497-AWS SAP AWS 「理論・実践・一問道場」空間データ

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理論

空間データとは？

空間データ（Spatial Data） とは、地理的位置や形状に関連するデータのことです。このデータは、地球上の物体や地点の位置や形状を表現するために使用されます。例えば、地図上で特定の場所を示す座標、道路、建物、河川などが空間データです。

空間データは主に2つのタイプに分けられます：

ベクターデータ:

地点、線、面などで表現されるデータ。

例えば、都市の座標、道路の位置、国境線などがこれに該当します。

ラスターデータ:

ピクセル（格子状）で表現されるデータ。衛星画像や空撮写真などが例です。

ピクセルごとに色や標高などの値が設定されているため、地形や土地利用の分析に利用されます。

空間データの利用例

地図作成: 地理的な情報を基に地図を作成します。例えば、Google MapsやApple Mapsの地図が空間データを活用しています。

ナビゲーション: 車や歩行者向けの道案内システムで使用されます。GPSデータと空間データを組み合わせて、最適なルートを提供します。

環境モニタリング: 自然環境の変化や都市開発の影響を追跡するために空間データが使われます。

都市計画: 新しい建物や道路、緑地などの配置を決める際に空間データが活用されます。

空間データを扱うためのツールと技術

GIS（地理情報システム）: 空間データの収集、管理、解析、表示を行うシステム。ArcGISやQGISが代表的なGISツールです。

PostGIS（PostgreSQL）: 空間データを扱うためのPostgreSQLの拡張機能。空間データ型や空間関数を使用して、データベース内で空間データを効率的に管理できます。

RDS（Relational Database Service）: AWSのRDSサービスもPostGISをサポートし、クラウド上で空間データを管理することができます。

空間データとクラウドサービス

クラウド環境でも空間データを管理することが増えてきており、以下のようなサービスが役立ちます：

Amazon RDS for PostgreSQL: クラウド上で空間データを扱いたい場合、PostgreSQLのRDSサービスが便利です。PostGIS拡張機能を使って、空間データを簡単に管理できます。

Amazon Athena: S3に保存された空間データをSQLクエリで分析できます。Athenaを使うと、データをS3から直接クエリできます。

AWS Lambda: 空間データの処理や分析を自動化するために、Lambdaを使用してサーバーレスで作業を実行できます。

空間データの特徴

座標系: 空間データは、通常「緯度」「経度」などの座標系を使って位置を特定します。異なる座標系を使うことがあるため、座標系の変換が必要な場合もあります。

ジオメトリ: 空間データには、点、線、面といったジオメトリが使われます。例えば、特定の場所を示す「点」、道路や川を示す「線」、都市の区域を示す「面」などがあります。

空間データのクエリと分析

空間データを活用するためには、専用のクエリや関数を使用してデータを抽出、加工、解析します。例えば、PostGISでは、位置が指定された円範囲内にある地点を検索したり、2つの線が交差しているかどうかを調べることができます。

まとめ

空間データは、地理的な情報を扱うためのデータで、地図作成やナビゲーション、環境モニタリング、都市計画など多くの分野で使用されます。AWSを使った空間データの管理や分析には、RDS for PostgreSQLやPostGIS、Amazon Athenaなどのサービスが役立ちます。空間データの理解と適切なツールを使うことが、効果的なデータ管理と分析に繋がります。

実践

略

一問道場

ある企業がオンプレミスのOracleデータベースの一部をAWSに移行する必要があります。企業は、ビジネスコンプライアンスの理由で一部のデータベースはオンプレミスに残すことに決定しました。オンプレミスのデータベースには空間データが含まれており、メンテナンスのためにcronジョブを実行しています。企業は、AWSからオンプレミスのシステムに直接接続して、データを外部テーブルとしてクエリする必要があります。

この要件を満たすソリューションはどれですか？

A. 自動スケーリングを有効にしたAmazon DynamoDBグローバルテーブルを作成します。AWSスキーマ変換ツール（AWS SCT）とAWSデータベース移行サービス（AWS DMS）を使用して、オンプレミスからDynamoDBにデータを移動します。AWS Lambda関数を作成して、空間データをAmazon S3に移動します。データをAmazon Athenaを使用してクエリします。EventBridgeを使用してDynamoDBのメンテナンスジョブをスケジュールします。外部テーブルのサポートにはAmazon API Gatewayを使用します。

B. Amazon RDS for Microsoft SQL Server DBインスタンスを作成します。ネイティブレプリケーションを使用して、オンプレミスからDBインスタンスにデータを移動します。AWSスキーマ変換ツール（AWS SCT）を使用して、レプリケーション後にSQL Serverスキーマを必要に応じて変更します。空間データをAmazon Redshiftに移動します。システムメンテナンスのためにストアドプロシージャを使用します。AWS Glueクローラーを作成して、オンプレミスのOracleデータベースに接続し、外部テーブルサポートを提供します。

C. Amazon EC2インスタンスを起動して、Oracleデータベースをホストします。EC2インスタンスをAuto Scalingグループに配置します。AWSアプリケーション移行サービスを使用して、オンプレミスからEC2インスタンスにデータを移行し、リアルタイムの双方向変更データキャプチャ（CDC）同期を行います。Oracleのネイティブな空間データサポートを使用します。AWS Lambda関数を作成して、AWS Step Functionsワークフローの一部としてメンテナンスジョブを実行します。外部テーブルサポートのためにインターネットゲートウェイを作成します。

D. Amazon RDS for PostgreSQL DBインスタンスを作成します。AWSスキーマ変換ツール（AWS SCT）とAWSデータベース移行サービス（AWS DMS）を使用して、オンプレミスからDBインスタンスにデータを移動します。PostgreSQLのネイティブな空間データサポートを使用します。DBインスタンスでcronジョブを実行してメンテナンスを行います。外部テーブルサポートのために、AWS Direct Connectを使用してDBインスタンスをオンプレミス環境に接続します。

解説

このシナリオにおいて、要件を満たすソリューションは D の選択肢です。

理由:

外部テーブルのサポート: オンプレミスのOracleデータベースの一部をAWSに移行する必要があり、外部テーブルを使ってAWS上からオンプレミスデータベースにアクセスする要件があります。選択肢Dでは、PostgreSQL のネイティブな空間データサポートを利用して、外部テーブルをサポートします。これは、AWS RDS for PostgreSQLを利用し、必要に応じてオンプレミスデータベースとの接続を確立できます。

空間データ: 空間データを扱うために、PostgreSQLにはPostGISという拡張機能があり、空間データを効率的に処理できます。AWS RDS for PostgreSQLは、このPostGIS機能をサポートしており、空間データをAWS側でも適切に扱えます。

メンテナンスのためのcronジョブ: PostgreSQLでは、RDSインスタンス上でcronジョブを使用して、必要なメンテナンスタスクをスケジュールすることができます。

オンプレミス接続: 外部テーブルのサポートには、AWS Direct Connectを使用して、AWSとオンプレミスのデータベース間で低遅延かつ安全な接続を提供することができます。

他の選択肢の問題点:

A: DynamoDBはNoSQLデータベースであり、空間データのサポートが限られています。また、DynamoDBへの移行は、Oracleのリレーショナルな特性を活かすには不向きです。

B: RDS for SQL Serverを使用し、空間データをRedshiftに移動する案ですが、SQL Serverの空間データサポートはRedshiftの方が強力ではなく、オンプレミスのOracleデータベースとの互換性に問題が生じる可能性があります。

C: EC2にOracleデータベースをインストールする方法ですが、EC2インスタンスでOracleを管理するのは手間がかかります。また、双方向CDC同期の設定やインターネットゲートウェイの利用など、複雑さが増します。

したがって、D の選択肢が最も適切な解決策です。