緯度・経度から市区町村の情報を追加する方法
都道府県や市区町村の情報を緯度・経度から取得する方法としては、外部のAPIを利用するアプローチがよく知られていますが、APIの登録やキーの管理といった手間がかかるうえ、利用コストや1日あたりの処理件数に制限がある場合もあります。
また、AIに変換を任せる方法もありますが、処理可能な量や精度の問題が伴います。
そこで、こちらのノートでは、sfパッケージを活用し、国土交通省が公開している日本全国の行政区域データをもとに、緯度・経度から都道府県・市区町村名の情報を高精度かつ一括で付与する方法を紹介します。
API登録も不要で、大量のデータにも安定して対応できるのが大きな特長です。
処理の流れ
データの中にある緯度・経度の数値は、地球上の特定の場所を指し示す「座標」です。
今回の処理では、まずその座標を地図上の「ピン」として立てます。
次に、日本全国の市区町村の境界線データを読み込み、それぞれのピンがどの市区町村の「枠」の中に含まれるかを自動で判定します。
最後に、判定された都道府県名・市区町村名・行政コードを元のデータに新しい列として追加して返します。この一連の処理は空間結合と呼ばれる技術を使っており、sfパッケージの関数がその複雑な地理的計算をすべて担ってくれています。
必要なパッケージのインストール
まず、空間結合を実行するために必要な sfパッケージをインストールします。
プロジェクトメニューから「Rパッケージの管理」を選択します。
Rパッケージの管理のダイアログが表示されるため、「パッケージをインストール」タブをクリックしてから sfパッケージをインストールしてください。
地図情報のダウンロード
今回の処理では、緯度・経度が「日本のどの市区町村に含まれるか」を判定するために、日本全国の市区町村の境界データが必要になります。
そのため、以下のリンクから地図データのファイルをダウンロードしてください。
- 地図データ - リンク
ダウンロードしたファイルは、後述のステップでパスを指定しますので、確認しやすいフォルダに保存、または移動しておいてください。
なお、このファイルは、国土交通省が公開している行政区域データ（国土数値情報）をもとに作成されています。
元データはShapefileと呼ばれる複数のファイルからなる形式ですが、扱いやすくするためにGeoPackage（.gpkg）形式の1つのファイルにまとめ直したもので、元データは以下のページから確認・ダウンロードいただくことが可能です。
- 国土数値情報 行政区域データ - リンク
Rスクリプトの登録
次に、市区町村情報を追加するための関数をExploratoryにRスクリプトとして登録します。
スクリプトメニューから「スクリプト」を選択します。
任意のスクリプト名を設定します。
スクリプトエディタが開いたら、以下のコードをエディタに貼り付けます。
library(sf)
add_city_names <- function(data,
lon_col = "lon",
lat_col = "lat",
map_path = "ダウンロードしたファイルのパス") {
if (!exists("cached_japan_map")) {
if (!file.exists(map_path)) stop(paste0("ファイルが見つかりません: ", map_path))
message("ローカルから地図データを読み込んでいます...")
cached_japan_map <<- st_read(map_path, quiet = TRUE) %>%
st_transform(4326)
}
# 空間ジョイン
joined_sf <- data %>%
st_as_sf(coords = c(lon_col, lat_col), crs = 4326, remove = FALSE) %>%
st_join(cached_japan_map, join = st_intersects, suffix = c("", ".map"))
# 重複エラーを避けるための処理
# 「都道府県」が既にある場合は「都道府県_地図」にする
new_pref_name <- if ("都道府県" %in% colnames(data)) "都道府県_地図" else "都道府県"
new_city_name <- if ("市区町村" %in% colnames(data)) "市区町村_地図" else "市区町村"
joined_sf %>%
st_drop_geometry() %>%
# rename の代わりに、動的に名前を変えられる rename_with や変数を活用
rename(
!!new_pref_name := N03_001,
!!new_city_name := N03_004,
行政コード = N03_007
) %>%
select(everything(), all_of(c(new_pref_name, new_city_name, "行政コード")),
-starts_with("N03_"), -starts_with("Shape"), -any_of("OBJECTID"))
}
このとき、map_pathの引数は、map_path = "/Users/tanaka/Documents/japan_map.gpkg"のように、先ほどダウンロードした
japan_map.gpkg
ファイルの保存先のパスに書き換えてください。
コードを貼り付けたら、「実行」ボタンをクリックしてスクリプトを登録します。
緯度・経度から市区町村の情報を追加する
ここからは、先程作成した関数を使って、緯度・経度から都道府県・市区町村の情報を追加する手順を説明いたします。
使用するデータは、1行が1つの物件（宿泊施設）を表しており、物件の緯度や経度の列が含まれています。
まずはステップの追加メニューから「カスタムRコマンド」を選択します。
カスタムRコマンドのダイアログ開いたら、エディタに以下のコードを入力し、実行します。
add_city_names(lat_col = "緯度", lon_col = "経度")
lat_col の引数には緯度の列名を、lon_col
の引数には経度の列名を指定します。
今回のデータでは列名がそれぞれ「緯度」「経度」（日本語）となっているため、上記のような設定になっています。
「実行」ボタンをクリックすると、ステップが追加され、データの最後に「都道府県」「市区町村」「行政コード」の3列が新しく追加されます。
なお、元のデータに「都道府県」や「市区町村」という列名が存在しているときには、列名の重複を避けるために自動的に「都道府県_地図」「市区町村_地図」という名前に変更されて列が追加されます。