PythonでのGeoPackage取り扱い入門

GISのデータ形式として主流になりつつあるGeoPackageについて、Pythonでの取り扱う方法に関するメモです。

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GeoPackageとは（Copilot）

• オープンフォーマット: 地理空間情報を格納するためのオープンスタンダードです。
• SQLiteデータベース: データはSQLiteデータベースコンテナに格納されています。
• ベクターとラスターデータ: ベクターデータ、ラスターデータ、属性データを1つのファイルに統合できます。
• GISアプリケーション間の互換性: 異なるGISアプリケーション間でのデータ交換に適しています。
• オフラインマッピング: モバイルデバイスでのオフラインマッピングに利用可能です。
• QGISでの利用: QGISなどのGISソフトウェアで直接読み込み、使用が可能です。
• データの作成、編集、共有が容易: 新規のGeoPackageファイルの作成や既存データのエクスポートが可能です。
• スタイルの保存: スタイル情報をファイル内に保存し、データと一緒に読み込めます。
• OGCによる開発: Open Geospatial Consortium (OGC)によって開発された標準です。

参考資料

• Geopackageの基本的な使い方 #GIS - Qiita
• GeoPackageの使い方（ベクトルデータ編）
• シェープファイルやGeoJSONの代わりにGeopackageファイルを使用する必要があるのはなぜですか？
• OGCジオパッケージ(GPKG)
• OGC® GeoPackage Encoding Standard - with Corrigendum
• GPKG -- GeoPackage vector — GDAL documentation

PythonでGeoPackageで取り扱うためのライブラリ

基本的にはFionaを使いますが、必要なモジュールの大半がWrapされたGeoPandasを使うほうが扱いやすいと思うます。 ここでは、GeoPandasを使った方法を解説します。

サンプルデータ

以下に上げたデータを使用しています。

https://github.com/computational-sediment-hyd/python_geopackage/tree/main/sampledata

import numpy as np
import pandas as pd
import geopandas as gpd
import fiona

print(gpd.__version__)
print(fiona.__version__)

0.14.4
1.9.6

• サンプルデータ：ポイントデータ

gdf1 = gpd.read_file('sampledata/83031000Tsurumi.geojson')

gdf1.head()

	観測項目	水系名	河川名	観測所名	所在地	観測所記号	lon	lat	最新の零点高	geometry
0	水位流量	鶴見川	鶴見川	鶴見川河口	神奈川県横浜市鶴見区末広町	303061283310010	139.684167	35.479444	T.P. 0.000m	POINT (139.68417 35.47944)
1	水位流量	鶴見川	鶴見川	芦穂橋	神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央	303061283310020	139.685556	35.506111	T.P. 0.000m	POINT (139.68556 35.50611)
2	水位流量	鶴見川	鶴見川	末吉橋	神奈川県川崎市幸区小倉	303061283310030	139.666111	35.534444	T.P. 0.000m	POINT (139.66611 35.53444)
3	水位流量	鶴見川	鶴見川	綱島	神奈川県横浜市港北区綱島東	303061283310040	139.635556	35.534444	T.P. 0.000m	POINT (139.63556 35.53444)
4	水位流量	鶴見川	鶴見川	太尾	神奈川県横浜市港北区太尾町	303061283310050	139.618056	35.531389	T.P. 0.000m	POINT (139.61806 35.53139)

GeoPackageへの書き込み

• layer名を指定し、任意のGeoPackageファイルに書き込む。
• layer名はユニークであること。存在する場合は上書きされる。
• GeoPackageファイル名は存在する場合は上書き、無い場合は作成される。

out = gdf1.to_file("tmp.gpkg", layer='Tsurumi', driver="GPKG")

• 同様に別データを追加しておく。

gdf2 = gpd.read_file('sampledata/83032000Sagami.geojson')
out = gdf1.to_file("tmp.gpkg", layer='Sagami', driver="GPKG")
del out

GeoPackageからの読み込み

layer名リストを取得

この作業だけはGeopandasだけでは無理でFionaが必要。

lics = fiona.listlayers('tmp.gpkg')
print(lics)

['Tsurumi', 'Sagami']

layer名を指定して読み込み

gdf = gpd.read_file('tmp.gpkg', layer='Tsurumi')

gdf.head()

	観測項目	水系名	河川名	観測所名	所在地	観測所記号	lon	lat	最新の零点高	geometry
0	水位流量	鶴見川	鶴見川	鶴見川河口	神奈川県横浜市鶴見区末広町	303061283310010	139.684167	35.479444	T.P. 0.000m	POINT (139.68417 35.47944)
1	水位流量	鶴見川	鶴見川	芦穂橋	神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央	303061283310020	139.685556	35.506111	T.P. 0.000m	POINT (139.68556 35.50611)
2	水位流量	鶴見川	鶴見川	末吉橋	神奈川県川崎市幸区小倉	303061283310030	139.666111	35.534444	T.P. 0.000m	POINT (139.66611 35.53444)
3	水位流量	鶴見川	鶴見川	綱島	神奈川県横浜市港北区綱島東	303061283310040	139.635556	35.534444	T.P. 0.000m	POINT (139.63556 35.53444)
4	水位流量	鶴見川	鶴見川	太尾	神奈川県横浜市港北区太尾町	303061283310050	139.618056	35.531389	T.P. 0.000m	POINT (139.61806 35.53139)

応用編：zip形式のGeoPackageファイルから直接読み込み

GeoPackageはファイルサイズが大きくなりがちなのでzip形式にすることも多いですが、Fiona, GeoPandasでは解凍なしで直接読み込み可能です。

lics = fiona.listlayers('zip://tmp.zip')
print(lics)

['Tsurumi', 'Sagami']

gdf = gpd.read_file('zip://tmp.zip', layer='Tsurumi')

参考サイト

Reading and writing files — GeoPandas 1.0.1+0.g747d66e.dirty documentation

geopandas - Open GPKG embedded layers in python - Geographic Information Systems Stack Exchange

GitHub

github.com

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以上、PythonでのGeoPackageの取り扱う方法について簡単にまとめました。 記事のリクエスト等ございましたら、お問い合わせフォームまでお願いいたします。

リンク