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[80547] 2012年 4月 21日(土)20:16:43hmt さん
よく知らないまま利用していた電子地図 (1)序論
デジタル地図論議を興味深く拝見しております。今回の 電子地図スレッド を読んで 私が改めて関心を寄せたのは、電子地図の投影図法です。

実は、私も Issie さん[80538]
ディスプレイ上の電子地図はまた少し違った投影のしかたをしているような気もするのですが,どうなんでしょうね。
と同程度の認識を抱いていました。

この認識を、もう少し詳しく説明すると、次のようになります。
「紙の地図」では、用紙サイズ・表示すべき地域・事象に応じて適切な「図法」が選択される。
「電子地図」の本質は経緯度で蓄積されたデータだから、これを画面に示して我々の視覚に訴えるようにする手続(ソフトウェア)の中に「図法」が含まれているはずである。

電子地図が便利に使われるのは、多くの場合 狭い範囲の詳細な情報、つまり 紙の地図の世界で言えば「大縮尺図」なので、1枚の画面の中で地球の曲面による歪が問題になる程度は無視できるだろう。
しかし、電子地図はスクロールによって広範囲をカバーしている。一度に表示する画面内では問題にならなくても、シームレスを売り物にしている電子地図で、「図法」が問題にならぬ筈はない。

だいたいこの辺で思考が停止して、それ以上を深く考えることはしていませんでした。

[80540] futsunoおじ さん
真の縮尺が言えない一番の理由は電子地図の図法の多くが円筒図法であることでしょう。これが国土全体をシームレスで、かつ画面の枠に沿って東西南北方向を表示できる図法になりますから。

この記事で「円筒図法」というキーワードが出てきたので、これを「電子地図」と組み合わせて検索してみたら、日本デジタル道路地図協会(DRM)という団体による 地域メッシュコードに関する解説3 に行き当たりました。
ここには なかなか有用な説明があったので、これを紹介しながら、「よく知らないまま利用していた電子地図」に関連したコメントを綴ってみます。
[80548] 2012年 4月 21日(土)20:30:54【1】hmt さん
よく知らないまま利用していた電子地図 (2)円筒図法 つまり 等間隔の経線だが…
測量の基準を現在の「世界測地系」に変更した 測量法改正が施行されたのは 2002年4月1日でした。
満10年を経過したところだったのですね。

地図の規格に関連して「地域メッシュコード」がJIS X0410として定められていますが、これも自動的に世界測地系によるものに移行しました。ところが過去に販売された地図製品のサービスなどのために、日本測地系に準拠したデータの更新が必要なケースがあり、10年間限定の追補規格が設けられましたが、これも先日失効しました。
前回言及したサイトは、実はこの追補規格失効にあたり日本デジタル道路地図協会(DRM)が、そのHP上に公開した 解説 の一部でした。

「地域メッシュコード」は、[78328][78644]などで言及した 『地名集日本2007』 にも使われています。
メッシュ・コードは、行政管理庁告示第143号(1973年7月12日)に基づいた標準地域メッシュ(第一次地域区画)で、20万分1地勢図の区画に相当する。
具体的に説明すると、20万分1地勢図「東京」に相当する区画のメッシュコードは「5339」です。
「53」は赤道から40分刻みで北に数えて【0から数える】53、つまり北緯35度20分~36度を意味します。
「39」は東経100度から1度刻みで東に【0から】数えて39、つまり東経139度から140度の意味です。

このような地域メッシュは、緯度で40分・経度で1度というような一定間隔の経緯度(2次メッシュは緯度5分・経度7.5分で、25000分の1地形図の区画)で区画されているので、北に行くほど東西の実距離は短くなっています。

このことは、地球が丸いことから誰でも理解しているし、多円錐図法などで描かれた紙の日本全図が北の方では経線の間隔が狭まっていることでも実感されます。
では、電子地図はどうなっているのか? その答えが「円筒図法」です。

地軸と一致する中心を持つ円筒に投影して切り開いて平面にする。経線は等間隔の縦線で並ぶ。これが基本。説明図
[80544]にリンクされた Google Mapの最小縮尺の世界図、巨大なグリーンランドと無限の拡がりを持つ南極大陸。
まさにメルカトル図法は円筒図法の代表です。

ところが、Google Mapをこんな広範囲の地図として利用することは、まずありません。
1000km2もある大きな市の全域を示す機会も殆んどないのですが、試みに 札幌市 1121km2と 田辺市 1027km2とを比較してみました(市名で検索すると、その領域がピンクで示されます)。
スケールが違っていたら、例えば左下に出る標尺が「10km/5マイル」を示すように調節してください。

経線が等間隔の円筒図法ならば、2つの市の緯度の違いは地図面積で約 29%になります。実面積の違い 9%との相乗で札幌市の地図は田辺市より4割以上大きな姿で画面に現われる…という予想は、見事に外れました。
地図上の 10km標尺の長さを同じに揃えることはできず、市の面積も違うので概略の比較になりますが、札幌市は田辺市とはほぼ同じ面積の市であることが実感されました。

なぜ、こうなったのか?
それは「1枚の紙」に書いたメルカトル図法と、シームレスにつながっているが、実際に目にする画面はその一部分であるという違いが 巧みに利用されているからだと思われます。

つまり、スクロールによって南北移動する場合には、地球上の位置(緯度)に応じて地域メッシュの横幅(つまり経線間隔)が自動的に調節されるという仕組みをプログラムに組み込み、本来は「等間隔の経線」、従って「正積」という望ましい性質から 大きく外れてしまう 「円筒図法の欠点」を 事実上克服していると思われます。

[80540] futsunoおじ さん
北と南で表示サイズがあまりに異なると感覚的な違和感が生じますから、ソフトウエア上で表示する緯度に連動した縮尺補正機能があってもいいと思います。
が、既に実現しているということではないでしょうか。

DRMの「解説3 地域メッシュコードの特徴」にも、以上のことに対応する記載がありました。
要点だけ引用
------------------
ガイド2 電子国土は、ヨコ(東西)の間隔は一定で、タテ(南北)の間隔が北へ行くほど大きくなる円筒図法という地図投影法が用いられています。(中略)北へ行くほどタテ(南北)の間隔が長くなる円筒図法の特徴が表れています。
ガイド4A グーグル地図は、電子国土と同じく、円筒図法という地図投影法が用いられています。
ただし、(中略)電子国土と違い、右上【左下】に表示されている標尺が、襟裳岬も足摺岬も同じ表示縮尺になっているからです。次のヤフー地図も同様です。
------------------
[80554] 2012年 4月 23日(月)16:49:45hmt さん
よく知らないまま利用していた電子地図 (3)縮尺問題 Mapionの事例で検討
[80533] Issie さん
たとえば「4cmで1km」という“縮尺の概念”が通用しないわけで,地図の上で距離や面積を把握することが非常に困難
[80540] futsunoおじ さん
「ウォッちず」で見ると北の「宗谷岬」は南の「石垣島」より長さで30%大きく表示されており、計算上もこれに近い値になります。

“縮尺変更自由自在”は、地図利用者にとり恩恵大。“縮尺の概念”が薄れるという副作用?には目をつむりましょう。
それにしても、円筒図法そのままの「ウォッちず」では、長さで 30%も大きく表示されるというご指摘。
地図面積にすれば69%です。シベリアほど極端ではないにしても、わが日本も 南アジアから見れば「北の大国」に見える?

円筒図法を用いる電子地図では、縮尺が緯度の影響を受けるが、ソフトウエアによる画面上での補正が可能です。
しかし、[80548]で紹介した Google Mapでの事例は、札幌市と田辺市の地図を「同じ縮尺」で比較することができず、縮尺問題解決に着手していることは評価できるものの、まだ不完全な状態と思われました。

その点、Mapionは 縮尺問題を もっと上手に解決したように見えたので、少し検討してみます。

Mapionで特筆しておきたいのは、画面左下の標尺の長さが、10段階ある縮尺レベルのすべてに共通する長さ【PCの設定で異なりますが、私の画面では約27mm】になっていることです。

標尺の長さが、宗谷岬でも石垣島でも一定に保たれている ということは、Mapionにおいては 緯度に対応する縮尺調節が 完全にできている証拠であるように思われます。
Google Mapの場合は、同じ 10km標尺でも 札幌が 24mm、田辺が 22mmというように違う長さになっていました。

このように 縮尺問題を解決したかに見える Mapionの地図では、例えば「縮尺スケール 1/21000」というように、紙の地図で使い慣れた「縮尺表示」がなされています。
縮尺表示のレベルは、最大縮尺の 「1500分の1」から始まり、およそ3倍刻みで小縮尺の 「90万分の1」まで8段階。
それに加えて 150万分の1相当の「広域」、780万分の1相当の「全国」を加えた10段階です。
「2万1000分の1」は、地形図の「2万5000分の1」に近い縮尺として、紙の地図で把握していた距離・面積の感覚をそのまま活かして使えると言えるでしょう。

ここまではよいのですが、更に検討していたら Mapionの縮尺に 怪しい箇所があることに気がついてしまいました。
上記の “ Mapionは 縮尺問題を もっと上手に解決した” は買いかぶりだったかもしれないので、その事実を記して、皆さんの注意を喚起しておきます。

最初の疑点は、画面の左下に表示されている標尺の長さです。
縮尺にかかわらず標尺長さが統一されているのはよいことなのですが、画面上の長さは過小の疑いがあります。

私のPC画面上の標尺「27mm/700m」は 約25900分の1ですが、700mの 21000分の1ならば 33mmになるはずです。
そこで、「2万1000分の1」地図画面上で、ふじみ野市役所と同大井支所との実長を測ったら 116mm でした。地図
両者の距離は2574m【注】ですから、700mの標尺の長さは 約 31.5mmが正当で、やはり 27mmは過小でした。
【注】
[70290]でも紹介した国土地理院HPの 計算プログラム を使用。入力する経緯度はウオッちずで市役所と支所それぞれの主建物をダブルクリックして求めた。

2574mの距離が 私のPC画面上で その約2万2000分の1の 116mm に表示されたことにより、Mapionが公称する「2万1000分の1」という縮尺は、(この緯度では)ほぼ正しい縮尺であったことが確認されたとも言えます。


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