チュートリアル7 WebApp Layer ベクトルタイル

バックエンドにDBMSなどの動的な機構を持たせず、比較的大きなサイズのベクトルデータ（ここではポイントジオメトリデータを扱います）をタイル分割しWebMap/GISとして快適に利用できるコンテンツにします。このようなデザインはGISの世界ではベクトルタイルと呼ばれますが、より一般にはJamstackと呼ばれるパターンの一種でしょう。

実際の動作は、こちらをクリック。
使用ファイルのZIPアーカイブファイル

Note

なお、他のフレームワークでは実現できないような、ふつうはDBMSを接続するなどしないと実装できないような、より大規模なデータセットをさらに効率的に配信するタイリングもSVGMap.jsでは実装できます。たとえばSVGMapToolsを使うと簡単に実現できます。SVGMapは、Jamstack パターンをより広く適用できる特性を備えているといえるでしょう。

タイル分割されたCSVデータの形式

緯度経度とも、１度×１度ごとにタイル分割。
- tile_[経度]_[緯度].csv

データの例(tile_125_24.csv)

X,Y,P27_001,P27_002,P27_003,P27_004,P27_005,P27_006,P27_007,P27_008,P27_009
125.317688,24.796933,47214,3,03002,03002,宮古島市総合博物館,平良字東仲宗根添1166-287,3,-99,1989
125.282787,24.806925,47214,3,03003,03003,宮古島市立平良図書館北分館,平良字東仲宗根42,3,-99,9999
125.393222,24.753839,47214,3,03003,03003,宮古島市立城辺図書館,城辺字福里377-1,3,-99,9999
125.281532,24.805915,47214,3,03003,03003,宮古島市立平良図書館,平良字西里187,3,-99,9999
125.213555,24.8377,47214,3,99999,03109,佐良浜スポーツセンター,伊良部字池間添248-1,3,3,9999
125.195077,24.83307,47214,3,99999,03104,伊良部運動公園,伊良部字前里添945,4,3,9999
125.325478,24.740085,47214,3,99999,03109,上野体育館,上野字宮国1746-2,4,3,9999
125.387054,24.756012,47214,3,99999,03129,城辺トレーニングセンター,城辺字福里579,4,3,9999
125.299712,24.803737,47214,3,99999,03109,宮古島市総合体育館,平良字東仲宗根676-1,4,3,9999
125.328061,24.758818,47214,3,99999,03104,大嶽城跡公園多目的広場,上野字野原1190-134,4,3,9999
125.405059,24.764564,47214,3,99999,03104,城辺運動公園多目的広場,城辺字福里245-1,4,3,9999
125.407091,24.764468,47214,3,99999,03102,城辺運動公園多目的広場,城辺字福里245-1,4,3,9999
125.404346,24.76409,47214,3,99999,03115,城辺運動公園多目的広場,城辺字福里245-1,4,3,9999
125.281412,24.729776,47214,3,99999,03102,下地公園（多目的広場）,下地字与那覇1590,4,3,9999
125.280271,24.730391,47214,3,99999,03104,下地公園（多目的広場）,下地字与那覇1590,4,3,9999
125.263557,24.735081,47214,3,99999,03104,ふれあいの前浜広場,下地与那覇1199-1,4,3,9999
125.299657,24.801104,47214,3,99999,03101,宮古島市陸上競技場,平良字東仲宗根935-1,3,3,9999
125.301632,24.805759,47214,3,99999,03102,宮古島市市民球場,平良字西仲宗根1574-1,3,3,9999
125.301437,24.804417,47214,3,99999,03104,前福多目的屋内運動場,平良字西仲宗根1574-7,3,3,9999
125.302217,24.804102,47214,3,99999,03102,多目的前福運動場,平良字西仲宗根,3,3,9999
125.302178,24.803613,47214,3,99999,03104,多目的前福運動場,平良字西仲宗根,3,3,9999
125.389757,24.75579,47214,3,99999,03101,城辺陸上競技場,城辺字福里616,3,3,9999
125.283694,24.729841,47214,3,99999,03101,下地陸上競技場,下地字与那覇1590,3,3,9999
125.282256,24.729096,47214,3,99999,03109,下地体育館,下地字与那覇1590,3,3,9999
125.326167,24.740636,47214,3,99999,03101,上野陸上競技場,上野字宮国1746-2,3,3,9999
125.162675,24.835657,47214,3,99999,03109,伊良部勤労者体育センター,伊良部字長浜1542-5,3,3,9999
125.161233,24.835137,47214,3,99999,03109,伊良部Ｂ＆Ｇ海洋センター,伊良部字長浜1822-5,3,3,9999
125.161328,24.834684,47214,3,99999,03106,伊良部Ｂ＆Ｇ海洋センター,伊良部字長浜1822-5,3,3,9999
125.262975,24.734973,47214,3,99999,03148,与那覇前浜,下地与那覇1199-1,3,3,9999
125.271057,24.802628,47214,3,99999,03148,パイナガマ,平良下里338-3,3,3,9999
125.443114,24.74628,47214,3,99999,03148,新城海岸,城辺字新城,3,3,9999
125.447629,24.741724,47214,3,99999,03148,吉野海岸,城辺保良,3,3,9999
125.432329,24.729739,47214,3,99999,03148,保良川ビーチ,城辺保良591-1,3,3,9999
125.257704,24.797368,47214,3,99999,03148,サンセットビーチ,平良久貝643-3,3,3,9999
125.156941,24.857008,47214,3,99999,03148,佐和田の浜,伊良部佐和田,3,3,9999
125.181135,24.81205,47214,3,99999,03148,渡口の浜,伊良部町伊良部,3,3,9999

元データと、分割プログラム

元データのDL先

国土数値情報文化施設の全国　をダウンロード解凍

Shapefile->CSV変換

OGR2OGRで変換
- コマンド：　ogr2ogr -lco GEOMETRY=AS_XY P27-13.csv P27-13.shp
  - オプションの参考情報

Notes

OGR2OGR：
- ogr2ogrはGDALと呼ばれるよく知られたOSSのGISツール集に同梱されているベクトルデータの変換ツール。
- Windows版はこちらに紹介されているようにgisinternals.comでコンパイル済みのバイナリが配布されています。
  - インストール/Windows
    - Stable Releases　⇒　MSVC 2017 x64 (他コンパイル環境も可)　⇒　Generic installer for the GDAL core components (gdal-*-core.msi)
  - ogr2ogrの実行方法/Windows
    - Windowsメニュー　⇒　すべてのアプリ　⇒　GDAL　⇒　GDAL * Command Prompt
      で起動したコマンドプロンプト上で動かす

CSVのヘッダ行：
- 国土数値情報のヘッダ行は機械的に割り振られた番号(P27_001など)になっている。国土数値情報の属性情報の説明を見て、タイル分割前にCSVのヘッダ行を地物名に書き換えるとわかりやすくなります。

CSVのタイル分割

simpleTiling.pyを用意したのでこれを使います
作業ディレクトリにtilesディレクトリを作成
コマンド：　python simpleTiling.py P27-13.csv 0 1
- 参考 : Windows版Pythonのインストール

tiling1.html

チュートリアル6のhtmlと特に違いはありません。

<!DOCTYPE html>
<html>
<title>SVGMapLevel0.1-Rev14-Draft Tutorial2 Coastline & Air Port</title>
<!-- viewport 知表示領域を画面全体とする定義 -->
<meta name="viewport" content="width=device-width,user-scalable=no,initial-scale=1.0,maximum-scale=1.0" />
<meta charset="UTF-8">
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">

<!-- SVGMapのコアAPIの読み込み -->
<script type="module">
  import { svgMap } from 'https://cdn.jsdelivr.net/gh/svgmap/svgmapjs@latest/SVGMapLv0.1_r18module.js';
  window.svgMap=svgMap
</script>

<!-- レイヤーリストUIのスタイルシート読み込み -->
<link href="./js/layerListStyle.css" rel="stylesheet" type="text/css">

<body bgcolor="#ffffff" style="overflow:hidden;" >
<!-- 地図SVGファイル(レイヤー)を複数含むコンテナファイル(Container.svg)の読み込み -->
 <div id="mapcanvas" data-src="Container.svg"></div>
 <div id="gui">
<!-- ズームアップボタン -->
  <img id="zoomupButton" style="left: 5px; top: 5px; position: absolute;" src="./img/zoomup.png" onclick="svgMap.zoomup()" width="20" height="20" />
<!-- ズームダウンボタン -->
  <img id="zoomdownButton" style="left: 5px; top: 25px; position: absolute;" src="./img/zoomdown.png" onclick="svgMap.zoomdown()" width="20" height="20" />
<!-- GPSボタン -->
  <img id="gpsButton" style="left: 5px; top: 45px; position: absolute;" src="./img/gps.png" onclick="svgMap.gps()" width="20" height="20" />
<!-- 画面右上に表示するタイトル -->
  <font color="blue" style="right: 5px; top: 5px; position: absolute;" >SVGMapLevel0.1 Rev14 Draft : Tutorial2 Coastline & Air Port</font>
<!-- 画面右下に表示する -->
  <font color="blue" style="right: 5px; bottom: 5px; position: absolute;" size="-2" >by SVGMap tech.</font>
<!-- 中央に表示される十字マーク -->
  <img id="centerSight" style="opacity:0.5" src="./img/Xcursor.png" width="15" height="15"/>
<!-- 画面左下に表示される十字マークの緯度・経度(タイトル) -->
  <font id="posCmt" size="-2" color="brown" style="left: 5px; bottom: 5px; position: absolute;">Lat,Lng:</font>
<!-- 画面左下に表示される十字マークの緯度・経度(実際の値の初期表示) -->
  <font id="centerPos" size="-2" color="brown" style="left: 50px; bottom: 5px; position: absolute;" >lat , lng</font>
<!-- レイヤーリストUIの表示 -->
  <div id="layerList" style="left :30px; top: 10px; width:300px;height:90%; position: absolute; "></div>
 </div>
</body>
</html>

Container.svg

チュートリアル6のhtmlと特に違いはありません。
- GeoJsonデータはベクトルタイルデータのため、class属性でclickableを指定しています。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" viewBox="122.9800817, -45.398095, 21.97626, 21.0533039" >
 <globalCoordinateSystem srsName="http://purl.org/crs/84" transform="matrix(1,0,0,-1,0,0)" />

<!-- OpenStretMap背景地図を表示状態として読み込む -->
<animation xlink:href="./dynamicOSM_r11.svg" x="-3000" y="-3000" width="6000" height="6000" title="Japan Coastline" class="basemap" visibility="visible"/>

<!-- 日本の公共施設データのPoint CSVファイルのタイルデータを表示状態として読み込む -->
<animation xlink:href="simpleTiling.svg" x="-3000" y="-3000" width="6000" height="6000" title="Cultural Facility" class="POI clickable" visibility="visible"/>
</svg>

simpleTiling.svg

defs要素でアイコンを定義しています。
データの実体はここにはありません。webAppで動的に生成されます。
id="mapTiles"のグループ内に、タイルごとにサブグループが作られ、そこにアイコン(Point)が配置されます。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<svg  xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" viewBox="-42.8202042942663, -49.9999999999999, 513.842451531196, 600" property="" data-controller="simpleTiling.html#exec=appearOnLayerLoad">
<defs>
<g id="p0">
  <circle cx="0" cy="0" r="5" fill="blue"/>
</g>
</defs>
<globalCoordinateSystem srsName="http://purl.org/crs/84" transform="matrix(100,0,0,-100,0,0)" />
<g id="mapTiles">
</g>
</svg>

simpleTiling.html, simpleTiling.js

simpleTiling.svgに紐付けられ、そのDOMをコントロールできるwebApp
表示領域に応じてタイル分割されたGeoJsonデータを動的に読み込みます。この点はチュートリアル5と類似しています。
- 縮尺に応じたピラミッド構造は持っていないので、このチュートリアルのほうが単純です。
- その代わり、小縮尺(縮小表示)では読み込むデータが大量になりすぎるので、読み込みを行わず、描画を消去し(removeAllTiles())、webAppのウィンド上に拡大を促すメッセージを出します。

addEventListener("zoomPanMap",zpmFunc): 伸縮スクロールが発生したときに、 zpmFunc()を呼び出す。
zpmFunc(): 表示領域に応じて読み込むべきタイルを選別して表示する
- svgMap.getGeoViewBox(): 地理的な表示領域を取得
- getTileList(geoViewBox):表示すべきタイルをリストアップする
- delete tiles[tileKey]表示領域から外れたタイルのグループを消去
- await loadCSV(): 既に読み込み済みのものを除き、表示すべきタイルデータ(CSV)を読み込み
- drawTiles()：読み込んだCSVデータを表示する
  - タイルを表示するためのグループを作成
  - csv2geojson: 読み込んだCSVからgeoJsonを生成する
  - svgMapGIStool.drawGeoJson(): geoJsonからSVGのDOMを生成
  - svgMap.refreshScreen() 伸縮スクロール以外のタイミングでDOMの再描画が必要な場合、再描画を明示する必要があります。
    - 参考情報

<!doctype html>
<html>
<head>
<title>Simple Tiling Tutorial</title>
<meta charset="utf-8"></meta>
</head>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/svgmap/svgmapjs@latest/svgMapLayerLib.js"></script>
<script src="simpleTiling.js"></script>
<body>
<h3>CSVタイルデータの表示</h3>
<div id="message">-</div>
</body>
</html>

addEventListener("load",init);
addEventListener("zoomPanMap",zpmFunc);

var latCol=10;
var lngCol=9;
var tilesTh=8; // 画面の中に入るタイルの枚数の閾値（縮小すると読み込むタイルが多くなりすぎ重くなるのを防ぐ）

function init(){
	zpmFunc();
}

function getTileList(geoViewBox){
	var tileNames={};
	for ( var ty = Math.floor(geoViewBox.y) ; ty<= Math.floor(geoViewBox.y+geoViewBox.height) ; ty++){
		for ( var tx = Math.floor(geoViewBox.x) ; tx <= Math.floor(geoViewBox.x+geoViewBox.width) ; tx++){
			var tile="tile_" + tx + "_" + ty;
			tileNames[tile]=true;
		}
	}
	return ( tileNames);
}

var tiles={}; // データ(CSVを配列化したもの)をタイルごとに格納する変数

async function zpmFunc(){
	var geoViewBox = svgMap.getGeoViewBox();
	var tileList=getTileList(geoViewBox);
	
	if (Object.keys(tileList).length < tilesTh ){
		for ( var tileKey in tiles ){ // 必要ないデータを消す
			if ( !tileList[tileKey]){
				delete tiles[tileKey];
			}
		}
		for ( var tileKey in tileList ){ // 不足しているデータを読み込む
			if ( !tiles[tileKey] ){
				tiles[tileKey]=await loadCSV(`tiles/${tileKey}.csv`); // テンプレートリテラル
			}
		}
		message.innerText="-";
		drawTiles(tileList);
	} else {
		message.innerText="Too many tiles, please zoom in.";
		removeAllTiles();
	}
}

function removeAllTiles(){
	tiles={};
	var groups = svgImage.getElementById("mapTiles").children;
	for ( var i = groups.length -1 ; i >= 0 ; i-- ){
		groups[i].remove(); 
	}
	svgMap.refreshScreen();
}

function drawTiles(tileList){
	// tileList:表示すべきタイルのキー(ID)の連想配列
	var tileGroup = svgImage.getElementById("mapTiles");
	var groups = tileGroup.children;
	for ( var i = groups.length -1 ; i >= 0 ; i-- ){
		var groupKey = groups[i].getAttribute("id");
		if ( !tileList[groupKey]){
			groups[i].remove(); // 表示する必要のないグループは消す
		} else {
			delete tileList[groupKey]; // すでに描画済みのタイルなのでtileListから消す
		}
	}
	// tileListは、新たに描画すべきタイルのリストとなった
	for ( var tileKey in tileList){
		var grp = svgImage.createElement("g");
		grp.setAttribute("id",tileKey);
		tileGroup.appendChild(grp);
		if ( tiles[tileKey] ){
			var geoJson = csv2geojson(tiles[tileKey], lngCol, latCol);
			svgMapGIStool.drawGeoJson(geoJson, layerID, "", 0, "", "p0", "poi", "", grp);
		}
		
	}
	svgMap.refreshScreen();
}

var schema;

async function loadCSV(url){
	var response = await fetch(url);
	if ( response.ok ){
		var txt = await response.text();
		txt=txt.split("\n");
		var csv=[];
		var schemaLine = true;
		for ( line of txt){
			line = line.trim();
			if ( schemaLine ){
				schema = line;
				svgImage.documentElement.setAttribute("property",schema);
			} else {
				if ( line !=""){
					line=line.split(",");
					csv.push(line);
				}
			}
			schemaLine = false;
		}
		return ( csv );
	} else {
		return ( null );
	}
}

function csv2geojson(csvArray, lngCol, latCol){
	var geoJson = {type: "FeatureCollection",  features: []}
	for ( var csvRecord of csvArray ){
		var lng = Number(csvRecord[lngCol]);
		var lat = Number(csvRecord[latCol]);
		var feature = { type: "Feature",
			geometry: {
				type: "Point",
				"coordinates": [lng, lat]
			},
			"properties": {
				"csvMetadata": csvRecord.toString() // この処理は非常に雑です。
			}
		}
		geoJson.features.push(feature);
	}
	return(geoJson);
}

チュートリアル7

目次