地図

地図は、空間内の物事の（一般的には空間的な）相互関係を象徴的に表現したものです。地図には、テキストやグラフィックで注釈を付けることができます。他のグラフィックと同様に、地図は紙やその他の耐久性のあるメディアに固定することも、コンピュータ画面などの一時的なメディアに表示することもできます。一部の地図はインタラクティブに変化します。地図は一般的に地理的要素を表現するために使用されますが、現実または架空のあらゆる空間を表すことができます。マッピングされる対象は、地球の表面などの 2 次元、地球の内部などの 3 次元、またはあらゆる次元の抽象空間である場合があります。

地理的な領土を示す地図は非常に長い伝統があり、古代から存在しています。「地図」という言葉は中世ラテン語のMappa mundiに由来しており、mappa は「ナプキン」または「布」、mundi は「世界の」を意味します。したがって、「地図」は地球の表面を平面的に表す短縮形となりました。

地図は数千年にわたって人類が発明した最も重要なものの 1 つであり、人類はこれによって世界を説明し、進むべき道を進むことができるようになりました。現存する最古の地図には、洞窟壁画や牙や石のエッチングがあります。その後、古代バビロニア、ギリシャとローマ、中国、インドで大規模な地図が作られました。最も単純な形式の地図は、2 次元の構造です。しかし、古典ギリシャ時代以降、地図は地球儀に投影されるようになりました。フランドルの地理学者ゲラルドゥス・メルカトルが開発したメルカトル図法は、20 世紀後半にさらに正確な投影法が広く使われるようになるまで、2 次元の世界地図の標準として広く使われていました。メルカトルは、地図集という概念を初めて使用し、普及させた人物でもあります。

地図学または地図作成は、地球の図を平面上に描く研究と実践であり^[2]（地図作成の歴史を参照）、地図を作成する人は地図製作者と呼ばれます。

道路地図は、おそらく今日最も広く使用されている地図です。道路地図は、航空図や海図、鉄道網、ハイキングやサイクリング用の地図も含まれる航海用地図のサブセットです。量的に言えば、描かれた地図シートの最大数は、おそらく地方自治体、公共事業体、税務査定人、緊急サービス提供者、その他の地方機関によって実施された地方調査によるものです。多くの国家測量プロジェクトは、包括的で詳細な作業で国際的に有名な民間政府機関である英国 陸地測量局など、軍によって実施されてきました。

地図で示される位置情報には、標高、気温、降雨量など の一定値を示す等高線が含まれる場合があります。

地図の方向とは、地図上の方向と現実の対応するコンパスの方向との関係です。「 orient 」という単語は、東を意味するラテン語の oriensに由来しています。中世では、 T マップや O マップを含む多くの地図が、東を上にして描かれていました (つまり、地図上の「上」の方向はコンパスの東に対応します)。今日最も一般的な地図作成の慣習は、北を地図の上に置くことです。

北が上になっていない地図:

• ヘレフォード マッパ ムンディなどの中世ヨーロッパのT および O 地図は、東を上にしてエルサレムを中心としていました。実際、1400 年頃にプトレマイオスの地理学がヨーロッパに再導入されるまで、西洋には単一の慣例はありませんでした。たとえば、ポルトラン海図は、それが描写する海岸に沿って配置されています。
• 海に面した都市の地図は、通常、海が上になるように描かれることが多いです。
• ルート マップと水路マップは、従来、それらが説明する道路や水路に合わせて作成されてきました。
• 北極または南極地域の極地地図は、通常、極を中心に配置されます。つまり、北の方向は、それぞれ地図の中心に向かう方向、または地図の中心から離れる方向になります。典型的な北極の地図では、0° 子午線がページの下部に、南極の地図では、0° 子午線がページの上部に示されます。
• 南が上を向く地図は、北が上を向く慣習を逆にして南を上にする。古代エジプトを含む古代アフリカではこの方向が使われており、今日のブラジルの地図でもこの方向が使われている。^[3]
• バックミンスター・フラーのダイマキシオンマップは、地球の球体を二十面体上に投影したものに基づいています。結果として得られる三角形のピースは、任意の順序や方向に配置できます。
• ゴット、ヴァンダーベイ、ゴールドバーグの世界地図は、赤道を端として、できるだけ誤差が少なくなるように背中合わせのディスクのペアとして配置されています。^[4]教育目的で簡単に持つことができる両面の平らな物体として印刷できるように設計されています。

多くの地図は、1:10,000 などの比率で表される縮尺で描かれています。つまり、地図上の 1 単位は、地上の同じ単位の 10,000 に対応します。縮尺の記述は、市街地図など、マッピングされた領域が地球の曲率を無視できるほど小さい場合は正確です。曲率を無視できないより広い領域をマッピングするには、地球の曲面から平面にマッピングする投影が必要です。球体を歪みなく平面に平坦化することは不可能であるため、地図の縮尺を一定にすることはできません。むしろ、ほとんどの投影では、投影上の 1 つまたは 2 つのパスに沿った正確な縮尺が最良の方法です。縮尺は場所によって異なるため、意味のある測定方法は場所ごとのポイント スケールとしてのみ可能です。ほとんどの地図では、ポイント スケールの変動を狭い範囲内に抑えようとしています。縮尺の記述は名目上のものですが、地図が地球の大部分をカバーしていない限り、ほとんどの目的には十分な精度です。世界地図の範囲では、単一の数字としての縮尺は、地図のほとんどの部分で実質的に意味がありません。代わりに、通常は赤道に沿った縮尺を指します。

カルトグラムと呼ばれる地図の中には、陸地の面積や距離以外の情報を反映するために意図的に縮尺を歪めているものがあります。たとえば、このヨーロッパの地図 (左) は人口分布を示すために歪められていますが、大陸の大まかな形は依然として判別可能です。

歪んだスケールのもう 1 つの例は、有名なロンドン地下鉄の路線図です。地理的な構造は尊重されていますが、地下鉄の路線 (およびテムズ川) は駅間の関係を明確にするために平滑化されています。地図の中央付近では、駅の間隔は地図の端付近よりも広くなっています。

さらに不正確な表現が意図的である場合もあります。たとえば、地図製作者は、地図を明瞭にするためだけに、軍事施設を省略したり、地物を削除したりすることがあります。たとえば、道路地図には、鉄道、小さな水路、その他の道路以外の目立つ物体が示されない場合があり、示されていたとしても、主要道路よりも不明瞭に表示されることがあります (破線や点線/アウトラインなど)。デクラッターと呼ばれるこの手法により、ユーザーの関心のある主題が読みやすくなりますが、通常は全体的な正確さが損なわれることはありません。ソフトウェア ベースの地図では、多くの場合、ユーザーは必要に応じてデクラッターをオン、オフ、自動の間で切り替えることができます。自動では、ユーザーが表示するスケールを変更すると、デクラッターの度合いが調整されます。

地図では、投影法を使用して、ジオイドの 3 次元の実表面を2 次元の画像に変換します。投影によって表面は常に歪みます。歪みを分配する方法は多数あり、地図投影法も多数あります。どの投影法を使用するかは、地図の目的によって異なります。^[5]

地図上に示される様々な特徴は、慣習的な記号やシンボルで表現されます。例えば、道路の分類を示すために色を使用することができます。これらの記号は通常、地図の余白にある地図凡例、または別途発行された特性シートで説明されています。^[6]

地図製作者の中には、地図を画面全体または紙全体に広げて、地図の「外側」に地図全体に関する情報を記載する余地を残さないことを好む人もいます。このような地図製作者は通常、地図の「内側」の「空白」領域に、カルトゥーシュ、地図の凡例、タイトル、コンパス ローズ、バー スケールなどの情報を配置します。特に、一部の地図では、地図の空白領域に小さな地図が挿入されています。例:

• 地球全体とその地球上のメインマップの位置を示す、はるかに小さい縮尺の地図、または
• 「関心領域」（都市など）をより大きなスケールで表示して、そうでなければ収まらない詳細を表示する、または
• アメリカの地図上のアラスカやハワイ、イギリスの地図上のシェトランド諸島やオークニー諸島など、メインの地図に収まらない場所を表示します。

地図のデザインと製作は、粘土板から地理情報システムまで、何千年にもわたって発展してきた技術です。特にグラフィック デザインと密接に関連するデザインの 1 つの形態として、地図製作は、地図の使用方法に関する科学的知識を芸術的表現の原則と統合して、審美的に魅力的な製品を作成し、権威のオーラを放ち、対象とするユーザーにとって特定の目的を機能的に果たします。

マップを設計するには、多数の要素をまとめ、多数の決定を下す必要があります。設計の要素はいくつかの幅広いトピックに分類され、それぞれに独自の理論、独自の研究計画、独自のベスト プラクティスがあります。とはいえ、これらの要素間には相乗効果があり、全体的な設計プロセスは各要素を 1 つずつ処理するだけでなく、各要素を調整して目的のゲシュタルトを達成する反復的なフィードバック プロセスであることを意味します。

• 地図投影法: 地図の基礎は地図が置かれている平面（紙でもスクリーンでも）ですが、地球の表面を平らにするために投影法が必要です。すべての投影法はこの表面を歪ませますが、地図製作者は歪みがどのように、どこで発生するかについて戦略的に考えることができます。^[7]
• 一般化: すべての地図は現実よりも小さい縮尺で描かれる必要があり、地図に含まれる情報は、場所に関する豊富な情報のごく一部である必要があります。一般化とは、選択、簡略化、分類などの手順を通じて、地図の縮尺と目的に合わせて地理情報の詳細レベルを調整するプロセスです。
• シンボル: 地図は、サイズ、形状、色、パターンなどのいくつかの視覚変数で構成されたグラフィカルな描写である地図シンボルを使用して、地理的特徴の位置と特性を視覚的に表します。
• 構成: すべてのシンボルがまとめられるため、グループ化や視覚的な階層など、それらの相互作用が地図の読み方に大きな影響を与えます。
• タイポグラフィまたはラベル付け: テキストは地図上でさまざまな目的に使用され、特に地物の認識に役立ちますが、ラベルが効果的であるためには適切に設計され、配置されなければなりません。^[8]
• レイアウト: マップ画像は、タイトル、凡例、追加のマップ、テキスト、画像などの関連要素とともに、ページ (紙、Web、またはその他のメディア) に配置する必要があります。これらの各要素には独自のデザイン上の考慮事項があり、それらの統合も同様に、主にグラフィック デザインの原則に従います。
• マップ タイプ固有の設計: さまざまな種類のマップ、特にテーマ マップには、独自の設計ニーズとベスト プラクティスがあります。

世界地図や広い地域の地図は、多くの場合「政治的」または「物理的」のいずれかです。政治地図の最も重要な目的は領土の境界を示すことです。物理的地図の目的は、山、土壌の種類、道路、鉄道、建物などのインフラストラクチャを含む土地利用などの地理的特徴を示すことです。地形図は、等高線または陰影で標高と起伏を示します。地質図は、物理的な表面だけでなく、その下にある岩石、断層線、地下構造の特徴を示します。

20 世紀最後の四半世紀以降、地図製作者にとって欠かせないツールはコンピュータでした。地図製作の大部分、特にデータ収集調査レベルは、地理情報システム(GIS)に取り込まれました。地図の機能は、既存の地図に空間的に位置付けられた変数を簡単に重ね合わせる技術によって大きく進歩しました。降雨量、野生生物の分布、人口統計データなどの地域情報を地図に統合することで、より効率的な分析とより適切な意思決定が可能になります。電子化以前の時代、このようなデータの重ね合わせにより、ジョン・スノー博士はコレラの発生場所を特定しました。今日、この技術は野生生物保護団体や軍隊など、世界中のさまざまな機関で使用されています。

GIS が関与していない場合でも、ほとんどの地図製作者は現在、さまざまなコンピューター グラフィックス プログラムを使用して新しい地図を作成しています。

インタラクティブなコンピュータ地図が市販されており、ユーザーはズームインまたはズームアウト(それぞれスケールを拡大または縮小することを意味します) することができ、可能な場合は同じポイントを中心に、ある地図を別のスケールの地図に置き換えることもあります。車載グローバル ナビゲーション 衛星システムは、衛星の助けを借りてユーザーの位置を監視するルート プランニングとアドバイス機能を備えたコンピュータ地図です。コンピューター サイエンティストの観点から見ると、ズームインには次の 1 つ以上の操作が含まれます。

1. 地図をより詳細なものに置き換える
2. ピクセルを拡大せずに同じ地図を拡大し、詳細度の低いバージョンと比較して削除される情報が少なくなり、より詳細な情報が表示されます。
3. 同じマップをピクセルを拡大して（ピクセルの長方形に置き換えて）拡大します。追加の詳細は表示されませんが、ユーザーの視力によっては、より詳細に見える可能性があります。コンピューターのディスプレイが隣接するピクセルを実際には別々に表示せず、代わりに重ねて表示する場合（これは LCD には適用されませんが、ブラウン管には適用される場合があります）、ピクセルをピクセルの長方形に置き換えると、より詳細が表示されます。この方法のバリエーションは補間です。

例えば：

• 通常、(2)はPDF( Portable Document Format )ファイルまたはベクターグラフィックスに基づくその他の形式に適用されます。詳細度の増加はファイルに含まれる情報に限定されます。曲線を拡大すると、最終的には直線、円弧、スプラインなどの一連の標準的な幾何学的図形になる可能性があります。
• （２）はテキストに適用され、（３）は森林や建物などの地図上の特徴の輪郭に適用される。
• (1) は必要に応じてテキストに適用され（より多くの特徴のラベルを表示する）、(2) は画像の残りの部分に適用されます。テキストはズームインしても必ずしも拡大されるわけではありません。同様に、二重線で表された道路は、ズームインしても幅が広くなる場合と広くならない場合があります。
• 地図には、部分的にラスター グラフィックス、部分的にベクター グラフィックスのレイヤーが含まれる場合もあります。単一のラスター グラフィックス画像の場合、画像ファイル内のピクセルがディスプレイのピクセルに対応するまでは (2) が適用され、その後は (3) が適用されます。

長期観測の結果に基づいて気候条件の地域分布を反映した地図を気候図と呼びます。^[9]これらの地図は、個々の気候特性（気温、降水量、湿度）について、または地球の表面と大気の上層でのそれらの組み合わせについて作成できます。気候図は、広い地域にわたる気候特性を示し、地域のさまざまな場所での気候特性の値を比較できるようにします。地図を作成するときは、条件がスムーズに変化するという仮定の下、空間補間を使用して測定値がない値を合成できます。

気候図は、一般的には個々の月や 1 年全体に適用されますが、四季や生育期間などにも適用されることがあります。地上の気象観測所の観測から作成された地図では、大気圧が海面に変換されます。気温マップは、地球の表面で観測された実際の値と海面に変換された値の両方から作成されます。自由大気の圧力場は、異なる標準高度 (たとえば、海抜 1 キロメートルごと) での圧力分布マップ、または海面から数えた主な等圧面 (たとえば、900、800、700 ミリバール) の高度 (より正確には、ジオポテンシャル) がプロットされた気圧地形図によって表されます。航空気候図の温度、湿度、風は、標準高度または主な等圧面のいずれかに適用されます。

等値線は、長期平均値（大気圧、気温、湿度、総降水量など）などの気候特性の地図上に、当該特性の値が等しい点を結ぶために描かれます。たとえば、気圧の等圧線、気温の等温線、降水量の等雨量線などです。等振幅は振幅の地図上に描かれます（たとえば、気温の年間振幅、つまり最も暖かい月と最も寒い月の平均気温の差）。等異常は異常の地図上に描かれます（たとえば、各場所の平均気温と全緯度帯の平均気温との偏差）。頻度の等値線は、特定の現象の頻度を示す地図上に描かれます（たとえば、雷雨や積雪の年間日数）。等時線は、特定の現象の開始日（たとえば、最初の霜や積雪の出現または消滅）や、年間を通じて気象要素の特定の値になった日（たとえば、平均気温が 0 度を通過）を示す地図上に描かれます。風速の平均数値の等値線または等高線は、風図（チャート）上に描かれます。風の合力と卓越風の方向は、異なる長さの矢印または異なる羽根の矢印で示され、流れの線が描かれることがよくあります。風の帯状および子午線成分の地図は、自由大気に対して頻繁に編集されます。気候図では、気圧と風が通常組み合わされています。風のバラ、他の気象要素の分布を示す曲線、個々の観測所における要素の年間経過の図なども、気候図にプロットされます。

気候地域区分地図、つまり、何らかの気候分類に従って地球の表面を気候帯や地域に分割した地図は、特別な種類の気候地図です。

気候図は、さまざまな地理的範囲 (地球、半球、大陸、国、海洋) の気候図集に組み込まれたり、包括的な地図集に含まれたりすることがよくあります。一般的な気候図のほかに、応用気候図や地図集には大きな実用的価値があります。航空気候図、航空気候図集、農業気候図が最も多くあります。

太陽系の地図や、星図などの他の宇宙論的特徴を示す地図が存在します。さらに、月や他の惑星などの他の天体の地図は、技術的には地理地図ではありません。 フロアマップも空間的ですが、必ずしも地理空間的ではありません。

概略図やガントチャート、ツリーマップなどの図は、地理的な関係ではなく、項目間の論理的な関係を表示します。トポロジカルな性質上、接続性のみが重要です。ロンドン地下鉄の路線図や世界中の同様の地下鉄路線図は、このようなマップの一般的な例です。

汎用地図は、1 つの地図にさまざまな種類の情報を提供します。ほとんどの地図帳、壁掛け地図、道路地図はこのカテゴリに分類されます。汎用地図に表示される可能性のある特徴には、水域、道路、鉄道路線、公園、標高、町や都市、政治的境界、緯度と経度、国立公園や州立公園などがあります。これらの地図は、エリアの位置と特徴を幅広く理解するのに役立ちます。読者は、地形の種類、都市の場所、主要な交通ルートの場所をすべて一度に理解できます。

ポーランドの将軍スタニスワフ・マチェクはかつてオランダで水路の仕組みを示す印象的な屋外地図を見せられたことがあった（1944年、ポーランド軍の進軍の障害となっていた）。これがきっかけでマチェクと仲間たちはスコットランドの同胞に対するおもてなしを永久に思い出させる70トンの立体地図「ポーランドのスコットランド大地図」を作成した。1974年、スコットランドの海岸線と地形は、既存のバーソロミュー・ハーフインチ地図シートに基づいてポーランドの学生地理学者兼計画家カジミエシュ・トラファスによって描かれた。周囲を水の海で囲むための工学インフラが整備され、将軍の要請でいくつかの主要な河川は山に汲み上げられた源流から流れるように配置されていた。地図は1979年に完成したが、2013年から2017年にかけて修復する必要があった。^[10]

チャレンジャー地図は、ブリティッシュコロンビア州の手作業で作られた地形図で、縦 80 フィート、横 76 フィートです。ジョージ チャレンジャーとその家族が 1947 年から 1954 年にかけて作成したこの地図には、ブリティッシュコロンビア州の山、湖、川、谷がすべて正確な縮尺の地形詳細で描かれています。1954年から 1997 年までバンクーバーのパシフィック ナショナル エキシビション(PNE) のブリティッシュ コロンビア パビリオンに展示され、何百万人もの訪問者が見ました。ギネスブックでは、チャレンジャー地図は世界最大の地図として紹介されています。地図全体は 6,080 平方フィート (1,850 平方メートル) のスペースを占めます。1997 年に解体されましたが、新しい場所で復元するプロジェクトがあります。^[11]

グアテマラの立体地図は1905年にフランシスコ・ベラによって作成され、現在も残っています。この地図（横縮尺1:10,000、縦縮尺1:2,000）は1,800平方メートルの広さがあり^、子供たちに自国の風景を教える目的で作成されました。^[12]

一部の国では、公開されるすべての地図が国境紛争に関する自国の主張を反映したものであることを要求しています。例:

• ロシア国内では、Googleマップはクリミアをロシアの一部として表示しています。^[13]
• インド共和国と中華人民共和国は、すべての地図において中印国境紛争の対象となっている地域を自国に有利なように表示することを要求している。^[14]
• 2010年、中華人民共和国は中国国内から提供されるすべてのオンラインマップを中国国内でホストすることを義務付け、中国の法律の対象とした。^[15]
• 2017年、トルコは「クルディスタン」および「クルド地域」という用語を禁止した。2018年、政府は「テロリストのプロパガンダ」とみなしたクルディスタンのユーザー生成地図をGoogleマップから削除した。^[16]
• パキスタンでは、2020年の測量地図作成（改正）法により、パキスタンの非公式または「不正確な」地図を印刷、表示、または使用することは、懲役5年および罰金500万ルピーの刑に処される犯罪とされた。この法律は、インドがインド・パキスタン国境北部のパキスタン領土の一部を不法に占拠していると主張している。^[17]

• デイヴィッド・ブイセレット編『君主、大臣、地図：近世ヨーロッパにおける政治手段としての地図作成の出現』シカゴ：シカゴ大学出版局、1992年、ISBN 0-226-07987-2 
• デニス E. コスグローブ (編)マッピング。リアクションブックス、1999 ISBN 1-86189-021-4 
• Freeman、Herbert、「自動地図テキスト配置」。ホワイト ペーパー。
• Ahn, J. および Freeman, H.、「自動名前配置プログラム」、Proc. AUTO-CARTO 6、オタワ、1983 年、444–455 ページ。
• Freeman, H.、「コンピュータ名の配置」、第 29 章、地理情報システム、1、DJ Maguire、MF Goodchild、および DW Rhind、John Wiley、ニューヨーク、1991、449-460 ページ。
• マーク・モンモニエ『地図で嘘をつく方法』、ISBN 0-226-53421-9 
• O'Connor, JJ および EF Robertson, The History of Cartography . スコットランド : セント・アンドリュース大学、2002 年。

• 国際地図協会（ICA）は、地図作成と地理情報科学の専門家の世界的組織です。
• 米国議会図書館スタッフによる「地理と地図、図解ガイド」。
• ウィスコンシン大学の地図作成の歴史プロジェクトは、地図と地図作成の歴史に関する包括的な研究プロジェクトです。