こんにちは、インフォマティクスの空間情報クラブ編集部です。
「メルカトル図法」「平面直角座標系」「CRS（座標参照系）」...。GISや地図データには、こうした用語がよく出てきます。そもそも「地図投影法」とは何を意味するのでしょうか？
本記事では、地図投影法の基本的な考え方や種類の違い、座標系との関係、GISでの使い方について、図法ごとの特徴も交えてわかりやすく解説します。
参考
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地図投影法とは｜仕組みと地球を平面に表す方法
地球は完全な球体ではなく、少しつぶれたような回転楕円体（楕円形の球）の形をしています。この球状の地球を紙の地図やディスプレイのような平面に表現する方法が「地図投影法」です。
地図投影法では、3次元の地球表面を2次元の平面に変換することで、位置情報を扱いやすくします。
地図投影法と座標系の違い
- 地図投影法
地球を平面に投影するための手法 - 座標系
地図上の位置を数字（座標）で表現するための基準（例：緯度・経度、X/Y座標など）
ほぼ球体をした地球（左） ⇒ 平面に投影（右）
地図投影法の代表的な図法と特徴
地図投影法は、地球をどのような形の面に投影するかによって主に3つに分類されます。
円筒図法
地球を円筒に巻きつけるようにして投影する方法。世界地図などに多く使われています。
- 特徴：赤道付近は正確、高緯度は面積が拡大して歪む
- 用途例：航海図、Web地図（Google Maps初期表示）
- 代表的な図法：
メルカトル図法（経緯線が直交）
ミラー図法
正距円筒図法
方位図法
地球を円盤状に投影する方法で、中心からの方向が正確に表現されます。
- 特徴：地球の半球程度までが表現可能。方向の精度が高い
- 用途例：航空図、極地の表現
- 代表的な図法：
正距方位図法
ランベルト正積方位図法
円錐図法
円錐に地球表面を投影し、それを展開して平面にする方法です。
- 特徴：中緯度地域に適し、面積と形のバランスが良い
- 用途例：中緯度地域の地形図
- 代表的な図法：
正距円錐図法
ランベルト正積円錐図法
| 図法 | 特徴 | 適した用途 | 有名な図法 |
|---|---|---|---|
| 円筒図法 | 赤道付近が正確、高緯度で歪み | 世界地図、航海図 | メルカトル、ミラー |
| 方位図法 | 中心からの方向が正確 | 航空図、極地図 | 正距方位図法、ランベルト方位 |
| 円錐図法 | 面積と形のバランスが良い | 地形図、中緯度地域 | 正距円錐図法、ランベルト円錐 |
座標系と座標参照系（CRS）とは
地図投影法だけでは、位置を具体的な数字で扱うことはできません。そこで必要になるのが「座標系」と「座標参照系（CRS）」です。
座標系
座標系とは、地球上の位置を座標で表す際の基準やルールのことです。GISで使われる座標系には以下の2種類があります。
| 種類 | 説明 |
|---|---|
| 経緯度座標系 | 緯度・経度で位置を表す。地球に直接基づいた球面座標系。 例）日本測地系2000 |
| XY座標系 | 平面に投影した後のX/Y座標で位置を表す。 例）平面直角座標系、UTM座標系 |
座標参照系
座標参照系（CRS: Coordinate Reference System）とは、「どのような地球モデルを使い、どんな投影法・座標系で位置を扱うか」を定めた位置情報のルールです。GISソフトではCRSを使って、地図の正確な位置合わせを行います。
GISでの投影法の使い方｜SISを使った表示方法
GISでは、データに設定された座標系とは別に、「表示投影法」を設定して地図を描画できます。
表示投影法とは
GISソフト「SIS」では、地図データの元の座標参照系に関係なく、表示用に別の投影法を設定できます。これを「表示投影法」と呼びます。
例）緯度経度（日本測地系2000）で作成された地図を、平面直角座標系（第IX系）で表示可能
表示投影法を変更する
- 元データ：緯度経度（度単位）
- 表示投影法：平面直角座標系（メートル単位）
このように、データそのものを編集せずに、表示の投影法を変えることで単位や形状を調整できます。
異なる座標系の地図を重ねる
SISでは、異なる座標系の複数の地図を重ねて、1つの投影法で統一表示することも可能です。
例）「緯度/経度.日本測地系2000」の地図と「平面直角座標系(2000)09.第IX系」の地図を重ねて、平面直角座標系(2000)09.第IX系の投影法で表示
おわりに
地図投影法と座標系を理解してGISを使いこなそう！
座標系が異なる複数の地図を扱う場合、表示投影法を統一することで、それらの地図すべてに対して、同じ単位で位置情報を扱うことができます。
地図の見え方や位置情報は座標系、座標参照系、投影法、表示投影法で決まります。
GISでは表示投影法を柔軟に変更可能で、異なる座標系のデータも統一して扱えます。GISソフト「SIS」は無料版も提供していますので、いろいろな投影法による表示をぜひ体験してみてください。
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＜地図データ出典＞国土地理院発行の基盤地図情報(縮尺レベル25000)
【参考】
Wikipedia（地図投影法の一覧）https://onl.la/ytuGD9i