地図と GIS

地図の読み方、方位と時差、GIS(地理情報システム)、衛星画像や空中写真を学ぶ分野です。丸い地球を平らな地図に写すと何がずれるのか、地図を重ねると何が見えるのかを、手を動かして確かめます。

地球儀にひもを当てて都市を結ぶ学生、世界地図と色分けした標高図を重ねて見る学生たち、測量用のプロペラ機の前で空中写真を手にする学生

ひとことで言うと

丸いケーキを、四角い箱に詰める

丸いケーキを四角い箱に詰めると、どこかを切ったり寄せたりしなければなりません。丸い地球を平らな地図にするときも同じです。どこを正しく残し、どこをゆがめるかを決めて、目的に合う地図を選びます。

図法: 地図の上のグリーンランドは、実際よりずっと大きい

地理総合は、地図と GIS の学習から始まります。最初の問いは、丸い地球を平らな地図に写すと何が起こるか、です。学習指導要領の解説は、面積・角度・距離のすべてを正しく表した世界地図はないので、目的に合わせて図法を選ぶことが大切だとしています。

代表的なのがメルカトル図法です。1569 年にメルカトルが刊行した世界図で広まりました。地図の上に引いた直線が、方位を変えずに進む航路になるので、今も世界の海図に使われています。その代わり、緯度が高いほど縦にも横にも引き伸ばされます。緯度 60 度では長さが 2 倍、面積は 4 倍です。

この図法の世界地図では、グリーンランドがアフリカ大陸と同じくらいに見えます。実際の面積は、グリーンランドが約 217 万 km²、アフリカが約 3,030 万 km² で、アフリカが約 14 倍です。国土地理院の「地理院地図」も、メルカトル図法の数式で地図をつくっています。スマートフォンで世界全体まで縮小すると、同じゆがみを確かめられます。

方位もずれます。国土地理院は、地理院地図ではアメリカが日本の東に見えるけれど、地球儀で見ると北東にある、と説明しています。地球儀と並べて比べると、世界の見え方が変わります。

図法の名前を覚えるより、その地図が何を正しく表しているかを確かめることが大切です。

図解図法は目的で選ぶ

メルカトル図法

角度が正しい
海図やウェブ地図に使われる
高緯度ほど大きく写る

正積図法

面積が正しい
人口などの分布図の土台に
形がゆがむ

正距方位図法

中心からの距離と方位が正しい
国際連合のマークの地図にも
中心から遠いほど形がゆがむ

時差と日付変更線: 2011 年、サモアのカレンダーから 1 日が消えた

地球は 24 時間で 1 回転(360 度)するので、経度 15 度ごとに 1 時間の時差が生まれます。日本の標準時は、世界の基準の時刻(協定世界時)より 9 時間進んでいます。解説は、時差のしくみとともに、時差が人々の生活や経済活動に影響していることを理解するよう求めています。

経度 180 度の近くには、日付変更線が引かれています。ただし、まっすぐな線ではありません。太平洋の島国キリバスは、国の西と東で日付が 1 日ずれ、役所どうしで仕事の連絡ができる日が週 4 日しかありませんでした。そこで 1995 年 1 月 1 日から、国全体が同じ日付になるよう、線を東へ大きく曲げました。

サモアは 2011 年に、日付変更線の東側から西側へ移りました。12 月 29 日(木)の次の日を 31 日(土)にして、30 日をとばしたのです。貿易や行き来の多いオーストラリアとニュージーランドと、同じ日付で暮らすためでした。日付変更線は、国どうしの結び付きで動く線でもあります。

時差の地図には、経度だけでなく、国どうしの結び付きも表れています。

図解時差を計算する(1 月の例)

入力日本で月曜日の午前 9 時

1ロンドンは日本より 9 時間遅い
2→ ロンドンは月曜日の午前 0 時
3ニューヨークは日本より 14 時間遅い
4→ ニューヨークは日曜日の午後 7 時

結果日本の月曜の朝は、ニューヨークではまだ日曜の夜(夏時間の時期は 1 時間ずれる)

GIS: 地図を重ねると、町の尾根と谷が見えてくる

国土地理院は GIS を、さまざまな情報を地図の上に表すだけでなく、分析したり、測ったり、比べたりするしくみだと説明しています。スマートフォンの地図アプリの道案内や、自治体のハザードマップも、GIS の考え方を使っています。

地理院地図は、地形図や空中写真、災害の情報など 2,000 以上の情報を無料で見られるウェブ地図です(2018 年の発表時点)。2018 年 3 月からは、標高の区切りと色を自分で決められる標高図が使えるようになりました。国土地理院は東京都の港区・渋谷区の例で、見えにくかった尾根や谷がはっきり見えることを示しています。

同じときに、経路の断面図を作る機能も加わりました。皇居を一周する道の高低差は約 26 m で、8 階建ての建物と同じくらいです。国土地理院は、土地の凹凸を影で表した地図に人口集中地区の範囲を重ね、人口と地形、交通網の関係を考える例も紹介しています。地図を重ねて「なぜここに」を確かめるのが、GIS の面白さです。

GIS は、地図を重ねて自分の問いを確かめる道具です。

図解地図を重ねて考える(例)

自分の問いなぜこの町は坂が多い?
人口集中地区人が多く住んでいる範囲
道路・鉄道人が移動する道筋
陰影起伏図土地の凹凸を影で表した地図
色別標高図標高を自分で区切って色分け

空中写真: 2 枚を並べると、町が立体に見える

国土地理院は、1930 年代から今までに撮影した国土の空中写真をすべて保管しています。1945 年前後にアメリカ軍が撮影した写真も含めて、「地図・空中写真閲覧サービス」で見られます。地理院地図でも、1970 年代から今までの全国の写真と、一部の地域の 1936 年の写真を見られます。

空中写真は、測量用の航空機が晴れた日にまっすぐ飛び、隣り合う写真が重なるように撮影します。この重なった部分は、立体的に見ることができます。撮った写真は位置のずれを直した画像にして、地図をつくったり新しくしたりするときに使います。

災害が起きたときは、すぐに被災地を撮影し、被害の把握や復旧に役立てます。解説は、衛星などの画像が、砂漠化や森林破壊といった環境の変化をとらえるのに役立つことにも触れています。空から見た記録は、地域の変化の証拠になります。

空中写真は、地図をつくる材料であり、地域の移り変わりの記録でもあります。

図解空中写真から地図ができるまで

1撮影する晴れた日に計画した線をまっすぐ飛ぶ
2重ねて撮る隣り合う写真が重なるように
3画像を直す位置のずれのない画像に変換する
4地図に生かす地図の作成や更新に使う

大学では: 地図を使う人から、地図をつくる人へ

大学の地理学では、GIS や測量、リモートセンシング(衛星などで離れた所から調べる技術)の実習があり、自分でデータを集めて地図をつくります。地理学は文系と理系にまたがり、文学部や教育学部、理学部などで学べます。授業の名前や内容は大学によって異なります。

卒業後は、国や自治体で地図や防災の仕事をする人、測量や GIS の会社で地図のデータをつくる人、地図アプリの開発に関わる人もいます。図法の名前や時差の計算を覚えるのが苦手でも大丈夫です。まずは地図を重ねて、「なぜここに」と問いを立てるところから始めてください。

クイズ地図と GIS のクイズ

本文を思い出しながら答えてください。

Q1メルカトル図法の世界地図で同じくらいに見える、グリーンランドとアフリカ大陸。実際の面積は?
Q2地理院地図では日本の東に見えるアメリカ。地球儀で見ると、日本からどの方角にある?
Q32011 年の年末、サモアのカレンダーからとばされた日は?

0 / 3 問に回答

高校生のうちに試せること

地理院地図で、自分の町の高低差を色分けする
地理院地図で家や学校のまわりを開き、標高を色分けした地図を表示しましょう。区切りを 1〜2 m ごとに細かくすると、谷や台地が見えてきます。断面図の機能で、通学路の坂の高低差も測ってみてください。
国土地理院「土地の高さを知る」
地球儀とひもで、いちばん近い道を探す
地球儀の上で、東京とニューヨークをひもでぴんと結びましょう。ひもが通る場所を世界地図に書き写すと、地図の上の直線とは違う、北に大きく曲がった道筋になります。飛行機の航路と比べてみてください。
地図と測量の科学館を、ウェブで見学する
国土地理院の「地図と測量の科学館」(茨城県つくば市)は、館内をウェブで見学できます。空中写真を撮った航空機「くにかぜ」は屋外に展示され、機内を公開する日もあります。
国土地理院「地図と測量の科学館バーチャルツアー」