メルカトル図法（Mercator Projection）

GISBoxは、OSGB/GEOTIFF/RVT などの複数の GIS フォーマットでの編集をサポートし、3DTiles/Terrain への変換や公開が可能なワンストップ 3DGIS データ編集、変換、公開プラットフォームです。

概要

メルカトル図法（Mercator Projection）は最も有名な地図投影法の一つで、もともとフランツ・ヴァルター・メルカトル（Gerardus Mercator）によって 1569 年に提案されました。主に航海図の作成に利用されるこの投影法は、正軸等角円筒投影とも呼ばれ、「標準等角円筒投影」とも称されます。特徴として、地球の経緯度座標を平面上に投影し、角度を維持することができるため、航海および航空ナビゲーションに非常に有用です。メルカトル図法では、地球の表面を円筒として扱い、経緯線をこの円筒に写し取った後、「展開」して平面図を作成します。この投影法では角度を維持するため、「等角投影」とも呼ばれます。

データフォーマットの概要

メルカトル図法でよく使用されるデータ形式には以下のものがあります：

GeoJSON: GeoJSON 形式は地図データを表現するために広く利用されており、メルカトル図法下の幾何形状をサポートします。GeoJSON ファイルには地理情報の座標データと、説明や色などのその他の属性が含まれます。
Shapefile: Shapefile は GIS で広く使用される一般的な地理空間データ形式で、メルカトル図法下の地理データを効率的に保存および高速でクエリ可能です。
KML: KML（Keyhole Markup Language）は地理データを表現するための XML 形式で、Google Earth などのアプリケーションを介して閲覧や操作が可能です。KML ファイルにはメルカトル図法下の多種多様な地理情報が含まれます。

長所

角度が変化しない: メルカトル図法では、地球上の各点間の角度が正確に保たれるため、航海および航空ナビゲーションに適しており、航路や進路の計算において非常に重要です。
直線航路: メルカトル図法では、航海および航空の航路が直線で表現されるため、直線経路を計算してルートを計画するのが簡単です。
経緯線の直感的な表示: メルカトル図法は経緯線を直線に変換するため、理解しやすく、表示時には地理位置のラベル付けや識別が容易です。

短所

面積の歪み: メルカトル図法の最大の欠点は、緯度が増加するにつれて面積の歪みがますます大きくなることです。特に極地付近では、地図上の面積が大きく誇張されます。例えば、グリーンランドはメルカトル図法上ではアフリカとほぼ同じ大きさに見えますが、実際の面積はアフリカよりはるかに小さいです。
緯度範囲の制限: メルカトル図法では極地地域を正確に表現することができません。緯度が 85°30′を超えると、投影結果は非常に歪み、表示可能な範囲を超えることがあります。
限界: メルカトル図法は航海およびナビゲーションでは有利ですが、全球の正確な面積分布を示すには適していません。特に気候研究や人口分布などのシナリオでは、歪みが結果に大きな影響を与えます。

応用シーン

メルカトル図法は、角度の維持や航路直線特性が必要な様々なシーンで広く利用されています。メルカトル図法が角度を保つ性質により、航海図や航空図ではこの投影法がよく採用されています。これらの地図では航路が直線で表現されるため、ナビゲーション計算が容易になります。

気象データの全球分布表示において、メルカトル図法は各地域の気象パターンやシステムを便利に表示できます。この投影法は極地地域で歪みがあるものの、低緯度および中緯度地域の気象データ表示には依然として有効です。

Google Maps や OpenStreetMap などのオンライン地図サービスでは、メルカトル図法が広く使用されています。これらの地図では直線距離や角度が正確に表示されるため、広範囲の地域表示に適しています。特にズームイン・ズームアウト時、メルカトル図法を使用することで直感的な地理情報の表示が可能です。

多くの GIS アプリケーションが、全球データの表示にメルカトル図法をサポートしています。特に Web 地図サービスを介してデータを表示する際、都市の位置や交通ネットワークなどの情報が含まれることがあります。