ラスター解析の構成およびデプロイメント

ArcGIS Enterprise のラスター解析機能として、適応性に富むラスター処理、格納、共有システムがあり、ArcGIS Image Server を基盤とする分散コンピューティングおよび格納技術を活用できます。 ラスター解析では、ArcGIS のラスター解析ツールとラスター関数を適用するか、独自のカスタム関数とツールを構築するか、さまざまなツールと関数を組み合わせてラスター処理チェーンに仕立て、収集した大量のラスター データに対して独自のアルゴリズム処理を実行します。 ソース データと処理結果は、要件や優先度に応じて、社内横断的に保存、公開、共有できます。

クラウド コンピューティングの能力やリソースを活用すれば、この豊富な機能をさらに強化できます。 数日から数週間もの期間を要していた画像処理ジョブや画像解析ジョブが、今や数分から数時間で終わり、広範囲に及ぶ巨大なジョブも扱えるようになりました。

イントロダクション

ラスター解析は、ラスター解析用に構成された ArcGIS Image Server デプロイメントで使用できます。 組み込みツールと組み込み関数には、前処理、オルソ補正やモザイク処理、リモート センシング解析、数学や三角法のさまざまな演算があります。 カスタム関数を実装することにより、プラットフォームの解析能力をさらに強化できます。

既存の ArcGIS Image Server をサイトで使用するか、ArcGIS Enterprise on Amazon Web Services や ArcGIS Enterprise on Microsoft Azure などのクラウド環境にデプロイメントを構成します。 拡張性に富むラスター解析環境では、これまで利用できなかったか、法外な費用がかかった、膨大な計算量を要する画像処理も実装可能です。

ラスター解析機能の設計では、コラボレーションや共有が、円滑かつ簡便におこなえることも考慮しました。 社内全体のさまざまなユーザーが、データや処理モデルに貢献し、画像処理プロジェクトで力量を発揮し、処理結果を個人や部門、組織全体で共有できます。

ラスター解析向けのデプロイメントの設定

ラスター解析は、ArcGIS Enterprise、ArcGIS Image Server を基盤とするラスター解析、ArcGIS Image Server を基盤とする画像ホスティング サイト (ラスター データ ストアなど) という 3 つの部分に大きく分かれています。

ラスター解析には、ArcGIS Enterprise の基本デプロイメントが必要です。ArcGIS Enterprise は、さまざまなデバイス上で、ラスター データ、フィーチャ データ、マップ、その他の地理情報の処理、格納、共有を整理したり管理したりするためのソフトウェアとユーザー インターフェイスを提供します。 この統合システムは、クラウド処理またはストレージ環境で、あるいはこれらの環境の組み合わせにおいて、オンプレミスおよびファイアウォールの背後で、処理結果の普及および結果の格納を管理します。

ラスター解析の理想的なデプロイメントは、イメージ ホスティングのサイト、ラスター解析のサイト、およびダイナミック イメージのサイトの 3 つのサーバー サイトが主な役割を果たすように構成されます。 ラスター解析には ArcGIS Enterprise と ArcGIS Image Server の 2 つのライセンスが必要です。

異なるロールを持つ 3 つのサーバーを使用してラスター解析を構成する利点は、効率と生産性を最大化することです。 分散ラスター解析処理のロールとイメージ サービス ホスティングのロールを分離することによって、リソースを、中断せずに特定のタスク専用にすることができます。 このようにして、さまざまなラスター プロダクトおよびラスター サービスへのアクセスを要求する複数のユーザーは、ラスター解析および画像処理のリソースを競合せず、それらのリソースに影響を与えません。

ArcGIS Enterprise の設定

ArcGIS Enterprise はラスター解析システムのコンポーネントを統合し、拡張性に優れたラスター処理および格納のワークフローをサポートします。

ArcGIS Enterprise の基本デプロイメントは、物理、仮想、クラウドを問わず、何台ものコンピューターにまたがってインストールできます。 ArcGIS Enterprise コンポーネントに必要なコンピューターの仕様の詳細については、システム要件をご参照ください。

ArcGIS Enterprise の基本デプロイメントのインストールおよび構成のプロセスは、手動で行うか、ArcGIS Enterprise Builder を使用して自動的に実行できます。

Esri は ArcGIS Enterprise をクラウド上にデプロイメントするためのテンプレートも提供しています。 これらのテンプレートによって、選択した構成で ArcGIS Enterprise がセットアップされます。 単一コンピューターにデプロイメントする場合、次のテンプレートを使います。

• CloudFormation テンプレート - Amazon Web Services の単一コンピューターにデプロイメント。

複数コンピューターにデプロイメントする場合、次のテンプレートを使います。

• オンプレミスでデプロイメントする場合 - 高可用性システム構成テンプレート。
• 高可用性 ArcGIS Enterprise デプロイメントを Amazon Web Services 上にプロビジョニングします。

ArcGIS Image Server をラスター解析用に構成

分散ラスター処理は、ラスター解析のロールを割り当てた ArcGIS Image Server で実行します。 ラスター データのタイプに応じた、ラスター処理チェーンを実行するようになっています。 ソース画像およびラスター データの供給元として、分散ラスター データ ストア、ArcGIS Pro のようなローカル クライアント、ラスター解析デプロイメントで設定した以外のサーバーなどが考えられます。 中でも分散ラスター データ ストアが、処理速度や効率の面では理想的です。

ポータルのメンバーが、直接 ArcGIS Image Server を操作することはありません。ArcGIS Pro、Map Viewer Classic、または ArcGIS REST API、ArcGIS API for Python、ArcGIS API for JavaScript などの API から構築されたクライアントを使用して、ラスター解析を実行します。 ArcGIS Image Server が実質的に、処理、格納、公開のロールを担います。

分散されたラスター解析および処理ワークフローを実行するために、ラスター解析サーバーのロールで、ArcGIS Image Server を設定してフェデレートする必要があります。 ラスター解析サーバーは、使用されるツールおよび機能に応じて、ブロック レベルまたはシーン レベルで、画像処理タスクおよびラスター解析タスクを自動的に管理して分散します。 ラスター解析サーバーは、フィーチャ データ プロダクト用のホスティング サーバー上の ArcGIS Data Store へ、またはイメージおよびラスター データ プロダクト用のラスター データ ストアへの処理結果の分散を管理します。

オンプレミス ArcGIS Image Server をラスター解析用にセットアップ、デプロイする手順の概要を以下に示します。

ArcGIS Image Server ラスター解析サイトのセットアップ

次の手順を実行するにあたり、組織にデプロイメントされた ArcGIS への変更が必要となることがあります。続行する前に入念にご確認ください。

1. ArcGIS Enterprise の基本デプロイメントを構成していることを確認してください。
2. ArcGIS Image Server サイトとして機能する ArcGIS Server サイトを別途インストールします。
3. ArcGIS Image Server のライセンスで ArcGIS Server を認証します。
4. ラスター データ ストアを ArcGIS Image Server に登録します。 ラスター解析サービスは、処理済みのラスターをデータ ストアに保存します。 実際のデータ ストアとしては、ファイル共有、クラウド ストアなどが考えられます。

   注意:

   イメージ ホスティング サーバーがラスター解析のデプロイメントで指定されており、イメージ サービスを公開する場合は、同じラスター ストアをイメージ ホスティング サーバーとラスター解析サーバーの両方に登録する必要があります。

   入力データにデータ ストアからアクセスする場合は、データ ストアをラスター解析サーバーとイメージ ホスティング サーバーの両方に登録する必要があります。

   1. フォルダーを使用するには、ArcGIS Server Manager でデータ ストアに UNC 共有を登録し、名前を設定します。

      注意:

      _raster_store の複数インスタンス (raster_store1、raster_store2、など) を定義した場合、タスク要求ごとにランダムに選んでラスター解析を実行するようになります。

   2. クラウド ストアを使う場合、アクセス キーを指定します。 クラウド ストアに関しては、サブフォルダーのサポートに関する設定も必要です。

      

      注意:

      クラウド ストアをラスター ストアとして使用するには、ArcGIS Server アカウント ユーザーがデータを適切に管理できるように、クラウド バケットに対する読み取り、書き込み、削除権限を持っている必要があります。

ラスター解析用のサーバーのフェデレーションと構成

次に、ラスター解析を実行するように ArcGIS Image Server サイトを指定します。

1. 管理者としてポータルにサイン インします。 URL の形式は https://webadaptorhost.domain.com/<webadaptorname>/home です。
2. [組織] > [設定] > [サーバー] の順に移動します。
3. ArcGIS Image Server サイトをポータルとフェデレートします。
4. [サーバー] ページで、ポータルとフェデレートした ArcGIS Image Server サイトを見つけます。
5. 次のいずれかの操作を実行して [サーバー ロールの構成] ダイアログを開きます。
   1. [サーバー ロール] の横に表示されたサーバー ロールをクリックするか、ロールが割り当てられていない場合は、[サーバー ロールの構成] をクリックします。
   2. [その他のオプション] ボタン をクリックして、[サーバー ロールの構成] を選択します。
6. [サーバー ロールの構成] ダイアログ ボックスで、[ラスター解析サーバー] を有効化します。
7. [保存] をクリックします。

権限の割り当て

次に、ラスター解析を実行するために必要な最小限の権限を割り当てます。

1. [組織] > [設定] > [メンバー ロール] の順にページを移動します。
2. ラスター解析を実行するロールの横にある [その他のオプション] ボタン をクリックして、[編集] を選択します。
3. [ロールの編集] ウィンドウで、[コンテンツ] を展開します。
4. [作成、更新、および削除] および [ホスト フィーチャ レイヤーの公開] のオプションを有効にします。
5. [コンテンツおよび解析] を展開します。
6. [標準フィーチャ解析] を有効化します。
7. [画像解析] を有効化します。

ラスター解析サービスの構成

ラスター解析サービスを構成して、SOC の最大ヒープ サイズを大きくするようお勧めします。

ArcGIS Image Server のラスター解析サービスには、デフォルトの処理能力構成があります。 ハードウェアの構成に基づいて、この構成をカスタマイズする必要がある場合があります。 ArcGIS Server Manager にサイン インした後、[サービス] をクリックして [システム] フォルダーを開きます。ここで、次の構成を実行できます。

• 処理速度と容量を上げるには、RasterProcessing サービスの最大インスタンス数を増やします。
• 解析結果の可用性を高めるには、RasterRendering サービスの最大インスタンス数を増やします。
• 同時に実行できる処理タスク数を増やすには、RasterAnalysisTools サービスの最大インスタンス数を増やします。

1. URL 形式 http://machine.domain.com:6443/arcgis/admin を使用して、ArcGIS Server Administrator Directory にサイン インします。
2. ArcGIS Server Administrator Directory のホーム ページで、[machines] をクリックします。
3. コンピューターのリストで、ArcGIS Image Server ライセンスを持つ最初のコンピューターを選択します (そのコンピューターがイメージ ホスティング サーバーとして使用されるか、ラスター解析サーバーとして使用されるかは問いません)。
4. [Server Machine Properties] メニューで、[SOC maximum heap size] の値を確認します。 この値が [64MB] に設定されている場合は、[Supported Operation] リストで [Edit] をクリックします。

   [コンピューターの編集] ページが表示されます。

5. [SOC の最大ヒープ サイズ] の値を [64MB] から [128MB] に変更します。
6. [Save Edits] をクリックします。

   サーバーが再起動します。

7. デプロイメント内の ArcGIS Image Server ライセンスを持つコンピューターごとに、この手順を繰り返します。

注意:

イメージ ホスティング サーバーを、ArcGIS Enterprise on Amazon Web Services が稼働するクラウド上にデプロイする場合は、「ArcGIS Enterprise Cloud Builder CLI for AWS」および「AWS CloudFormation および ArcGIS」をご参照ください。 ラスター解析サーバーを、Microsoft Azure が稼働するクラウド上にデプロイする場合は、「ArcGIS Enterprise on Microsoft Azure のデプロイメント」をご参照ください。

クラウド ラスター形式用の一時ディレクトリの構成

ラスター解析ツールでは、一時ディレクトリを使用して、読み取り速度と書き込み速度を上げることができます。 このディレクトリには、主に 2 つの目的があります。

• クラウドに保存された .crf データセットのキャッシュ
  • クラウドに保存された .crf ファイルを読み書きする際にすべてのラスター解析ツールに対応
  • ディスク使用量は、開いている .crf データセットごとにキャッシュされる最大 30 個のバンドルによって制御されます。 この数値、バンドルの平均サイズ (50 MB 以上)、開いている .crf データセットの推定数を使用して、各 SOC コンピューターに必要な一時領域を決定できます。
• 分散処理グローバル ツール ([水文解析]、[距離]、[ジェネラライズ] ツールなど) の一時的な処理ブロック データの保存。
  • ディスク使用量は、初期入力のサイズに比例します。 ツールによっては入力サイズの 3 ～ 5 倍になり、複数の SOC コンピューターに分散されます。

一時フォルダーに、各 SOC コンピューターの共有フォルダーまたはローカル フォルダーを設定することもできます。 構成されていない場合、デフォルトの一時フォルダーはユーザーのプロファイルの下にあります (例: C:\Users\username\AppData\Local\ESRI\LocalCaches\MapCacheV1)。

ラスター解析イメージ サーバー用の一時ディレクトリを構成するための 2 つのオプションが用意されています。

1. サーバー管理システム プロパティ内の 1 つの一時フォルダー パス "localTempFolder" (例: https://servername:6443/arcgis/admin/system/properties)。

   これは、サーバーのキャッシュ ツールでも使用されます (例: {"localTempFolder":"E:/Temp/RA"})。

2. サーバー管理システム プロパティ内の一時フォルダー パスのリスト (セミコロン区切り) を定義するプロパティ "localTempFolders" (例: https://servername:6443/arcgis/admin/system/properties)。 ラスター解析ツールは、リストから一時フォルダーをランダムに選択します。 これにより、SOC コンピューター上で複数のローカル ディスクを使用できます (例: すべての SOC コンピューターに E: ドライブと F: ドライブがあることを前提とした場合、{"localTempFolders":"E:/Temp/RA;F:/Temp/RA"})。

一時フォルダー パスのリスト "localTempFolders" と 1 つの一時フォルダー パス "localTempFolder" がどちらも構成されている場合は、"localTempFolders" が "localTempFolder" よりも優先されます。

ラスター解析ツールの一時的な場所の構成

ラスター解析ジオプロセシング ツール ([エリア内でのラスターの集約 (Summarize Raster Within)] および [ラスターをフィーチャに変換 (Convert Raster To Feature)]) は、複数のコンピューターで同時に実行できます。 これらのツールを使用して、コンピューター間で一部の結果を共有するには、特別な名前のエントリをラスター解析サーバー クラスターのラスター データストアに追加する必要があります。 各コンピューター上で高速なローカル一時ディレクトリを識別し、そのディレクトリに文字列 machinename_tmp を含む UNC 共有を定義する必要があります。 その共有は、ファイル共有としてラスター データ ストアに追加する必要があります。

たとえば、ラスター解析クラスターに workerA と workerB という名前の 2 台のコンピューターがあるとします。 各コンピューターの空き容量の大きい高速ローカル ディスク上に一時ディレクトリを作成し、UNC 共有 ( \workerA_raster_store_workerA_tmp および \workerB_raster_store_workerB_tmp) を定義します。 テキスト文字列 machinename_tmp が存在する限り、共有名には任意の名前を付けることができます。 SummarizeRasterWithin または ConverRasterToFeature ジョブが実行されている際、ワーカー コンピューターはこれらの場所を使用して一部の結果を並列に書き込みます。 結果はローカル ネットワーク経由で読み取られ、特定の操作で必要に応じて照合されます。

イメージ ホスティング サーバーの設定

イメージ ホスティング サイトは、ラスター データ ストアをホストし、ファイル共有格納およびクラウド格納を管理し、ポータル メンバーのリクエストに応じて結果を分散します。 ラスター データ ストアは、ArcGIS Data Store の一部ではなく、登録済みのファイル共有または ArcGIS Enterprise とフェデレートされたクラウド共有ストア (あるいはその両方) です。 ラスター データ ストアは、出力イメージを格納するためにラスター解析サービスによって使用され、オンプレミスまたはクラウドで、分散形式で読み取り、書き込み、および格納を行うように最適化されています。

異なるロールを持つ 3 つのサーバーを使用してラスター解析を構成する利点は、効率と生産性を最大化することです。 分散ラスター解析処理のロールとイメージ サービス ホスティングのロールを分離することによって、リソースを、中断せずに特定のタスク専用にすることができます。 このようにして、さまざまなラスター プロダクトおよびラスター サービスへのアクセスを要求する複数のユーザーは、ラスター解析および画像処理のリソースを競合せず、それらのリソースに影響を与えません。

イメージ ホスティング サーバーとして機能するように、2 番目の ArcGIS Image Server サイトを設定してフェデレートする必要があります。イメージ ホスティング サーバーは、ラスター解析サーバーで生成されたすべての分散イメージ サービスをホストします。 イメージ ホスティング サーバーには、ArcGIS Image Server Manager で構成されたラスター データ ストアが含まれます。Image Server Manager は、分散ファイル共有格納、およびイメージ サービスの Amazon Simple Storage Service (S3) 格納や Microsoft Azure BLOB 格納などのクラウド格納を管理します。 イメージ ホスティング サーバーは、Enterprise ポータルのメンバーによって要求された分散された結果を格納し、返します。 イメージ ホスティング サーバーには、ArcGIS Image Server ライセンスが必要です。

イメージ ホスティング サーバーのセットアップおよび設定手順を以下に示します。

次の手順を実行するにあたり、組織にデプロイメントされた ArcGIS への変更が必要となることがあります。続行する前に入念にご確認ください。 イメージ ホスティング サービスを実行するポータルを構成するには、次の手順に従います。

1. ArcGIS Server をインストールします。
2. ArcGIS Image Server のライセンスで ArcGIS Server を認証します。
3. ArcGIS Server Manager にサイン インし、[サイト] > [データ ストア] の順に参照します。 新しいラスター ストアを登録します。

   ラスター ストアは、ラスター解析の出力場所です。入力データのディレクトリとしては使用しないでください。 ファイル共有は、ラスター データ ストアとして直接登録できます。 クラウドベースのストアの場合、最初にクラウド ストアを登録します。 次に、このクラウド ストアを使用するために、ラスター ストアを作成します。

   注意:

   複数のラスター ストアが定義されている場合、ラスター解析サービスは、出力場所として 1 つをランダムに選択します。

4. ArcGIS Image Server に合わせて SOC の最大ヒープ サイズを 128 MB まで大きくしたことを確認します。

注意:

イメージ ホスティング サーバーを Amazon Web Services が稼働するクラウド上にデプロイする場合は、「ArcGIS Enterprise Cloud Builder CLI for AWS」をご参照ください。 ラスター解析サーバーを Microsoft Azure が稼働するクラウド上にデプロイする場合は、「ArcGIS Enterprise on Microsoft Azure のデプロイメント」をご参照ください。

イメージ ホスティング用のサーバーのフェデレーションと構成

次に、イメージ レイヤーから作成されたイメージ サービスをホストするように ArcGIS Image Server を指定します。

1. 管理者権限を持つメンバーとしてポータルにサイン インします。 URL の形式は https://webadaptorhost.domain.com/<webadaptorname>/home です。
2. [組織] > [設定] > [サーバー] の順に移動します。
3. ArcGIS Server サイトをフェデレートします。
4. [サーバー] ページで、ポータルとフェデレートした ArcGIS Image Server サイトを見つけます。
5. 次のいずれかの操作を実行して [サーバー ロールの構成] ダイアログを開きます。
   1. [サーバー ロール] の横に表示されたサーバー ロールをクリックするか、ロールが割り当てられていない場合は、[サーバー ロールの構成] をクリックします。
   2. [その他のオプション] ボタン をクリックして、[サーバー ロールの構成] を選択します。
6. [サーバー ロールの構成] ダイアログ ボックスで、[イメージ ホスティング サーバー] を有効化します。
7. [保存] をクリックします。

最小限のラスター解析システム

組織にリソースがあり、ラスター解析処理およびイメージ サービスの分散のリソースの競合に関して制限している場合、ラスター解析サーバーおよびイメージ ホスティング サーバーの機能を結合し、1 つのサーバー上でホストすることができます。 この実装では、ラスター解析および画像処理操作は、ラスター解析サーバーとして構成された ArcGIS Image Server サイト上で実行され、その結果は、同じ ArcGIS Image Server サイトを介して管理および公開されます。 ArcGIS Image Server サイトが、解析リクエストを処理し、結果を保存して、Portal for ArcGIS サイトのメンバーに結果を返すワークフローを実行します。

最小限のラスター解析システムの図を下に示します。

ラスター解析サーバーおよび出力イメージ ホスティング サーバーは、ArcGIS Image Server ライセンスを必要とします。

以下では、最小限のラスター解析システムを設定および構成する手順について詳細に説明します。

最小限のラスター解析システムのセットアップ

次の手順を実行するにあたり、組織にデプロイメントされた ArcGIS への変更が必要となることがあります。続行する前に入念にご確認ください。 イメージ ホスティング サービスを実行するポータルを構成するには、次の手順に従います。

1. ArcGIS Server をインストールします。
2. ArcGIS Image Server のライセンスで ArcGIS Server を認証します。
3. ArcGIS Server Manager にサイン インし、[サイト] > [データ ストア] の順に参照します。 新規ラスター ストアの登録

   ラスター ストアは、ラスター解析の出力場所です。入力データのディレクトリとしては使用しないでください。

   注意:

   複数のラスター ストアが定義されている場合、ラスター解析サービスは、出力場所として 1 つをランダムに選択します。

4. ArcGIS Server サイトをポータルとフェデレートします。
5. [サーバー] ページで、ポータルとフェデレートした ArcGIS Image Server サイトを見つけます。
6. 次のいずれかの操作を実行して [サーバー ロールの構成] ダイアログを開きます。
   1. [サーバー ロール] の横に表示されたサーバー ロールをクリックするか、ロールが割り当てられていない場合は、[サーバー ロールの構成] をクリックします。
   2. [その他のオプション] ボタン をクリックして、[サーバー ロールの構成] を選択します。
7. [サーバー ロールの構成] ダイアログ ボックスで、[ラスター解析サーバー] を有効化します。
8. [保存] をクリックします。
9. ラスター解析を実行するために必要な最小限の権限を割り当てます。
10. ArcGIS Image Server に合わせて SOC の最大ヒープ サイズを 128 MB まで大きくしたことを確認します。