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講義ノート 地図の基本 その1

地図とは何か

地球表面の一部または全部の状態を,一定の割合で縮め,文字・記号を用いて平面上に表したもの。マップ。チャート。(三省堂大辞林 第三版)

地図であるための必要条件

  • 現実と表現された対象物との間の明確な数理的関係が保たれており(縮尺)
  • 平面に描かれ(平面図)
  • 地理的事象から選択したものを単純化や類型化、記号化して表現する(記号化)
『地図学の基礎』(A.H.ロビンソン、R.D.セール、J.L.モリソン著、永井信夫訳)より

平面に投影する

正積図法

地球上の面積と対応する地図上の面積との比 が同じに表わされている地図投影法。
  a.サンソン図法
  b.モルワイデ図法
  c.グード図法
  d.ボンヌ図法

方位図法

ある基準点 からの方位が正しい図法
  a.正距方位図法

正角円筒図法

地球上の任意の方向角が地図上の任意の地点でいつも正しく表わされる地図投影法。経緯線は垂直線と水平線で表される。
  a.メルカトール図法
赤道付近でのひずみは小さくなる。経線方向のひずみと緯線方向のひずみが等しくなるように、緯線間隔を補正して正角にしている。
高緯度地方は極端に拡大され、極を表すことはできず、ひずみの限界を考えて上下85度までを投影する。
実用になるのは75度付近まで。航海においては、2地点間に直線を引いて経線となす角度を測り、コンパスを見ながら常にこの角度へ舵を合わせて進んでいけばよい。
この航路は航程線といわれ、大圏コースではないが、舵取が容易であるため海図に広く使用された。

ユニバーサル横メルカトル図法

ユニバーサル横メルカトル図法とは、国際的に標準化された地図投影法の一種である。略してUTM図法(Universal Transverse Mercator) とも呼ばれる。主に中縮尺向けの図法として採用している国が多い。 日本では国土地理院発行の縮尺1:10,000~1:200,000の地形図に使用されている。

通常の円筒図法では、日本のような中緯度地方の歪みが大きくなりがち。 そこで、投影する円筒を横に北極と南極を結ぶ経線に接するように投影する。 この方法だと接する経線上では、極めて正確な地図を作ることができる。 ただし、狭い日本といっても一回の投影では歪みが生じるため、経度で6度ずつずらしながら連続して投影している。

地形図

地形図とは、土地の高い低いなども含めた地球の様子を表した正確な地図のことをいう。そのため地形図には、土地の高低をあらわす等高線などが必ず使用され、この上で面積や長さ、高さを知ることができる。
地形図は国土地理院(国土交通省)、海図や航空図は海洋情報部(国土交通省)が発刊する。
国内で発行される地図はこれらに準拠している(ことになっている)。

(日本の)地形図の約束

北が上
地図記号(決められたもの)
等高線
縮尺

縮尺

地図は土地のようすをせまい紙の上にかくために、実際の長さを縮めてあらわしている。 この縮めた比率を地図の縮尺という。
たとえば2万5千分の1の縮尺では、地図の上で1mmだったら、実際は25m。 5万分の1の縮尺では、50mは1mmになる。
大縮尺の地図では表示される地名や土地利用なども、小縮尺の地図では省略されいることがある。
日本の国土地理院の地図の場合、慣例として、1/500~1/2500を大縮尺、1/1万~1/5万を中縮尺、1/10万より小さい場合を小縮尺という。
縮尺の大小は小数にしたときの数字の大きさ、と覚える。

日本の地図の歴史

最初の地図

日本最初の全国地図とされているものは、奈良時代(8世紀)の僧侶・行基が作ったとされる「行基図」である。 位置関係は把握できるものの正確さには欠けるものであった。
以後、強力な中央政権が誕生しなかったことから、全国地図の制作は江戸時代まで行われなかった

江戸時代の地図

日本全土を対象とした日本地図では安永8年(1779年)に日本で初めて経緯度線が入った地図『改正日本輿地路程全図』(通称『赤水図』)が長久保赤水により刊行された。
測量に基づくものではないが、蝦夷地(北海道)を除く日本全土が示されており、経緯度線も含まれていて見やすく、明治初期まで日本地図として広く一般に使われた(伊能忠敬の地図は国家機密とされており、一般には出回っていない)。

伊能図

1800年頃から伊能忠敬らにより、はじめて測量技術に基づいた正確な日本地図が作られた(ただし、それ以前に琉球王国では測量に基づく正確な地図が作られている)
「伊能図(関東)」

江戸切絵図

今で言うと、街歩きの地図、住宅図のようなもの。
参勤交代と言って大名に江戸と領地の間を1年交代で行き来することを義務付けていたので、江戸に不慣れな武士が大量に出張に来ていた。
時代劇のテレビでは武士の屋敷に大きな表札が出ているがあれはうそ。普通は表札が出ていないから江戸切絵図がヒット商品となった。
尾張屋版「江戸切絵図(京橋南築地絵図)」 (文久元年 1861)より
家紋は上屋敷、■は中屋敷、●は下屋敷
各姓名の頭頂面が屋敷の正面玄関。

大名屋敷には上屋敷、中屋敷、下屋敷の3種類があった。
上屋敷は大名とその家族が居住し、江戸における藩の政治的機構が置かれた屋敷である。
中屋敷は上屋敷の控えとして使用され、多くは隠居した主や成人した跡継ぎの屋敷とされた。
下屋敷は主に庭園など別邸としての役割が大きく、大半は江戸城から離れた郊外に置かれた。

国家戦略としての地図

明治維新ののち、行政官から府県・諸侯に対し管轄地図を調製させる旨の沙汰が下った。
1869年 民部官に庶務司戸籍地図掛を設置
1871年 工部省に測量司、兵部省に陸軍参謀局間諜隊を設置、近代地図の作成が開始された。
1875年 大三角測量開始
1883年 一等三角測量・一等水準測量開始
1884年 地図の作成は参謀本部測量局に統合
1888年 参謀本部陸地測量部に改称。
1892年 緯度経度原点設置(東京麻布)
1910年 2万5000分の1地形図作成開始
1913年 一等三角測量完成
1924年 全国の五万分一地形図を完成させる。
1945年 終戦に伴い陸地測量部は消滅し内務省"地理調査所"が新たに発足
1948年 建設省地理調査所
1960年 現在の“国土地理院”と改称された。
1983年 2万5000分の1地形図完成
1984年 建設省の特別の機関
2001年 国土交通省の特別の機関。
      世界測地系への移行。
2002年 電子基準点網の整備完了

測地系

測地系とは

国またはいくつかの国からなる地域単位で採用され、測量、地図作成、土地の管理、大規模土木工事などの基準となる測地体系。国家測量機関が地球の形と大きさ、経緯度原点、高さの基準などの定義や維持を行っている。

地球上の位置を決める

地球上の位置を緯度、経度、高さで表すには、まず始めに基準面を決める。この決められた基準面の上で、地球上の位置は表現される。
できるだけ地球の形に近く、そのうえで、できるだけシンプルな形の基準面を決める必要がある。
地球の形をもっともよく代表するモデルの一つは、ジオイドだが、ジオイドも複雑な起伏があるので基準面としては不適。
そこで、ジオイドに極めてよく似るように決められた回転楕円体を考え、地球の形を代表するものとする。これを地球楕円体と呼ぶ。

国土地理院のページから

測地系変換


等高線を描く

サンプル

等高線の引き方

サンプルでは点の位置にデータがある
ルール1:等高線間隔は一定にする(この例は5)
ルール2:同じ値を線で結ぶ
ルール3:交差しない
ルール4:等値線をはさんで、一方はその等値線が示す値より低く、もう一方は必ず高くなる。

8と12の間に10の等高線が通っていることに注目!


国際宇宙ステーションから見た富士山2001年5月27日 (JAXA)