投影座標系（Projected Coordinate System）
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概要
投影座標系（Projected Coordinate System）は、地図単位が通常メートルまたはキロメートルである平面座標系です。地球の楕円体に近い形状を基に投影され、対応する地理座標系に基づいています。投影座標系は、X 軸および Y 軸の値に基づく座標システムを使用して、地球上の特定の地点の位置を表します。地球は赤道部分がやや膨らみ、極部分がわずかに扁平な不規則な梨形球体であり、その表面は平坦化できない曲面です。このため、地球を 2 次元の地図に変換する際には歪みが生じます。投影座標系は、さまざまな投影手法を用いてこの歪みを最小限に抑えることで、正確な地図の作成、距離の測定、および空間分析を可能にします。
データフォーマットの概要
投影座標系の設定は、主に地理座標系と投影方法という 2 つのパラメータに依存します。
地理座標系：基準面によって決定されます。例として、北京 54、西安 80、WGS84 などが挙げられます。
投影方法：地域や用途によって適したものが異なり、形状、面積、距離、または方向にさまざまな程度の歪みをもたらします。多くの種類があり、例としてガウス＝クリューゲル投影、ランベルト投影、メルカトル投影などが挙げられます。そのため、特定の地図作成や分析ニーズを満たすために、歪みを最小限に抑えることができる投影方法を選択することが重要です。
長所
- 地図作成と空間分析の簡素化：投影座標系は地球表面の 3 次元空間情報を 2 次元平面情報に変換し、地図作成や空間分析のプロセスを簡素化します。これにより、地理情報システム（GIS）のデータ処理と表示がより効率的になります。
- 一定の精度を保持：投影プロセスである程度の変形が生じるにもかかわらず、投影座標系は一定の精度を保った地図作成や空間分析を可能にします。特に、局地的な地域や特定の用途向けの地図において、投影座標系は必要な精度を提供できます。
- 多種多様な投影方法のサポート：ガウス＝クリューゲル投影、ランベルト投影、メルカトル投影など、さまざまな投影方法をサポートしています。これらの投影方法はそれぞれ特性が異なり、地域や用途に応じて適切な投影方法を選択できます。
- 統一規格：Web 地図アプリケーションの分野では、投影座標系が事実上の標準となっています。たとえば、Web メルカトル投影は Google マップや Bing マップなどの Web 地図アプリケーションの標準投影方式として採用されています。これにより、地図作成と表示の規格が統一され、地図の相互運用性と共有性が向上します。
短所
- 変形の発生：投影座標系は地球表面の 3 次元空間情報を 2 次元平面情報に変換するため、形状、面積、距離、または方向において一定の変形が生じます。投影中心から遠い地域や高精度な測定が必要な場合、これらの変形が大きな誤差をもたらす可能性があります。
- 投影地域の制約：各投影方法には適用可能な地域が異なります。投影地域から遠く離れた地点では、精度が低下する可能性があります。そのため、投影座標系を選択する際には、投影地域の範囲と精度要件を考慮する必要があります。
- 変換パラメータの必要性：地理座標系と投影座標系間で変換を行う場合、変換パラメータ（基準面、投影方法、中央経線など）を提供する必要があります。これらのパラメータが不正確または欠落している場合、変換結果に誤差が生じる可能性があります。
- データ処理の複雑さ：投影座標系は地図作成と空間分析のプロセスを簡素化する一方で、データ処理には一定の複雑さが残ります。特に投影地域を跨ぐデータ処理では、投影変形の影響を考慮し、適切な補正を行う必要があります。
応用シーン
投影座標系は、地図作成、空間分析、ナビゲーションと位置特定、気象・気候研究、資源探査と開発など、多くの分野で幅広い応用価値を持っています。
例
- 投影座標系。
- 投影座標参照系。
