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WKB（Well-Known Binary）
2026年05月25日 14:06
GISBoxは、OSGB/GEOTIFF/RVTなどの複数のGISフォーマットでの編集をサポートし、3DTiles/Terrainへの変換や公開が可能なワンストップ3DGIS データ編集、変換、公開プラットフォームです。
概要
WKB（Well-Known Binary）は、Open Geospatial Consortium（OGC）によって定義された幾何オブジェクト表現用のバイナリエンコーディング標準です。ポイント、ライン、ポリゴンなどの空間要素をコンパクトなバイトストリーム形式で保存します。テキスト形式であるWKTと比較して、より高い保存効率と高速な転送・解析性能を持っています。その構造は通常、1バイトのバイトオーダ識別子（0x01 はリトルエンディアン）、4バイトのジオメトリタイプコード（例：Point=1、LineString=2）、および後続の座標データで構成されます。座標値は IEEE 754 倍精度浮動小数点数として順番に格納され、PostGIS や MySQL などの空間データベースにおいて、ジオメトリフィールドの基盤保存形式として広く利用されています。
データフォーマットの概要
WKB（Well-Known Binary）のファイル構造は OGC Simple Features 仕様に従っており、コンパクトなバイナリシーケンスで幾何オブジェクトをエンコードします。その構造を項目ごとに説明すると以下の通りです。
- バイトオーダ識別子（1バイト）：先頭1バイトは符号なし整数であり、0x00 はビッグエンディアン（Big-Endian）、0x01 はリトルエンディアン（Little-Endian）を表します。これにより後続のすべてのマルチバイトデータの解析順序が決定されます。
- ジオメトリタイプコード（4バイト）：バイトオーダの直後に続く4バイトの符号なし整数で、ジオメトリオブジェクトの種類を識別します。
- SRID識別子（任意、4バイト）：タイプコードの上位ビットに 0x20000000 が含まれる場合、タイプコードの後に4バイトの符号なし整数が続き、空間参照システム識別子（例：EPSG:4326）を示します。
- 長さフィールド（4バイト、多要素構造のみ）：MultiPoint、MultiLineString、MultiPolygon、GeometryCollection の場合、SRID（またはタイプコード）の直後に4バイト整数が続き、子要素数を表します。
- 空ジオメトリ（EMPTY）：タイプコードのみで識別され（例：1 は Point）、座標データや長さフィールド、SRID を含みません。構造は
[バイトオーダ][タイプコード]のみで、合計5バイトです。
長所
- 高い保存効率：WKTテキスト形式と比較して、WKBは40%〜60%程度の保存冗長性を削減できます。IEEE 754 倍精度浮動小数点数によるコンパクトな座標エンコードにより、ディスクおよびメモリ使用量を大幅に削減します。
- 高速な転送・解析：バイナリ形式のため文字列解析が不要であり、高頻度な読み書きシナリオに適しています。そのため、PostGIS や MySQL などの空間データベースにおけるデフォルト保存形式として採用されています。
- 高いクロスプラットフォーム互換性：標準化されたバイトオーダ（0x00 / 0x01）により、異なるOSやCPUアーキテクチャ間でも曖昧さなく解析可能であり、主要なGISツールチェーンとのシームレスな統合を実現します。
- 複雑なジオメトリ構造をサポート：ポイント、ライン、ポリゴン、マルチパート構造、ジオメトリコレクションを完全にサポートしており、高位ビットフラグ（0x80000000、0x40000000）を利用することで3次元（Z）や測定値（M）の拡張にも対応しています。
- データベースでのネイティブサポート：PostgreSQL / PostGIS、MySQL、Kingbase などの主要空間データベースで直接サポートされており、追加変換なしで空間関数演算に利用できます。
短所
- 可読性がない：バイナリバイト列は人間が直接読むことができず、デバッグには ST_AsBinary()、hex() 関数、または GIS ソフトウェアによる可視化が必要です。
- デバッグや障害解析が困難：座標異常やバイトオーダの不一致などの問題が発生した場合、1バイトずつ解析する必要があり、開発・運用コストが増加します。
- メタデータ埋め込み機能が不足：座標系名称、単位、投影パラメータなどの説明情報を含まず、SRID は整数値（例：4326）のみで表現されるため、外部メタデータ管理に依存します。
- バージョン・拡張互換性のリスク：3Dや測定値拡張は高位ビットフラグに依存するため、システムごとに 0xC0000001 などの拡張型への対応が異なり、システム移行時に問題が発生する可能性があります。
- 相互運用時に明示的変換が必要：WKT や GeoJSON などのテキスト形式と連携する場合、ST_GeomFromWKB() や ST_AsText() などの関数呼び出しが必要となり、SQL の複雑化や性能コスト増加につながります。
応用シーン
WKB（Well-Known Binary）は、空間データベースの基盤保存形式および高効率なデータ交換形式として広く利用されています。PostGIS、MySQL、Kingbase などのシステムではデフォルトのジオメトリエンコーディング形式として採用されており、GIS におけるポイント、ライン、ポリゴンなどの空間要素の高速なシリアライズ・デシリアライズを実現しています。また、空間インデックス構築、近傍検索、トポロジー解析などの高頻度処理を支援し、分散型地理データ転送、地図タイル前処理、モバイルGISアプリケーションにおいても、そのコンパクトなバイナリ構造によりネットワーク帯域とメモリ消費を大幅に削減します。WKB は、空間データベース、GIS エンジン、フロントエンド描画モジュールを接続する重要な相互運用フォーマットとして機能しています。
例
1. 二次元ポイント Point(1 1) を例とした WKB 表現。
ファイルの開き方
1. ジオメトリタイプと WKB コンバーターを定義。
