地図は、地球またはその一部を、一枚の紙やコンピューターのスクリーンなどの平面の上に投影した表現です。地球は楕円形をしているので、一番適切な表示方法は「球体」として表示することです。地球を点の集合として平面上に投影して表現しようとすると、投影の中心から遠い場所にある地域はいつも何らかの形のゆがみが発生してしまいます。言い換えると、距離、形状、方向などといった地球のすべての特性を忠実に同じ地図上に表示することは不可能です。このゆがみを最小限に抑えるため、長い年月をかけて多くの異なるタイプの投影方法が開発されてきました。ある投影方法では正確な距離が保持され、別の方法では形状や角度が正確に表示されます。地図を作成するときには、地図アプリケーションの設計目的に合わせて、表示する領域や趣旨に最もふさわしい投影方法を選択する必要があります。
投影図法は、次の 3 つの主要カテゴリーに分類されます。
また、次のような投影図法もあります。
円筒図法
円筒図法は、大きくて平坦な平面を地球の周りに巻きつけて円筒を作って取得します。次の図では、円筒は赤道に対して接線になっています。接線に近いゾーンほど、ゆがみが少なくなります。
円筒図法 (1)
円筒の位置は変更することができます。例えば、横円筒図法では、円筒は子午線に対して接線になります。
円筒図法 (2)
円錐図法
円錐図法は、地球のイメージを地球の表面と割線または接線を作る円錐に投影します。
円錐図法の例
方位図法
方位図法は平面図法とも呼ばれ、球体の地球が平面上に投影されます。
方位図法
正積図法または正角図法
すべての地図投影図法では、投影の中心から離れた領域では何らかのゆがみが発生します。使用する投影図法によって、ゆがみが角度、領域、形状、サイズ、距離、または縮尺であったりします。この点において、投影図法は正積と正角の 2 つの主要カテゴリーに分類できます。
- 正積図法では、地図上に表示されるさまざまな領域間の正確な比率が維持されます。
- 正角図法では、角度および部分的には形状も維持されます。
他の投影図法では、例えば、正距方位投影図法では投影の中心から測定された距離が維持されるなど、注目に値する特性があります。それ以外の投影図法では、角度のゆがみと領域のゆがみの間でかなりの妥協が見られます。
それゆえ、投影図法は表示する領域 (例えば、極地域をメルカトル図法で表示することは不可能です) と適用するドメイン (航海図、航空図、小縮尺地図、大縮尺地図など) に従って設定および選択する必要があります。例えば、航海図には一般的に正角図法が用いられます。
地図投影図法についての詳細は、以下の書籍を参照してください。
- 『Map Projections - A Working Manual』 (Snyder 著、1987)
- 『An Album of Map Projections』 (Snyder、Voxland 共著、1989)