr/timePosition 1 1 Dataset/RailCL/loc 1 1 Dataset/RailCL/loc/Curve 1 1 Dataset/RailCL/loc/Curve/id 1 1 Dataset/RailCL/loc/Curve/segments 1 1 Dataset/RailCL/loc/Curve/segments/LineStringSegment 1 1 Dataset/RailCL/loc/Curve/segments/LineStringSegment/posList 1 1 Dataset/RailCL/loc/Curve/srsName 1 1 Dataset/RailCL/orgGILvl 1 1 Dataset/RailCL/type 1 1 Dataset/RailCL/vis 1 1 Dataset/description 1 1 Dataset/gml 1 1 Dataset/id 1 1 Dataset/name 1 1 Dataset/schemaLocation 1 1 Dataset/xlink 1 1 Dataset/xmlns 1 1 Dataset/xsi 1 1 C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RdEdg-20221001-0001.xml XMLパス 最小の個数 最大の個数 ---------------------------------------------------------------------------------- Dataset 1 1 Dataset/RdEdg 46633 46633 Dataset/RdEdg/admOffice 1 1 Dataset/RdEdg/devDate 1 1 Dataset/RdEdg/devDate/id 1 1 Dataset/RdEdg/devDate/timePosition 1 1 Dataset/RdEdg/fid 1 1 Dataset/RdEdg/id 1 1 Dataset/RdEdg/lfSpanFr 1 1 Dataset/RdEdg/lfSpanFr/id 1 1 Dataset/RdEdg/lfSpanFr/timePosition 1 1 Dataset/RdEdg/loc 1 1 Dataset/RdEdg/loc/Curve 1 1 Dataset/RdEdg/loc/Curve/id 1 1 Dataset/RdEdg/loc/Curve/segments 1 1 Dataset/RdEdg/loc/Curve/segments/LineStringSegment 1 1 Dataset/RdEdg/loc/Curve/segments/LineStringSegment/posList 1 1 Dataset/RdEdg/loc/Curve/srsName 1 1 Dataset/RdEdg/orgGILvl 1 1 Dataset/RdEdg/type 1 1 Dataset/RdEdg/vis 1 1 Dataset/description 1 1 Dataset/gml 1 1 Dataset/id 1 1 Dataset/name 1 1 Dataset/schemaLocation 1 1 Dataset/xlink 1 1 Dataset/xmlns 1 1 Dataset/xsi 1 1
ぱっと見の予想どおりシンプルな構造でした。
posList というタグにポリゴン (緯度・軽度の組み合わせのリスト) が入っているようなので、とりあえず抽出してみます。
行政区画には行政区名 (/Dataset/AdmArea/name) が入っているけど、建物名・路線名は入っていない模様。
なので線だけで何とかしてみます。
public void Test03() { ExportPosList( @"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-AdmArea-20221001-0001.xml", @"C:\temp\Area.txt", "Dataset/AdmArea/area/Surface/patches/PolygonPatch/exterior/Ring/curveMember/Curve/segments/LineStringSegment/posList" ); ExportPosList( @"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-BldL-20221001-0001.xml", @"C:\temp\Building.txt", "Dataset/BldL/loc/Curve/segments/LineStringSegment/posList" ); ExportPosList( @"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RailCL-20221001-0001.xml", @"C:\temp\Rail.txt", "Dataset/RailCL/loc/Curve/segments/LineStringSegment/posList" ); ExportPosList( @"C:\temp\FG-GML-533935-ALL-20221001\FG-GML-533935-RdEdg-20221001-0001.xml", @"C:\temp\Road.txt", "Dataset/RdEdg/loc/Curve/segments/LineStringSegment/posList" ); } private void ExportPosList(string mapFile, string polyFile, string polyXmlPath) { XMLNode root = XMLNode.LoadFromFile(mapFile); using (StreamWriter writer = new StreamWriter(polyFile, false, Encoding.ASCII)) { root.Search((xmlPath, node) => { if (xmlPath == polyXmlPath) { writer.WriteLine(node.Value); writer.WriteLine(); // 空行 -- データの区切りとして } return true; }); } }
C:\temp\Area.txt , C:\temp\Building.txt , C:\temp\Rail.txt , C:\temp\Road.txt が作成されます。
中身は↓こんな感じです。
Building.txt
35.584445222 139.628468000 35.584447750 139.628575778 35.584368250 139.628578528 35.584365722 139.628470833 35.584445222 139.628468000 35.588461500 139.628454222 35.588464944 139.628520750 35.588304417 139.628533194 35.588301444 139.628475944 35.588307222 139.628475472 35.588306750 139.628466222 35.588461500 139.628454222 35.585365083 139.628463556 35.585365944 139.628491694 35.585374139 139.628491222 35.585375750 139.628545833 35.585312750 139.628548528 35.585310278 139.628466000 35.585365083 139.628463556 ...
続いてこのデータの表示(画像ファイルへの変換)を試みます。
表示範囲としては以下の駅が入っていればよい想定です。(緯度経度は Wikipedia から)
| 場所 | 緯度 | 経度 |
|---|---|---|
| 九品仏駅 | 35.605417 | 139.661000 |
| 自由が丘駅 | 35.607500 | 139.668889 |
| 緑ヶ丘駅 | 35.606389 | 139.679361 |
| 大岡山駅 | 35.607500 | 139.685639 |
| 田園調布駅 | 35.596889 | 139.667306 |
| 奥沢駅 | 35.603833 | 139.672306 |
緯度経度を距離に変換することを考えます。
地球は楕円体なのですが、Wikipedia によると
赤道面での直径 12756.274 km (半径 6378.137 km)
極半径 6356.752 km
と、ほとんど変わらないので平均をとって半径 6367.4445 km の球として考えます。
表示範囲はだいたい北緯 35.6 度付近なので、経度については北緯 35.6 度における東西方向一周の長さから換算します。
double ER = 6367444.5; // 地球の半径(meter) double LAT = 35.6; // 基準とする北緯(degree) double latToMeter = ER * Math.PI / 180.0; double lonToMeter = ER * Math.Cos(LAT * Math.PI / 180.0) * Math.PI / 180.0; Console.WriteLine("緯度の 1 度を " + latToMeter.ToString("F9") + " メートルとする。"); Console.WriteLine("経度の 1 度を " + lonToMeter.ToString("F9") + " メートルとする。");
Output
緯度の 1 度を 111132.871463004 メートルとする。 経度の 1 度を 90362.222363910 メートルとする。
以上を踏まえて画像への変換を行います。
public void Test05() { // 表示範囲(緯度経度) double NORTH_LAT = 35.607500; // 自由が丘駅 double SOUTH_LAT = 35.596889; // 田園調布駅 double WEST_LON = 139.661000; // 九品仏駅 double EAST_LON = 139.685639; // 大岡山駅 // 表示範囲のマージン(meter) double MARGIN = 300.0; // 出力画像の幅(pixel) int IMAGE_WIDTH = 1600; OutputImage(NORTH_LAT, SOUTH_LAT, WEST_LON, EAST_LON, MARGIN, IMAGE_WIDTH); } private void OutputImage(double nLat, double sLat, double wLon, double eLon, double margin, int imageWidth) { double LAT_TO_METER = 111132.871463004; double LON_TO_METER = 90362.222363910; // マージン適用 { nLat += margin / LAT_TO_METER; sLat -= margin / LAT_TO_METER; wLon -= margin / LON_TO_METER; eLon += margin / LON_TO_METER; } double xLon = eLon - wLon; double yLat = nLat - sLat; double xMeter = xLon * LON_TO_METER; double yMeter = yLat * LAT_TO_METER; double meterToPixel = imageWidth / xMeter; double latToPixel = LAT_TO_METER * meterToPixel; double lonToPixel = LON_TO_METER * meterToPixel; int w = imageWidth; int h = SCommon.ToInt(yMeter * meterToPixel); Bitmap image = new Bitmap(w, h); using (Graphics g = Graphics.FromImage(image)) { g.FillRectangle(new SolidBrush(Color.White), 0, 0, w, h); Action<string, Pen> drawPolyFromFile = (polyFile, pen) => { string[] polyLines = File.ReadAllLines(polyFile, Encoding.ASCII); int polyLineIndex = 0; while (polyLineIndex < polyLines.Length) { List<double[]> poly = new List<double[]>(); while (polyLines[polyLineIndex] != "") poly.Add(polyLines[polyLineIndex++].Split(' ').Select(v => double.Parse(v)).ToArray()); polyLineIndex++; foreach (double[] p in poly) { p[0] = (nLat - p[0]) * latToPixel; // Lat to pixel p[1] = (p[1] - wLon) * lonToPixel; // Lon to pixel } for (int polyIndex = 0; polyIndex + 1 < poly.Count; polyIndex++) { double[] p = poly[polyIndex + 0]; double[] q = poly[polyIndex + 1]; if ( (0.0 <= p[0] && p[0] < h) || (0.0 <= p[1] && p[1] < w) || (0.0 <= q[0] && q[0] < h) || (0.0 <= q[1] && q[1] < w) ) { g.DrawLine(pen, (float)p[1], (float)p[0], (float)q[1], (float)q[0]); } } } }; drawPolyFromFile( @"C:\temp\Building.txt", new Pen(new SolidBrush(Color.FromArgb(128, 255, 128)), 1.0F) ); drawPolyFromFile( @"C:\temp\Road.txt", new Pen(new SolidBrush(Color.FromArgb(128, 128, 128)), 1.0F) ); drawPolyFromFile( @"C:\temp\Rail.txt", new Pen(new SolidBrush(Color.FromArgb(0, 0, 0)), 1.0F) ); drawPolyFromFile( @"C:\temp\Area.txt", new Pen(new SolidBrush(Color.FromArgb(64, 255, 0, 0)), 5.0F) ); } image.Save(SCommon.NextOutputPath() + ".png"); }
Output
で、何がやりたいかと云うと...
昔は Google map なんて便利なものがなく地図を眺める趣味もなかったので、古い人間の私は駅の住所から周辺の住所や行政区域をなんとなく把握していました。
東横線と大井町線はよく使っていたので各駅がどの区にあるか把握していたのですが、目黒線(昔は目蒲線)は滅多に使わなかったので駅名すら曖昧な状態。
つまり奥沢はよくしらないけど、その周辺の駅はよくしっているという状態だったわけです。
...のように駅があって、それぞれのどの区にあるかというと...
...こうしてみると奥沢って目黒区か大田区かなと思っちゃうじゃないですか！！！
というだけの話。
念のため、奥沢は世田谷区です。
区境を入れるとこんな感じ。
ここで使ってる src とか
https://github.com/soleil-taruto/StoreH/tree/main/Hatena/a20230108/Hatena20230108/Claes20200001/Claes20200001
