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@tosimitsu104
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PostGISに触れた備忘録

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Last updated at Posted at 2026-08-09

初めて地理空間データを扱うシステムを作ることになり、色々と調べていたところ見つけたのがPostGISでした。この記事では、PostGISの導入や使い方を備忘録として残しつつ、実際にDocker上でPostGISを動かしてみるところまで実施してみます。

PostGISとは

PostgreSQL + GISなので、PostgreSQLに地理空間データ型と空間演算を追加する拡張機能です。地理空間データとは、地球上の実際の位置とリンクするデータのこと。GISとは、Geographic Information Systemの略で、地理空間情報を管理・加工・表示・分析する仕組み・技術のことを指します。

データベース上で地理空間データを扱えるようになります。

Docker上で動かしてみる

環境

  • Apple Silicon Mac
  • macOS Tahoe 26

今回は、postgis/postgisのDocker Imageが手元の環境では利用できなかったため、postgres:17.5-bullseyeのDocker Image上にPostGIS環境を構築します。

まずは、適当なディレクトリに下記構成のファイルを準備します。

構成

.
├── Dockerfile
├── docker-compose.yml
└── initdb
    └── 01-enable-postgis.sql
Dockerfile
FROM postgres:17.5-bullseye

# PostGIS拡張を追加する
# shp2pgsql はPostGISパッケージに含まれる
# ogr2ogr はGDALパッケージ（gdal-bin）で追加する
RUN apt-get update \
    && apt-get install -y --no-install-recommends \
      ca-certificates \
      postgresql-17-postgis-3 \
      postgresql-17-postgis-3-scripts \
      gdal-bin \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
docker-compose.yml
services:
  postgis:
    # 同じディレクトリにある Dockerfile から独自イメージをビルドする
    # ベースは postgres:17.5-bullseye、そこへPostGISを追加したもの
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile

    # ビルド済みイメージに付けるローカル用の名前
    image: oita-postgis:17.5

    # コンテナ名を固定する（docker compose exec などで指定しやすくなる）
    container_name: oita-postgis

    environment:
      # 初回起動時に作成するデータベース名
      POSTGRES_DB: gis_db

      # PostgreSQLの接続ユーザー名
      POSTGRES_USER: gis_user

      # PostgreSQLの接続パスワード
      # 記事用の値。本番では .env ファイルなどで管理すること
      POSTGRES_PASSWORD: change_me

    ports:
      # ホスト側の5432番ポートから、コンテナ内PostgreSQLの5432番へ接続する
      # DBeaverでは localhost:5432 を指定する
      - "5432:5432"

    volumes:
      # DBデータを名前付きボリュームへ永続化する
      # コンテナを作り直しても、通常はデータが消えない
      - postgis_data:/var/lib/postgresql/data

      # 初回DB作成時に実行する初期化SQLを読み取り専用で渡す
      # 例: initdb/01-enable-postgis.sql で CREATE EXTENSION postgis; を実行する
      - ./initdb:/docker-entrypoint-initdb.d:ro


      # GeoJSONの置き場をコンテナへ読み取り専用で渡す
      # 起動時にデータを自動投入するものではない
      - ./data:/data:ro

volumes:
  # PostgreSQLのデータを保持する名前付きボリューム
  postgis_data:
01-enable-postgis.sql
-- 初回DB作成時にだけ実行される初期化SQL
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS postgis;

SELECT
  PostGIS_Full_Version();

initdbフォルダに格納されたsqlファイルは初回起動時データディレクトリが空の場合に実行されます。
01-enable-postgis.sqlファイルに記載のコマンドは、PostgreSQLにPostGISを追加して反映を確認するコマンドです。

実行

ターミナルを開いて作業ディレクトリに移動後、下記のコマンドを叩くことで実行できます。

docker compose up -d

動きが遅いなと感じる場合は、動作環境の命令セットアーキテクチャに対応してないDocker Imageを使っている可能性があります。特に、Apple Silicon版 Macを使用する場合は要確認です。

DBeaverで接続する

docker-compose.ymlに記載した設定情報を確認してDBeaverから接続します。

接続設定

  1. DBeaverを開いたら、画面左上のコンセントマーク(New Database Connection)をクリックします

    スクリーンショット 2026-08-05 11.58.16.png

  2. ウィンドウが開いたらPostgreSQLを選択します

    スクリーンショット 2026-08-05 12.00.49.png

  3. 接続情報を入力する

    スクリーンショット 2026-08-05 13.08.54.png

    接続情報を入力後、左下のTest Connectionボタンをクリックし接続を確認してください。確認できたらOKをクリックし設定は完了です。

  4. DBeaverのConnectionsタブを確認すると、下画像のように作成したDBが表示されているはずです

    スクリーンショット 2026-08-05 11.46.48.png

    初期状態では、spatial_ref_sysテーブルが作られています。このテーブルは、地理空間データベースで利用するSRIDと空間参照系の定義を保持するテーブルです。

PostGISの操作

データの登録

今のままでは何のデータも入っていない状態なので、オープンデータからGeojsonやShapefileを取ってきます。今回は、国土数値情報（医療機関）-大分県を使用します。

出典：国土交通省国土数値情報ダウンロードサイト（https://nlftp.mlit.go.jp/ksj/gml/datalist/KsjTmplt-P04-2020.html）

作業ディレクトリにdataフォルダを作成し、その中にダウンロードしたデータを格納します。

そして、次のコマンドで格納したGeoJSONファイルを読み込みます。

docker compose exec \
  -e PGPASSWORD=change_me \
  postgis \
  ogr2ogr \
  -f PostgreSQL \
  "PG:host=127.0.0.1 port=5432 dbname=gis_db user=gis_user" \
  /data/P04-20_44.geojson \
  -nln public.medical_facilities \
  -lco GEOMETRY_NAME=geom \
  -lco FID=id \
  -overwrite

その後、DBeaverをリフレッシュするとmedical_facilitiesテーブルが表示されます。

それでは取り込んだデータをDBeaverを使って見ていきましょう。テーブル内のdataタブを開くとDBの中身を確認できます。また、中身の表示方法をGridからSpatialに変更すると下画像のように地図に表示することができます。

スクリーンショット 2026-08-05 16.21.21.png

関数を使ってみる

PostGISには空間演算を行うための空間関数が用意されています。
GISとして動く様子が伝わりやすい関数をピックアップしてみました。

分類 関数・演算子 何ができるか
確認 ST_SRID ジオメトリに設定されたSRIDを取得する
確認 ST_AsText ジオメトリをWKT形式で表示する
出力 ST_AsGeoJSON ジオメトリやレコードをGeoJSON形式の文字列へ変換する
変換 ST_Transform ジオメトリを別の空間参照系へ座標変換する
距離 ST_Distance 2つのジオメトリ間の距離を計算する
範囲検索 ST_DWithin 指定した距離以内に存在するか判定する
空間関係 ST_Within あるジオメトリが別のジオメトリの内部にあるか判定する
空間関係 ST_Intersects 2つのジオメトリが点を共有しているか判定する
範囲作成 ST_Buffer ジオメトリの周囲に指定距離の領域を作成する
近傍検索 <-> GiSTインデックスを利用したKNN近傍検索で距離順に並べる

ここからは、ピックアップしたコマンドを実際に叩いてみます。

ジオメトリを読みやすいWKTで表示する

SELECT
  p04_004 AS specialty,
  ST_AsText(geom) AS location
FROM medical_facilities
WHERE p04_004 = '歯科' LIMIT 5;

結果として、診療科目1が『歯科』と一致する医療機関の位置情報を取得できました。

specialty location
歯科 POINT(131.515383 33.1998214)
歯科 POINT(131.4324019 33.0043422)
歯科 POINT(131.4758285 32.9724497)
歯科 POINT(131.4761782 32.97398195)
歯科 POINT(131.5822865 32.9748558)

ジオメトリやレコードをGeoJSON形式の文字列へ変換する

ST_AsGeoJSON()でGeoJSONとして取得できます。

SELECT
  p04_004 AS specialty,
  ST_AsGeoJSON(geom) AS geometry
FROM medical_facilities
WHERE p04_004 = '歯科' LIMIT 1;

出力されたgeometryにGeoJSONが入ってました。

json
{
    "type":"Point",
    "coordinates":[131.515383,33.1998214]
}

大分駅付近から5km以内を探す

大分駅の座標（131.606 33.233）を基準として5kmを探します。
まず、ST_MakePointで大分駅のポイントを作成し、ST_SetSRIDで座標系をセットしています。今回取り込んだGeoJSONのSRIDは4326です。そのため、大分駅のポイントもSRID 4326で作成します。距離をメートル単位で計算するため、検索前に大分県で利用できる平面直角座標系第II系へST_Transformで変換し、ST_DWithinで範囲検索します。座標単位はメートルのため、第３引数には5000を渡します。

WITH origin AS (
  SELECT ST_SetSRID(
    ST_MakePoint(131.606, 33.233),
    4326
  ) AS geom
)
SELECT
  COUNT(*) AS facility_count
FROM medical_facilities AS m
CROSS JOIN origin AS o
WHERE ST_DWithin(
  ST_Transform(m.geom, 6670),
  ST_Transform(o.geom, 6670),
  5000
);

結果として、425件がヒットしました。

facility_count
425

終わりに

PostGISを導入することで、PostgreSQL上で地理空間データを保存し、距離検索や範囲検索、交差判定などを実行できるようになりました。静的なマップタイルだけで情報を配信する構成と比べると、データベース側で検索条件を動的に変更したり、属性情報と組み合わせて集計したりしやすくなります。
今回は扱いませんでしたが、PostGISでは次のような処理も実行できます。

  • ポリゴン内に存在する施設の検索
  • ポリゴン同士の交差判定
  • 重複領域の算出
  • 最寄り施設の検索
  • バッファ領域の作成
  • 空間インデックスを利用した高速な近傍検索

PostGISには、まだ把握できていないものも含めて多数の空間関数があります。
今後も、実際のGIS開発で必要になる機能を試しながら学んでいきたいと思います。

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