マップのしくみ

どの犬種がさまざまな地域で最も人気があるかを知りたい場合は、リストやチャートを見て何日も費やすかもしれません。または、地図を見て、同じ情報をすぐに把握することもできます。本に書かれた説明に頼った場合、さまざまな国の物理的特徴、輸入、輸出、人口密度について学ぶのに時間がかかります。しかし、地図を使えば、すべての数字、パターン、相関関係が目の前にあります。 GeoNovaのシニアカートグラファーであるIanTurner氏は、「地図は一種の言語です。グラフィック言語です。情報を非常に理解しやすい方法で提示することを願っています」と述べています。

このすべての情報を、人々が理解して学ぶことができる形式に変換するのは、マップメーカーまたはカートグラファーの仕事です。人が何を学ぶことができるかは、地図の種類によって異なります。ほとんどの地図は、土地や水域など、場所の輪郭から始まります。次に、場所の属性に関する情報を提供します。異なるマップには異なる属性が組み込まれています。例えば：

この場所と属性の組み合わせにより、非常に小さなスペースに多くの情報を入れることができます。 1つの地図で、大陸のすべての国、国境、おおよその人口、主要な輸出入を表示できます。また、特殊な主題図を使用して、あらゆる種類のデータの傾向とパターンを分析することもできます。たとえば、世界のさまざまな地域の通信コストを示すマップは、非営利組織が低コストのワイヤレスネットワークを構築する場所を決定するのに役立ちます。ターナーが説明するように、「地図は首都や国だけではありません。実際には、経済、気候、自然の特徴、社会を構成するすべてのさまざまな変数が互いにどのように関連しているかについてです。」

一般的な規則は、地図製作者がこれらすべての情報を意味のある方法で提示するのに役立ちます。これらについては、次のセクションで詳しく説明します。

内容

1. 地図作成規則
2. 地図投影法
3. マッピング手法
4. 主題図
5. マップ作成プロセス
6. オンラインマップ
7. 現代の地図作成におけるGPSの役割

さまざまなデータセットを組み込むことができますが、マップは通常、人々がすぐに理解できるようにするいくつかの基本的な規則に従います。ターナー氏は、「政治地図の地図作成で使用される[1つの慣習]は、ほとんどの地図で水が青いというものです。水のようなものを表すために別の色を使用しようとすると、人を投げる可能性があります」と説明します。さらに、物理的な地図では、陸地は通常茶色または黄褐色で、植生は緑色です。

マップは主題を上から描き、線と色を使用して地域を区別します。政治地図は、境界線、都市、その他のオブジェクトを示すために、同様の記号とタイプサイズを使用する傾向があります。すべてではありませんが、多くのマップでは、北が一番上にあります。他のマップには、方向を示す矢印が含まれていることがよくあります。ほとんどの地図には記号を説明する凡例があり、多くの地図には、地図のサイズと実世界のサイズの間に1インチから100マイルなどのスケールの関係があります。一部のマップは、1：25,000などの比率としてスケールを表します。

ほとんどの地図には、人々が特定の場所を見つけるのに役立つある種の座標系も含まれています。都市のストリートマップでは、これは文字と数字でマークされた単純なグリッドである可能性があります。より大きな地図は通常、経度と緯度として知られる架空の線を使用します。地球上では、これらの線は整然と等間隔に配置されています。南北方向に走るすべての経度線、つまり子午線は同じ長さです。緯度の線、つまり緯線はすべて東西に伸びており、赤道から離れるほど短くなります。

一方、マップは緯線と子午線に大混乱をもたらす可能性があります。これは、地球がカボチャのような形をしていて、平らな紙をカボチャの表面全体に正確に似せるのは簡単ではないためです。膨らんだ風船に絵を描くことで、その難しさを知ることができます。次に、収縮したバルーンを平らになるまで伸ばします。元の写真がどのように見えるかはまだ想像できますが、サイズと形状はすべて間違っています。

風船が平らな紙から球形の地球儀を作るのに使用されるゴアに似るように、それを細かく切ることによって、収縮した画像をもう少し正確にすることができます。残念ながら、結果として得られる一連の尖ったセグメントは、まだ元の画像とあまり似ていません。隣接する部分は互いに接触しておらず、隙間がないとどのように見えるかを想像する必要があります。

平らな紙の欠点を回避するために、地図製作者はさまざまな地図投影法を使用します。次のセクションでそれらについて説明します。

緯線と子午線

子午線は、度、分、秒を使用して、場所が本初子午線から東または西にどれだけ離れているかを測定します。緯線は、ある場所が赤道から北または南にどれだけ離れているかを測定します。

折りたたんで持ち運びが簡単ですが、大きく歪んだ地図や分解された地球儀のゴアはあまり実用的ではありません。このため、地図製作者は、球を平面に変換するための多くの地図投影法または方法を開発しました。完璧な投影はありません。それらはすべて、地球の特徴をある程度引き伸ばしたり、引き裂いたり、圧縮したりします。ただし、投影が異なると、マップの品質も異なります。

「すべての地図にはある程度の不正確さがあります」とターナーは説明します。 「私たちは丸い地球を取り、それを2次元の表面、つまり紙やコンピューターの画面に投影しているので、多少の歪みが生じるでしょう。」幸いなことに、利用可能なさまざまな投影法により、カートグラファーは、重要性の低いものを歪めながら、特定の機能の精度を維持するものを選択することができます。

地図投影法の作成は、多くの場合、コンピューターがアルゴリズムを使用して球上の点を平面上の点に変換する非常に数学的なプロセスです。しかし、それは、地球儀の特徴を、切り開いて平らに置くことができる湾曲した形状（円柱または円錐）にコピーすることと考えることができます。これらの形状は、1点または1本の線に沿って地球に接しているか、地球に接触しているか、地球に対して割線であり、1本または複数の線に沿って地球を切断しています。地球の一部を接線または割面に直接投影することもできます。

投影は、惑星に接触する点または線に沿って最も正確になる傾向があります。各形状は、任意のポイントおよび任意の角度から地球に接触または切断することができ、最も正確な領域と完成したマップの形状を劇的に変更します。

一部の投影では、特定の歪みを最小限に抑えるために、裂け目または中断も使用されます。地球儀のゴアとは異なり、これらの中断は、マップの関連部分をグループ化するために戦略的に配置されます。たとえば、グード図法では、4つの異なる中断を使用して、海を切り開きますが、主要な陸地はそのままにします。

予測が異なれば、長所と短所も異なります。一般に、各投影は、次のようなマップの元の品質のすべてではありませんが、一部を保持できます。

特定の地図投影法とその長所と短所については、NASAと米国地質調査所から詳しく知ることができます。米国のナショナルアトラスは2014年に終了しましたが、彼らの仕事の多くは他のWebサイトで入手できます。

適切な投影法を選択することは、マップを成功させるためのほんの一部です。もう1つは、適切なデータを見つけることです。次のセクションでは、地図情報がどこから来るのかを見ていきます。

基本的に、マップは測定値を視覚的に表現したものです。最初のマップの測定値は、マップメーカーが地元の地形を探索したことによるものと思われます。最終的に、より多くの人々が旅行し、遠くの陸塊と水域の場所を記録しました。マップメーカーは、これらの対面での測定、スケッチ、メモを、より多くの世界の表現にまとめました。地図製作者はまた、前任者の知識に基づいて構築されました。この傾向は、他のマップをソースとして使用する今日の派生マップでも続いています。

今日の地図の中には、実際の人が行った物理的な測定値に依存しているものもあります。測量士は、機器を使用して、土地と水、および人工の特徴の位置を正確に測定します。この情報は、正確な地形図に不可欠です。同様に、地質図も地質学者の現地調査に依存しています。GPS受信機や電子データコレクターなどの改良された機器により、このようなフィールド調査はますます正確になっています。研究者はまた、証書や販売記録を調査し、地元の住民にインタビューして、以前に地図に載っていなかった地域の地図の正しい地名を決定することもできます。

今日の技術はまた、地図製作者が今までに行ったことのない場所の詳細な地図を作成することを可能にします。リモートセンシング、または航空写真や衛星写真の分野は、地図製作者に地球に関する膨大な量の新しい情報を提供してきました。リモートセンシングは特に新しいものではありません。地図作成に航空写真が最初に使用されたのは1858年です。しかし、地図作成での使用は、地図製作者が地図データとして偵察写真を使用し始めた第二次世界大戦後まで普及しませんでした。

ほとんどの場合、衛星画像と航空画像を地図に変換するには、人間の地図製作者のスキルが必要です。地図製作者は、画像の特徴を定期的に測定することも、輪郭全体を追跡することもできます。これらの2つの方法は、ラスターおよびベクトルエンコーディングと呼ばれ、どちらも時間がかかる可能性があります。コンピュータプログラムはプロセスを助けることができ、古い写真と新しい写真の違いを認識することさえできる人もいます。これにより、最終的には地図データの更新プロセスが自動化される可能性があります。次のセクションで主題図を見ていきます。

地図製作者とコンピューターは、視差、つまり同じ被写体の2つの画像間の角度の差を使用して高度を測定することもできます。このプロセスは、目が奥行きを知覚する方法と似ています。これにより、地図製作者はリモートセンシング画像を使用して、物理的および地形図を作成できます。

主題図の場合、世界の形はほんの始まりに過ぎません。主題図を作成する場合、地図製作者は、さまざまな社会的および環境的現象に関する正確で最新の情報源を見つける必要があります。「表示したい機能を最も一般化するために、さまざまなソースを使用しています」とターナー氏は言います。「たとえば、人口密度マップの場合、米国では10年ごとに国勢調査があります。新しい国勢調査データは一般に公開され、その情報を取得して、そこから新しいマップを作成できるようになります。 「」

地図製作者はまた、どの情報源が最新で、正確で、完全であるかを判断する必要があります。「バージニア州の州地図を作成している場合、一度に作成された情報を州から受け取る可能性があります」とターナー氏は説明します。「別の時期に開発された市や郡から情報を受け取る可能性があります。私の仕事の楽しみの一部は、[どのソース]が正しいかを解釈することです。」

ほとんどの主題図には、情報の出所を説明する引用が含まれています。いくつかの一般的な情報源は次のとおりです。

惑星のサイズと形状に関するデータとともに、この主題情報の多くはデータベースに保存されています。地図製作者の仕事は、さまざまなデータベースと既存の地図からの情報を組み合わせて、新しいわかりやすい地図を作成することです。次のセクションでは、これがどのように発生するかを見ていきます。

テイソーの指示楕円

地図投影法が地球の特徴の形状をどのように歪めるかを正確に伝えることが難しい場合があります。歪みを調べるための1つのツールは、地球儀に描かれた一連の小さな同一の円であるTissotの指示楕円です。投影では、円のサイズと形状がどのように変化するかを確認できます。これは、歪みのタイプと方向に対応しています。

人間は何千年もの間地図を作成してきました。バビロニア人は早くも紀元前2300年に地図をタブレットにエッチングしました[出典：ブリタニカ]。古い絵画の中には地図の例もあるかもしれませんが、考古学者と人類学者は、芸術家が地図を作成するのか絵を描くのかについて意見が分かれています。とにかく、地図は古くから存在しており、そのほとんどの期間、人々は地図を手で描いたり描いたりしてきました。

人々が数学と地理学で新しい発見をしたので、手描きの地図はより正確になりました。地球の直径を正確に推定することで、地図製作者は陸地と海を適切な比率で描写することができました。これは、地図製作者が東半球と西半球の両方を同時にマッピングし始めた後、特に当てはまりました。 17世紀から18世紀にかけて、時計製造の進歩により、旅行者は経度を正確に特定できるようになり、地図の正確な測定値を簡単に取得できるようになりました。

技術の進歩により正確な地図データを簡単に取得できるようになったとしても、優れた地図を作成するにはアーティストのスキルが必要でした。マップメーカーは、正確で読みやすく魅力的なマップのすべての機能を描画またはペイントできる必要がありました。今日も同じことが言えます。コンピューターと地理情報システム（GIS）は、地図に深みと有益な機能を追加するために、多くの地図作成タスクを自動化しました。ソフトウェアプラットフォームであるGISは、マップがパターンの読みやすい画像を表示するのに役立つデータを収集、分析、および整理します。特定の地域での病気の発生率や貧困レベルによって色分けされた地図を見るたびに、GISの機能を高く評価しています。

ただし、最高の地図は、利用可能なすべてのテクノロジーを利用しているが、人間味のある熟練した地図製作者からのものです。

地図を作成するとき、地図製作者は次のようないくつかの要素を考慮する必要があります。

オンラインでの表示を目的としたマップにも、紙での表示を目的としたマップとは異なる要件があります。ターナーは説明します：

インターネット専用の地図を作成している場合は、通常、画面でタイプを読み取れるようにフォントを大きくする必要があります。誰かがそのマップを印刷しようとした場合、必ずしもすべての色が正しく出力されるとは限らないため、色の選択肢が少なくなります。したがって、色の制限、タイプサイズの制限のため、印刷マップと比較して、一般的にはるかに単純である必要があります...通常、ユーザーがそうしないように、標準のコンピューター画面に収まるマップを開発します。情報を解釈できるようにするためにパンする必要はありません。

これらすべてを念頭に置いて、地図製作者はデータを収集し、視覚要素を使用してそれを地図上に表示する方法を理解する必要があります。これには、大陸と水域の輪郭を正確に描くだけでは不十分です。地図製作者は、読者が地図を正しく解釈できるように、色、線、記号、テキストを使用する必要があります。これらの視覚要素は、マップのどの部分が最も重要であるか、およびどの部分が前景にあり、どの部分が背景にあるかを明確にするのに役立ちます。多くの場合、カートグラファーはGISを使用して同じマップの複数のバージョンを調べ、どれが最適かを判断できます。

GISを使用しても、マップを正常に作成するには、地図製作者が多くの専門知識を持っている必要があります。多くの地図製作者は、地図作成、または地理、測量、数学などの関連科目の学位を持っています。地理情報システムの普及と複雑さのために、地図製作者はコンピュータの使用にも熟練している必要があります。さらに、多くの地図製作者は、多くの地図を利用する分野にも興味を持っています。ターナーは、「私にとって、それは天気と政治です。他の人にとっては、言語や地質学かもしれません。ある人にとっては、アメリカの歴史であろうと世界の歴史であろうと、歴史かもしれません。」

地図作成技術と地理情報システムの改善により、人々は非常に特殊な地図を非常に迅速に入手できるようになりました。これは、ここ数十年で起こった大きな改善です。以前は、高品質で特殊なマップを取得することは、特に急な通知で困難になる可能性がありました。次の課題は、新しいマップをより早く公開することです。

「通常、地図が作成されてから印刷物やウェブで一般に公開されるまでのラグタイムは3〜6か月です。これは、人々が期待する分野だと思います。の改善。」

4色理論

1852年、フランシスガスリーは、4色だけを使用してイングランドのすべての郡の地図に色を付けることが可能であることを発見しました。その後、彼は、4色のみを使用して任意のマップに色を付けることが可能であると理論付けました。これは四色定理として知られるようになりました。いくつかの数学者は、完了するためにコンピューターの使用を必要とするものを含む、定理の証明を提案しました。

GPSなしでどうやって生きてきたのかは確かに不思議ですが、実はそれほど昔までは誰もがうまくやっていたのです。ただし、このテクノロジーが利用できるようになったため、地図作成は以前よりもさらに正確な企業になりました。全地球測位システム（GPS）として完全に知られているこの衛星は、数十の衛星で構成されており、さまざまな地球の特徴の地理座標を提供します。元々は米国国防総省によって軌道に乗せられましたが、1980年代から民間の利益のために利用可能になり、それ以来、この技術は航空機のナビゲーションから土地の測量など、あらゆるものに革命をもたらしました。それはゲームでも役割を果たします。

これらの衛星は継続的に地球を周回しているため（1日2回周回）、データの取得と適用は劇的にスピードアップしています。これにより、地図作成者は最新の地図を作成できます。これは、土地計画と環境への影響が近年このようなホットボタンの問題になっているため、特に重要です。

GPSテクノロジーは、WazeやGoogleマップなどのパーソナルナビゲーションツールの拡大にもつながりました。以前は、軍事および輸送グレードの組織のみがこのデータに精通していました。今日、誰でもこれらのリアルタイムマップを使用して、ターンバイターンの指示を使用して目的地に行くことができます（実際に使用しています）。道順を取得するために地図を「読む」方法を実際に知る必要はありません。現在、ローリングベースで更新されており、GPSマップは、「デッドスポット」がたくさん見つかったほんの数年前から大きく進歩しました。

テクノロジーの飛躍的な進歩により、今後数年間で地図の作成と使用法が変化し続ける可能性があります。ただし、デジタルマップの利便性にもかかわらず、紙のマップが根絶される（または根絶されるべきである）可能性はほとんどありません。1つの理由は、いつでも携帯電話が死んでマップレスになる可能性があることですが、本当に旅行したり、地域を深く理解したい場合は、紙に固執するより良い理由があります。明らかに、デジタル情報は、ポイントAからBへの移動方法など、低レベルの情報を取得するのに適しています。比較すると、紙の同じ情報は、より適切に消化および保持される可能性が高く、ユーザーはより完全に理解できます。コンテンツとエリアの。

特別な感謝

この記事を手伝ってくれたGeoNovaのシニアカートグラファーであるIanTurnerに感謝します。

初版：2007年5月14日

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