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Static vs Dynamic:

Martinで始めるDynamic Tiling

FOSS4G Tokai 2023

IGUCHI Kanahiro

https://docs.google.com/presentation/d/1_94vez5hCU7n9ZFlCXfqiugOmix3G2puL_DtvqphU94/edit?usp=sharing

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井口　奏大

https://github.com/Kanahiro

自己紹介

IGUCHI Kanahiro

GIS/OSS Enthusiast

https://qiita.com/Kanahiro

CTO at MIERUNE

MapLibre User Group Japan

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自己紹介

著書「現場のプロがわかりやすく教える位置情報エンジニア養成講座」

全国の書店・ECサイトにて好評発売中です！

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自己紹介

技術評論社「Software Design」にて

「位置情報エンジニアリングのすすめ」連載中

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MIERUNEは位置情報に関する

豊富な技術や実績を持つ

ソリューションカンパニーです

MIERUNEはこんな会社です

み　え　る　ね

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位置情報は身近なところで使われています

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インフラ

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防災

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交通

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環境

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マーケティング

位置情報

データ

（GIS）

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QGIS

QGIS事業紹介

  • 位置データの閲覧・解析が

できる、オープンソースの

デスクトップGISソフト

  • 商用ソフトより使いやすく

多機能

  • 産学官問わず、国内外で

広く使用されている

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MapTiler

事業紹介

  • 自由で美しいウェブ地図
  • 低廉なコストで導入可能
  • カスタマイズや開発も可能

Google MapsやMapboxから乗り換えませんか

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MIERUNE BASE

事業紹介

  • 組織内に散在している　　データを一括で共有
  • 最新データがすぐわかる
  • ソフト無しでも閲覧可能

GISデータ共有サービス

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MIERUNEのソリューション

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MapTiler

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Cloud-Optimzied

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01｜What is Dynamic Tiling?

02｜Why Dynamic Tiling?

03｜Martin tile server

Contents

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What is Dynamic Tiling?

01

©OpenStreetMap contributors

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What is Dynamic Tiling?

  • Dynamic Tilingとは、動的タイル生成のことで、タイルリクエストが生じた際に、タイルデータを作成しレスポンスする仕組みをいいます。
  • ちなみに、動的タイル自体は別に新しい話ではなく、ラスターデータに関して言えば随分前に通ってきた道です。
    • たとえばWMTSによるタイル配信は、Dynamic Tilingと言えるでしょう。
    • また、Tileserver-glのようなスタイル済みのタイル配信も、動的タイル生成と言えます。
  • このセッションではベクトルタイルの動的配信に注目します。

タイルリクエスト

z/x/y

タイル生成

レスポンス

タイルデータ

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What is Dynamic Tiling?

  • 一方、現在一般的なタイルの配信方法は、あらかじめ全てのタイルデータを作り切っておく、つまり静的タイル生成ーStatic Tilingです
  • よく使われるソフトウェア：
    • Tippecanoe、Planetiler、PMTiles　など…

タイルリクエスト

z/x/y

タイル生成

レスポンス

タイルデータ

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Why Dynamic Tiling?

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Why Dynamic Tiling?

  • 現在、静的タイル配信が流行しているのは以下の理由によるでしょう：
    • パフォーマンス： ファイルをレスポンスするだけなので速い安い旨い
    • シンプル: 「ファイルを作って配置するだけ」はわかりやすい
    • スケーラビリティ: AWS S3などに置くだけでロバストに配信

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Why Dynamic Tiling?

  • ただし静的タイル配信には大きな問題があります：
    • データが変更されるとタイルを再生成しなければならない
    • 最悪のケースでは、全てのタイルの再生成が必要です（例：カラム追加）

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Why Dynamic Tiling?

  • たとえば1日に何度も変更されるデータセットがあるとして、毎回タイルを生成しなおすのは現実的ではないでしょう
  • なので、それなりの頻度で更新されうるデータは、静的タイル配信には適していません
    • （トレードオフの話なので、1日1回更新、などで妥協することも一案）

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Why Dynamic Tiling?

  • このような随時更新されるデータでも、最新の内容を配信したいことがよくあります、出来ればタイルで。

→そんなときに動的タイル配信！

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Why Dynamic Tiling?

  • ベクトルタイルでも動的タイル配信ーリクエスト時にタイルを生成する配信方法を導入し、PostGISにあるデータをタイルとして配信することを考えます。

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Martin tile server

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Martin tile server

https://github.com/maplibre/martin

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Martin tile server

  • 今回はMartinというRustで書かれたタイルサーバーを利用します。
  • ちなみに、PostGISバックエンドなタイルサーバーは他にもいくつか選択肢があります：
    • tipg: Pythonで書かれている。OGC APIまで含むベクトルデータサーバー、新しめ。
    • pg_tileserv: Goで書かれている、Martinが影響を受けている。
    • tegola: Goで書かれている。古い。
    • t-rex: 始祖。Rustで書かれている。古い。

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Martin tile server: 余談

  • Martinを筆頭に、新しめのタイルサーバーは全てST_AsMVTというPostGISの関数に依存しています。
  • この関数によりDB側でタイルデータを作成してバイナリを吐きます。
  • 何度かのアップデートにより動的生成に耐えるくらい速くなっています。

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Martin tile server: サーバー構成

クライアント

Martin�SQL実行

PostGIS

タイル生成

Nginx

※今回はNginxは単にHTMLの配信にしか使いません。リバースプロキシ・キャッシュを利用すると、より実践的な構成になるでしょう。

今回はdocker composeでこれらサーバー群を設定していきます。サンプルコードは以下。

https://github.com/Kanahiro/postgis-mvt-servers-demo/tree/main

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Martin tile server: DBにデータ投入

PostGISに行政区域データを投入

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Martin tile server: DBに接続

これだけ

  • PostgreSQLへのconnection stringを渡してやるだけで、Martinがテーブルを一覧して、利用可能なら自動的にエンドポイントを作成してくれます。
  • もちろんより高度な設定もできます。

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Martin tile server: クライアントからサーバーへリクエスト

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Martin tile server: デモ

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Martin tile server: 動的タイルのメリット・デメリット

  • メリット
    • データが更新されるとタイルにも反映される
    • データ変換のパイプラインが不要
  • デメリット
    • サーバー・DBの負荷が大きい＝コストが大きい
      • ズームレベルを制限すれば負荷は気にならないが、スケーラビリティは課題になる。
    • 低ズームの地物の自動的な間引き(dropping）が無い

�動的タイルでレッツ最新データ配信！

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  • 静的タイル配信はパフォーマンス・コストに優れるが、最新データの配信には不向き
  • MartinとPostGISでかんたんに動的タイル配信！でもサーバー負荷には気を遣おう

まとめ

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