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地理空間分析を使用してハリケーンの進路をプロットする

このチュートリアルでは、地理空間分析について紹介します。地理空間分析を使用すると、BigQuery で地理空間データの分析と可視化を簡単に行うことができます。

サンプルデータの探索

このチュートリアルでは、Google Cloud 一般公開データセットプログラムを通じて提供されているデータセットを使用します。一般公開データセットは、BigQuery に保存され、一般に公開されるデータセットです。この一般公開データセットは BigQuery でホストされ、ユーザーがアクセスして独自のアプリケーションに統合できます。Google はこうしたデータセットの保存費用を負担し、プロジェクトを使用してデータを一般提供しています。データに対して実行したクエリにのみ料金が発生します（毎月 1 TB まで無料。クエリの料金の詳細をご覧ください）。

グローバルハリケーントラック（IBTrACS）データセット

NOAA の気象報告に関する国際ベストトラックアーカイブ（IBTrACS）を基に、世界中で発生した熱帯低気圧（TC）の軌跡に沿って、TC の位置と勢力をまとめています。熱帯低気圧は、北大西洋および北東太平洋海域ではハリケーン、北西太平洋海域では台風、南北インド洋海域ではサイクロン、南西太平洋海域では熱帯低気圧として知られています。

IBTrACS は、TC の予測と報告を担当する国際的な監視センターから報告される、TC に関するデータを収集します（また、いくつかの重要な過去のデータセットも収集します）。IBTrACS には 9 か国のデータが含まれています。これらのシステムを記述するデータには、その軌跡と勢力の最適な予測値が含まれています（したがって、ベストトラックという用語が使われています）。

まず、 Google Cloud コンソールで hurricanes テーブルの詳細を参照し、このデータを確認しましょう。

ハリケーンのスキーマに移動

2017 年に発生したハリケーンマリアの進路の調査

チュートリアルのこのセクションでは、2017 年のハリケーンシーズンに発生したハリケーンマリアの進路を調べる GoogleSQL クエリを実行します。このハリケーンの進路をプロットするには、さまざまな時点でのハリケーンの位置をクエリします。

クエリの詳細

次の GoogleSQL クエリを使用して、ハリケーンマリアの進路を検索します。

SELECT
  ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point,
  name,
  iso_time,
  dist2land,
  usa_wind,
  usa_pressure,
  usa_sshs,
  (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt,
  (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt
FROM
  `bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes`
WHERE
  name LIKE '%MARIA%'
  AND season = '2017'
  AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'),
    ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)
ORDER BY
  iso_time ASC

このクエリ句は次の処理を行います。

SELECT ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point, name, iso_time, dist2land, usa_wind, usa_pressure, usa_sshs, (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt, (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt
SELECT 句ですべての嵐の気象データを選択し、ST_GeogPoint 関数を使用して latitude 列と longitude 列の値を GEOGRAPHY 型（地点）に変換します。
FROM bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes

FROM 句で、クエリ対象のテーブル hurricanes を指定します。
WHERE name LIKE '%MARIA%' AND season = '2017' AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'), ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)
WHERE 句で、2017 年のハリケーンシーズンに発生したハリケーンマリアに対応する大西洋の地点だけのデータをフィルタリングします。
ORDER BY iso_time ASC
ORDER BY 句で、これらの地点を順序付けし、時系列での暴風域の進路を形成します。

クエリを実行する

Google Cloud コンソールを使用してクエリを実行するには:

Google Cloud コンソールの [BigQuery] ページに移動します。

[BigQuery] ページに移動

[クエリエディタ] のテキスト領域に、次の GoogleSQL クエリを入力します。

SELECT
  ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point,
  name,
  iso_time,
  dist2land,
  usa_wind,
  usa_pressure,
  usa_sshs,
  (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt,
  (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt
FROM
  `bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes`
WHERE
  name LIKE '%MARIA%'
  AND season = '2017'
  AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'),
    ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)
ORDER BY
  iso_time ASC

[実行] をクリックします。

クエリが完了するまでに少し時間がかかります。クエリが完了すると、結果が [クエリ結果] パネルに表示されます。

BigQuery でクエリ結果を可視化する

BigQuery で結果を可視化する手順は次のとおりです。

BigQuery で結果を可視化するには、[クエリ結果] ペインで [可視化] をクリックします。
[DATA 列] で [usa_wind] を選択します。

時系列でのハリケーンの位置を点で示す地図が表示され、風速に応じたカラーグラデーションでスタイル設定されています。
省略可: 点の可視性を調整するには、[最小値] を 0 に設定し、[カラー] リストから別のカラーグラデーションを選択します。

BigQuery でのハリケーンマリアのクエリ結果の可視化

Geo Viz でクエリ結果を可視化する

BigQuery Geo Viz を使用して結果を可視化することもできます。BigQuery Geo Viz は、Google Maps API を使用して BigQuery の地理空間データを可視化するためのウェブツールです。

Geo Viz を起動して認証する

Geo Viz を使用するには、その前に認証を行い、BigQuery のデータへのアクセス権を付与する必要があります。

Geo Viz を設定するには:

Geo Viz ウェブツールを開きます。

Geo Viz ウェブツールを開く
手順 1 の [Select data] で [Authorize] をクリックします。
[Choose an account] ダイアログで Google アカウントをクリックします。
アクセスダイアログで [Allow] をクリックして、Geo Viz に BigQuery データへのアクセスを許可します。

Geo Viz でクエリを実行する

認証してアクセス権を付与したら、次に Geo Viz でクエリを実行します。

クエリを実行するには:

ステップ 1 の [Select data] で [Project ID] フィールドにプロジェクト ID を入力します。

クエリウィンドウで、次の GoogleSQL クエリを入力します。

SELECT
  ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point,
  name,
  iso_time,
  dist2land,
  usa_wind,
  usa_pressure,
  usa_sshs,
  (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt,
  (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt
FROM
  `bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes`
WHERE
  name LIKE '%MARIA%'
  AND season = '2017'
  AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'),
    ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)
ORDER BY
  iso_time ASC

[実行] をクリックします。
クエリが完了したら [Show results] をクリックします。手順 2 の [Data] をクリックしても同様に次に進むことができます。
これで手順 2 に移動します。 [Geometry column] で [point] を選択します。ハリケーンマリアの進路に対応する点がプロットされます。

Geo Viz での可視化のフォーマット

[スタイル] セクションには、カスタマイズ可能なビジュアルスタイルの一覧が表示されます。スタイルプロパティと値の詳細については、可視化をフォーマットするをご覧ください。

マップの形式を設定するには:

手順 2 の [Add styles] をクリックするか、手順 3 の [Style] をクリックします。
点の色を変更します。[fillColor] をクリックします。
[fillColor] パネルで以下を設定します。
1. [Data driven] をクリックします。
2. [Function] で [linear] を選択します。
3. [Field] で [usa_wind] を選択します。
4. [Domain] で最初のボックスに「0」、2 番目のボックスに「150」と入力します。
5. [Range] で最初のボックスをクリックし、16 進数で「#0006ff」と入力します。2 番目のボックスをクリックし、「#ff0000」と入力します。これで、風速に基づいて点の色が変わります。弱い風の場合は青、強い風の場合は赤です。
マップ上で確認します。ポインタをいずれかのポイントに合わせると、その点の気象データが表示されます。
[fillOpacity] をクリックします。
[Value] に「.5」と入力します。
マップ上で確認します。点の塗りつぶし色が半透明になっています。
ハリケーンの半径に基づいて点のサイズを変更します。[circleRadius] をクリックします。
[circleRadius] パネルで以下を設定します。
1. [Data driven] をクリックします。
2. [Function] で [linear] を選択します。
3. [Field] で [radius_50kt] を選択します。
4. [Domain] で最初のボックスに「0」、2 番目のボックスに「135」と入力します。
5. [Range] で最初のボックスに「5」、2 番目のボックスに「135000」と入力します。
マップ上で確認します。各点の半径がハリケーンの半径に対応するようになりました。
Geo Viz を閉じます。