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測地系

 測地系(測地基準系)とは、地球上の位置を経度・緯度で表わすための基準であり、地球の形を どのような回転楕円体で近似するかを決定する枠組みです。
 従来、我が国では、明治時代に5万分の1地形図を作るために決定した回転楕円体(いわゆる ベッセル楕円体)を位置の基準としており、この回転楕円体に基づく値が求められ使用されてきま した。この測地基準系を日本測地系といいます。そして、当時の東京天文台の経度・緯度が、天文 観測により決定され、この位置が現在の日本経緯度原点となっています。全国に設置された基準点 の経度・緯度は、日本経緯度原点を絶対的な位置の基準として求められました。
 一方、電波星を利用したVLBI(超長基線電波干渉法:Very Long Base-line Interferometry) 観測や人工衛星観測等の科学的知識に基づいて設定された測地基準系を世界測地系といいます。
 では、日本測地系は、世界測地系とどのくらい違っているのでしょうか?
 例えば、日本測地系の経緯度で表されている地点を、世界測地系の経緯度で表わすと、東京付近 では、経度が約−12秒、緯度が約+12秒変化します。これを距離に換算すると、北西方向へ約 450mずれることに相当します。
 表 楕円体の比較
 長半径扁平率
GRS80楕円体6,378,137m1/298.257222101
ベッセル楕円体6,377,397m1/299.152813

 測量法では世界測地系を次のように定義しています。
 一 その長半径及び扁平率が地理学的経緯度の測定に関する国際的な決定に基づき政令で定める値 であること。
 二 その中心が、地球の重心と一致するものであること。
 三 その短軸が、地球の自転軸と一致するものであること。

 世界測地系は概念としてはただ一つのものですが、国ごとに採用する時期や構築方法が異なるため 複数存在します。代表的なものはITRF系(日本ほか)、WGS系(米国が代表)、PZ系( ロシアが代表)の3種です。
 ITRF(International Terrestrial Reference Frame)系ではGRS80(Geodetic  Reference System 1980)による楕円体を採用し、ITRFに基づく座標系を採用しています。
 GRS80楕円体では、地球を近似する回転楕円体の中心を地球の重心とする、と定めています。 一方、ITRF座標系は3次元直交座標系であり、地球の重心を原点とし、X軸をグリニッジ子午線 と赤道との交点方向、Y軸を東経90度の方向、Z軸を自転軸の方向にとって、空間上の位置を X,Y,Zで表現しています。

 測地系の説明と関連する用語については下の国土地理院のホームページが役に立ちます。
測地系の説明(国土地理院)
用語の説明(国土地理院)



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