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| ファイル名拡張子 |
.gdb (ファイル)、.geodatabase (モバイル) |
|---|---|
| 開発者 | エスリ |
| 初回リリース | 1999年12月 |
| 最新リリース | 11 2022 |
| フォーマットの種類 | データベース |
| コンテナ用 | ベクターデータとラスターデータを含む空間データベース |
| オープンフォーマット? | いいえ |
| フリーフォーマット? | いいえ |
ジオデータベースは、地理情報システム内の空間データセットを表現、保存、整理するために、1990 年代後半に Esri (GIS ソフトウェア ベンダー)によって開発された独自のGISファイル形式です。 [1] [2]ジオデータベースは、 2000 年代にリリースされたいくつかの独自のファイル形式での論理データ モデルであると同時に、その論理モデルの物理的な実装でもあります。 [3]ジオデータベースの設計は、リレーショナルデータベースおよびオブジェクト リレーショナルデータベースに空間データを格納するための空間データベースモデルに基づいています。[4] GIS 業界では Esri が優位に立っているため、「ジオデータベース」という用語は、プラットフォームや設計に関係なく、あらゆる空間データベースの一般的な商標として使用されることがあります。
歴史
ジオデータベースの起源は、最初の空間データベースが登場した 1990 年代半ばにあります。リレーショナル データベースと GIS を統合する初期のアプローチの 1 つは、サーバーミドルウェアの使用でした。これは、空間データをカスタム形式でデータベース テーブルに格納し、それをクライアント ソフトウェアが理解できる論理モデルに動的に変換するサード パーティ プログラムです。1996 年に、Esri はSpatial DataBase Engine と呼ばれる初期のミドルウェア製品を買収し、ArcSDEにブランド変更しました。当初、ArcSDE は、シェープファイルによく似た単純なベクター データセットを格納および配信していましたが、Esri のシェープファイル形式がベクター空間データの事実上の標準になったため、より堅牢なデータ モデルの必要性が生じました。ただし、その欠点によりエンタープライズ アプリケーションでの使用は制限されました。同時に、Arc/INFO カバレッジ形式は 20 年を経て時代遅れになりつつあり、GIS ユーザーの高まる期待に応えられなくなっていました。[5]もう一つの動機は、いくつかのリレーショナルデータベースベンダーが独自の空間拡張機能を導入していたにもかかわらず（Esriが推奨するMicrosoft SQL Serverは例外）、その構造とインターフェースはさまざまであり、Esriは、内部的にどのように保存されているかに関係なく、すべての空間データを同じ構造でユーザーに表示したいと考えていたことです。[6] : 240
1999 年末、Esri は、新しいArcGISソフトウェア (Arc/INFO との連続性を維持するためにバージョン 8.0 とブランド化) で使用されるネイティブ フォーマットとしてジオデータベース モデルを導入しました。[7]当初は、サーバー上の ArcSDE のマルチユーザー ジオデータベースとして、またはローカルのパーソナル ジオデータベースとして実装できました。[8] : 12 トポロジ ルール、リニア リファレンス、および測量データのサポートは、2003 年 (ArcGIS 8.3) に追加されました。 [9] [10] [11]ネットワーク データは 2005 年 (ArcGIS 9.1) にジオデータベースに追加され、[12]ベクター テレイン ( TIN、LIDAR ) は 2006 年 (ArcGIS 9.2) に追加されました。[13]また、9.2 リリースでは、ArcSDE はArcGIS Serverに統合され、マルチユーザー データベース フォーマットはエンタープライズ ジオデータベースにブランド化されました。
パーソナル ジオデータベース形式の欠点 (特に Microsoft Access のファイル サイズ制限) のため、Esri はより堅牢なカスタム ファイル形式を開発し、2006 年 (ArcGIS 9.2) にファイル ジオデータベースとしてリリースしました。[13]また、小規模なマルチユーザー アプリケーション向けに無料の Microsoft SQL Server Express を含むワークグループ ジオデータベースという製品もリリースしましたが、これはその後廃止されました。[14] 最終的に、ジオデータベースの空間データベース構造の読み取りと書き込みを行うミドルウェア コンポーネントが ArcGIS デスクトップに組み込まれ、サーバー側で ArcSDE を実行する必要がなくなりました。最も最近追加されたのは、 2020 年のモバイル ジオデータベース形式 ( ArcGIS Pro 2.7) で、SQLite をバックエンドとして使用してジオデータベース全体を 1 つのファイルとして保存します。これは、サポートされなくなったパーソナル ジオデータベースに代わるものです。[15]
アプリケーション
ジオデータベースは GIS データセットの一般的な形式であるため、GIS が広く使用されているあらゆる場所で使用できます。これらのアプリケーションは非常に基本的なため、研究者は研究でその使用について言及しないことがよくあります。公衆衛生、犯罪分析、リソース管理など、その使用が広範囲に文書化されている分野がいくつかあります。
疫学
ジョン・スノーがコレラの発生源を特定したことで有名になって以来、空間データは疫学と公衆衛生の中心となっています。 [16] [17]近年、公衆衛生に関連する情報は飛躍的に増加しています。[18]このデータを適切に活用すれば、新興疾患への迅速な対応が可能になります。これを実現するために、データを整理し、時空間パターンを特定するために、ジオデータベースが広く使用されています。[17] [18]疫学データの管理にジオデータベースを使用する例としては、環境データと健康データをリンクしてパターンを見つけることが挙げられます。[19]これらは、ウエストナイル ウイルスの流行やCOVID-19パンデミックに関連するデータを整理するために広く使用されました。[20] [21]この用途には、COVID-19を取り巻く誤情報やインフォデミックの分析が含まれます。[22]
リソース管理
資源管理に関する地理空間データは非常に複雑です。管理されている森林、水、鉱物資源などの要因は明らかですが、ガバナンスと社会経済的要因も大きな役割を果たします。[3] [23]これらの多様なデータセットを管理するために地理データベースを使用するのは一般的な方法です。[23]これらは、環境資源を保護するために侵入植物種を処理するための組織的な早期検出迅速対応（EDRR）の取り組みにも使用されています。[24]
TIGER ファイル
1995年、米国国勢調査局は、米国の境界データをホストすることでデスクトップおよびWeb GISを容易にする、トポロジカルに統合された地理エンコーディングおよび参照（TIGER）マッピングサービスを一般に公開しました。 [25]インターネットを通じて容易に利用可能になったこのデータは、権威ある境界ファイルを世界に無料で提供することで、地図作成に静かな革命をもたらしました。今日、米国の州、郡などの最新の境界を含むこれらのファイルは、パッケージ化されたジオデータベースで一般に提供されています。[26]
論理モデル
ユーザーにとって、ジオデータベースは、地理データを含むデータセットや、データに機能を追加する補助要素を含むデータセットのコレクションのように見えます。このユーザー ビューは、ジオデータベースの格納方法に関係なく同一です (ただし、エンタープライズ ジオデータベースではいくつかの機能が追加されます)。
データセット
データセットには地理データが含まれています。ジオデータベースには、ベクター形式またはラスター形式の空間参照データ、または表形式の非空間参照データを含めることができます。[27] [28]各データセットには任意の数の個別の項目に関する情報が含まれていますが、通常、データセット内のすべての項目は同じテーマ（温度測定値、都市の道路など）であり、同じプロパティセットを持っています。
- テーブル
- 空間情報を持たない従来のリレーショナルデータベーステーブル。ArcGISの初期バージョンでは「ビジネステーブル」と呼ばれていました。[8]
- フィーチャクラス
- ベクターデータモデルに基づくデータセット。1つの列に幾何学的形状を持つオブジェクトのリストを格納し、追加の列に一連の属性を格納します。これは、シェープファイルなどの以前のベクターファイル形式に似ているように見えるかもしれませんが、いくつかの機能強化が追加されています。基本的なポイント、ライン、ポリゴンに加えて、シェイプデータタイプには、注釈（テキスト）、ディメンション（距離のグラフィカルな表現）、マルチポイント（単一のシェイプ内の多くのポイント）、マルチパッチ3次元オブジェクトも含めることができます。[29] ：142 ラインの各頂点は3次元（x、y、z）にすることができ、測定値（高速道路のマイルポスト値など）を格納することもできます。最後に、線分は、従来の直線に加えて、円弧やベジェ曲線として曲げることができます。 [6] ：244
- ラスターデータセット
- ラスターグリッドは、ほとんどのラスターGISおよび画像ファイルと同じデータモデルを使用します。[30]ジオデータベースラスターは、内部タイルとピラミッド構造を使用して、特に非常に大きなグリッドの描画と解析のパフォーマンスを向上させます。
補助要素
一般的に1つ以上のデータセットに依存する要素を多数含めることができ、品質管理などの機能が追加されます。これらの一部はコントローラーデータセットと呼ばれます。
- 特徴データセット
- ジオデータベース内の複数のフィーチャクラスのコレクション。ファイルシステム内のフォルダにほぼ似ています。フィーチャデータセット内のすべてのフィーチャクラスは同じ空間参照システムを共有します。[31] : 54
- バージョン管理
- データベースサーバー上のエンタープライズジオデータベース（ファイルジオデータベースではない）では、フィーチャクラスまたはテーブルをバージョン管理して、複数ユーザーによる編集を容易にすることができます。[14]他のソフトウェアバージョン管理システムと同様に、データの以前のバージョンが保存されるため、望ましくない編集をロールバックすることができます。
- 属性ドメイン
- 定量的または定性的なプロパティ（例：土地利用タイプコード）の有効な値のリスト。[32] : 28 これらは、データ入力（ユーザーは正確なテキストを覚えるのではなく、リストから値を選択できる）と品質管理（無効な値の削減）を容易にします。
- サブタイプ
- テーブルまたはフィーチャクラスを共通の属性やその他の動作を持つサブカテゴリに分割します。[32] : 32
- 属性インデックス
- テーブルまたはフィーチャクラス内の1つ以上の列のソート順序を保存し、検索と処理のパフォーマンスを向上させます。[32] : 71
- 関係クラス
- リレーショナルデータベースの意味で、主キーと外部キーの指定を含む、2つのテーブルまたはフィーチャクラス間の関係の構成。これにより、テーブル結合やテーブル間の選択が容易になります。[33]
- トポロジー
- 1つ以上のフィーチャクラス内のフィーチャ間の有効な位相関係のルールのリスト（例：「郡ポリゴンは重複できない」、「州ポリゴンは郡ポリゴンと揃っている必要がある」）。[9]これらは、データ品質のチェックや位相エラーの修正に使用できます。[31] : 55–56
- 地形データセット（旧TINデータセット）
- 3次元の点と線を含むフィーチャクラスから構築された三角形の不規則ネットワーク。[34]
- ネットワーク データセット、ユーティリティ ネットワーク
- 線形セグメント（および多くの場合ポイントジャンクション）を表すフィーチャクラスからトポロジ的に接続されたネットワークを構築する2つの異なるアプローチ。 [29] ：257 ネットワークデータセットは、主に交通ネットワーク分析（歩行者、道路、鉄道）用に設計された機能を備えており、ユーティリティネットワークは、水道、下水道、電力、通信ネットワークなどの他のインフラストラクチャ用に設計されています。
- パーセルファブリック
- 地籍測量データを格納するための統合データセット。距離と方向の測定（従来は座標幾何学の略でCOGOと呼ばれていた）を使用して不動産区画を記述します。フィーチャクラスは、記念碑ポイント、境界線、区画ポリゴンをそれらの間のトポロジカルバインディングとともに格納するために使用されます。[35]
- 線形参照システム(LRS)
- ラインフィーチャクラスの拡張で、属性をライン全体に添付するのではなく、各ライン内のポイントまたはセグメントを参照できるようにします。[36]例としては、事故現場の保存や道路沿いのリアルタイムの交通量の計算などが挙げられます。
- モザイクデータセット
- 別々のラスターファイルとして保存された画像から構成される仮想合成ラスターグリッド。これは、画像ファイル名や地理参照情報などの画像プロパティと、画像の希望する表示範囲を表す形状を含む各画像の行を持つポリゴンフィーチャクラスとして保存され、重なり合う画像をシームレスに合成できます。[37]
実装
ジオデータベースは、1999 年に初めて導入されて以来、さまざまなプロジェクトのニーズを満たすために、さまざまなプラットフォームで利用できるようになりました。
- エンタープライズ ジオデータベース (旧マルチユーザー ジオデータベース)
- データは、サーバー上のサードパーティのリレーショナルデータベース管理システムに格納されます。これにより、 ArcIMS (Arc Internet Mapping Service)を使用したインターネットおよびWeb GISを含むさまざまな分散 GISアーキテクチャ内でジオデータベースを実装できます。 [38]当初は、 Microsoft SQL Server、Oracle、Informix、またはIBM Db2の商用 RDBMS ソフトウェアのみがサポートされていました。最終的に、PostgreSQLとSAP HANAのサポートが追加され、Informix は廃止されました。フィーチャクラスの空間データは、RDBMS ネイティブ空間拡張機能 ( Oracle Spatial、PostGISなど) によって提供されるジオメトリ データ型、または Esri 独自の ST_GEOMETRY 形式を使用して格納できます。これらはすべて、Open Geospatial Consortium のSimple Features仕様に基づいていますが、エンコード構造が異なります。[11] : 13 現在、サーバー ソフトウェアがインストールされていない場合でも、エンタープライズ ジオデータベースを作成するには、ArcGIS Enterprise (旧称 ArcGIS Server) ライセンスを購入する必要があります。各データセット（フィーチャクラス、テーブル、ラスター、補助要素）は通常のテーブルとして保存されますが、ジオデータベースは全体的な構成を提供するためにいくつかのシステムテーブルを追加します（ArcGIS 8-9ではさらに多くのシステムテーブルがありましたが、ArcGIS 10では合理化されました）。[39]
GDB_Items: ユーザーが見るジオデータベースのすべての要素の「目次」。対応する物理テーブルを参照します。GDB_ItemTypes: 各テーブルのデータセットのタイプ (テーブル、フィーチャクラスなど)GDB_ItemRelationships: フィーチャデータセットなどのテーブルのグループ化に関する情報GDB_ItemRelationshipTypes: アイテム関係のタイプの参照テーブルGDB_DBTune: ジオデータベースの一般的なパラメータGDB_SpatialRefs:データセットで使用される空間参照システムのリストGDB_SystemCatalog: データテーブルとシステムテーブルを含むすべてのテーブルのリスト
- パーソナルジオデータベース
- 元々のオプションの 1 つは、サーバーを必要とせずに 1 人のユーザーがローカルに保存することを目的とした、単一のMicrosoft Accessファイル (.mdb) にデータを保存するものでした。 [8] : 12 形式は比較的単純で、マルチユーザー ジオデータベースと同じテーブル構造を使用していましたが、2 GB のファイル サイズ制限や 64 ビットの Access ライブラリがないなど、厳しい制限がありました。[6] : 240 これは、ファイル ジオデータベースとモバイル ジオデータベースに取って代わられ、徐々に廃止され、ArcGIS Pro ではサポートされなくなりました。[15]
- ファイルジオデータベース
- 2006 年にパーソナル ジオデータベースの代替として導入されました。これは Esri が所有する独自の形式ですが、他のソフトウェア開発者がリバース エンジニアリングを行っており[40]、Esri は他のソフトウェアで使用するための読み取り/書き込みライブラリを提供しています。これは単一のファイルではなく、.gdb 拡張子のフォルダーに集められたファイルのコレクション (リレーショナル データベース ジオデータベース内の各データまたはシステム テーブルごとに 1 つずつ) です。次のファイル タイプが含まれます: [40]
a########.gdbtable: ジオメトリ列および/または属性列を含む行で構成されるテーブル (システム テーブル、データ テーブル、フィーチャ クラス、ラスター)a########.gdbtablx: データテーブル内の各行のバイトオフセットの参照リストa########.gdbindexes: データテーブルのすべてのインデックスのリストa########.name.atx:データ テーブルの属性インデックス。選択した属性列のソート順に行をリストします。1 つのデータ テーブルに複数のインデックスを設定できます。a########.spx:グリッド空間インデックスを使用してシェイプへのアクセスを高速化するためのフィーチャクラス テーブルの空間インデックス。a########.cdf: 上記のファイルの圧縮バージョンa00000001.* - a00000008.*: エンタープライズ ジオデータベース内のシステム テーブル (GDB_SystemCatalog、GDB_SpatialRefs、GDB_DBTune など)
- モバイル ジオデータベース
- 最新のオプションは、エンタープライズ ジオデータベースと同じ構造ですが、モバイル デバイスでデータを共有および保存するための事実上の標準である SQLite 形式で単一のファイルとして保存されます。[ 41 ]当初は機能が制限された状態でリリースされましたが、現在はすべてのジオデータベース要素をサポートしています。共通データベースであるにもかかわらず、これはGeopackageモデルとは大きく異なります。
アプリケーションサポート
ジオデータベース形式の読み取りと書き込みの機能は Esri 製品に限定されません。次のような他のソフトウェアでもこの形式の読み取りと書き込みが可能です。
- ENVI –ハリス・ジオスパティアル社が所有するリモートセンシングソフトウェア[42]
- ERDAS IMAGINE – Hexagon ABが所有するリモートセンシング会社[43]
- GeoDa – 無料の地理視覚化および分析ソフトウェア
- QGIS – オープンソースのデスクトップGISソフトウェア[44]
参照
- 地理学 – 地球上の土地と住民の研究
- 地理情報システム:
- 分散型GIS – 地理情報システムの一種
- インターネットGIS – 空間データに関するインターネット技術
- Web GIS – World Wide Web を利用して空間データを管理するテクノロジー
- 考古学におけるGIS
- GISと水生科学
- 地理空間情報におけるGIS
- GISと公衆衛生
- GIS データ ソースのリスト
- GISソフトウェアの一覧
- 分散型GIS – 地理情報システムの一種
- 地図データベース管理
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