全球規模の基礎的地理データ

地球フロンティア 広域水循環勉強会 2001年 2月 19日; その後部分改訂

[おことわり]

全般に情報が古くなっています。 標高データでは「SRTM」などにもふれるべきなのですが....

1. 地図

1.1 参考書

• World Mapping Today (Parry and Perkins, 2000)
  世界各国の地形図の発行状況の目録のようなもの。 Worldの章に、世界規模の地図やディジタルデータの情報がまとめられている。

1.2 ONC

世界の大部分の陸地(南極大陸は含まない)をカバーする基礎地図としては、 アメリカ合衆国国防省のNGAが作っている航空用の100万分の1地図 Operational Navigation Chart (ONC)がある。 200万分の1のJet Navigation Chart (JNC)は南極大陸もカバーしている。 全陸地を覆ってはいないが、50万分の1のTactical Pilotage Chart (TPC)もある。

2. 基礎地図のディジタルデータ (ベクター型)

Parry and Perkins (2000), Anderson and Kline (2000)などを参照。

2.1 WDB2 (World Data Bank 2; Gorny, 1977)

アメリカ合衆国 Central Intelligence Agencyで1976--77年に作られたデータセット。 海岸・湖岸線、川、国境線の線データ(線の通る点の緯度経度)。 約300万分の1の地図から読みとったもの。 大型計算機用のテープで配布されていた。 1点20バイトの固定長テキスト形式で量は約150 MB。

2.2 WVS (World Vector Shoreline)

NIMA (現在はNGA)が作成した海岸線のベクター型データ。 分解能は25万分の1地図相当。

2.3 GSHHS (Wessel and Smith, 1996)

GMT (Generic Mapping Tools) (地図上に数量の分布を表示するフリーのソフトウェアパッケージ) Version 3以降で使われている海岸線データ。 WVSとWDB2を組み合わせ、 海岸線が閉じるような処理を加えたもの。 5つの分解能(crude, low, intermediate, high, full)のデータセットを作っている。 間引きかたはDouglas and Peucker (1973)のアルゴリズムによる。 http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/shorelines/gshhs.htmlから公開されている。

2.4 DCW (Digital Chart of World; U.S. Defence Mapping Agency [現 NGA]ほか, 1992)

ONCの海岸線、湖岸線、川、国境線、道路・鉄道、地名、等高線などの情報をディジタル化したもの。 CD-ROM 4枚。洋書屋ルートで買うことができた。 CD-ROMには、PC-DOS用の表示プログラム(Turbo Cによるソースプログラムつき)が付属しているが、データ形式の詳しい説明書はついていない。 データ形式はvpf (Vector Product Format)というもので、 規格書 (MIL-STD-2407, 28 JUNE 1996)は、 http://earth-info.nga.mil/publications/specs/printed/VPF/vpf.html から公開されている。

2.5 VMap (Vector smart map; NIMA)

VMap level 0は、DCWの改訂版であり1997年にCD-ROM 4枚で発行された (軍用以外はUSGSが発売元)。 Level 1, level 2と、順次空間分解能が細かいものが作られつつある。 ウェブでの紹介ページは http://earth-info.nga.mil/publications/vmap0.html、 仕様説明書は http://earth-info.nga.mil/publications/specs/printed/VMAP0/vmap0.htmlにある。 (World Mapping Todayにも概略の説明がある。)

2.6 地球地図 (Global mapping)

日本の国土地理院が各国の機関に呼びかけて発足した国際的事業。 International Steering Committee for Global Mapping (http://www.iscgm.org/参照)。

3. 標高の格子点データ

ここでは、緯度経度またはなんらかの地図座標で等間隔にとった 格子点あるいはマス目上の標高値をならべたデータセット (いわゆるdigital elevation model)に限って紹介する。

アメリカ合衆国の複数の政府機関が作っている。ただし相互にデータをやりとり して作っているので、データ源は共通であることが多い。 わたし(増田)はNGDCが編集したものを使っている。

GLOBEを中心としたレビュー: Hastings and Dunbar (2000)。

3.1 GLOBE (Global One-km Base Elevation) ver. 1.0 (Hastings and Dunbar, 1999)

陸の標高(海の水深は含まない)。 緯度経度30秒格子(低緯度では約 1 km)、マス目型配置。 NGDCで編集され、CD-ROM (4枚組)で販売されている。 USGSのGTOPO30とは大部分のデータ源が共通だが、 厳密に同じではない。 日本の部分は国土地理院作成のデータを使っている。

3.2 Terrainbase (ver. 1.1; Row, Hastings and Dumbar, 1995)

標高と海の水深。 5分 (約 10 km) 格子、マス目型配置 (ただし海の水深については格子点型配置)。 NGDCで編集され、CD-ROM (1枚)で販売されている。 ETOPO5(次項)で使ったデータ源のドキュメントをしっかりさせるとともに、 もっとよいデータがある場合はさしかえた。 しかし、アジアやアフリカの大部分は依然としてFNOC 10-minデータによっている。

3.3 ETOPO5

標高と海の水深。 5分 (約 10 km) 格子、格子点型配置。 Washington Univ. at St. LouisにいたEdwardsという人が編集した。 NGDCから1986年に公開され、1988年に少し改訂された。 NGDC発行のCD-ROM Global Ecosystems Database Disc A (1992)に 参考データとして収録されている。 水深の部分はアメリカ海軍が作ったDBDB2である。 陸上のうち北アメリカ、ヨーロッパの一部、オーストラリア、 ニュージーランドだけが、実際に5分の分解能がある。 残りはFNOC 10-min elevation(次項)のままである。 海と陸で位置がずれていたり、ドキュメントが不備だったりという問題点もある。

3.4 FNOC 10-min elevation

陸の標高。10分格子、マス目型。 アメリカ海軍Fleet Numerical Oceanography Centerが 1960--70年代にONCからディジタイズした。 各マス目のmodal, minimum, maximum heightを含む。 1984年ごろ、NCAR Data Support SectionのD. Josephが部分改訂した。 特に中国北部・モンゴルなどに、 実質的空間分解能が1度以上になってしまっているところがある。 データのディジタル化が行なわれた1960年代後半の地形図の情報不足の ためと思われる。

参考文献

• Anderson, K.E. and Kline, K.D., 2000: A reference framwork for global environmental data. Global Environmental Databases (Tateishi, R. and Hastings, D. eds.), Hong Kong: Geocarto International Centre, 21 - 40.
• Douglas, D.H. and Peucker, T.K., 1973: Algorithms for the reduction of the number of points required to represent a line or its caricature. The American Cartographer, 10(2), 112 -- 123.
• Gorny, A.J., 1977: World Data Bank II, Volume 1 -- North America, and General User Guide. Central Intelligence Agency, Report No. CIA/DF-77/001a, 7 pp. (National Technical Information Service PB-271 869)
• Hastings, D.A. and Dunbar, P.K., 1999: Global Land One-kilometer Base Elevation (GLOBE): NGDC Key to Geophysical Records Documentation No. 34, 138 pp. National Geophysical Data Center, Boulder, Colorado, USA.
• Hastings, D.A. and Dunbar, P.K., 2000: Topographic data. Global Environmental Databases (Tateishi, R. and Hastings, D. eds.), Hong Kong: Geocarto International Centre, 41 - 67.
• Parry, R.B. and Perkins, C.R., 2000: World Mapping Today (2. ed.) Bowker and Saur, 1064 pp. ISBN 1-85739-035-0
• Row, L.W. III, Hastings, D.A. and Dunbar, P.K., 1995: Terrainbase: Worldwide Digital Terrain Data. NGDC Key to Geophysical Records Documentation No. 30, National Geophysical Data Center, Boulder, Colorado, USA.
• Wessel, P., and Smith, W. H. F., 1996: A global self-consistent, hierarchical, high-resolution shoreline database. J. Geophys. Res., 101, 8741 -- 8743.

機関の略称

以下はいずれもアメリカ合衆国の政府機関

• National Geo-Intelligence Agency (旧 National Imagery and Mapping Agency; 旧 Defence Mapping Agency), Dept of Defence.
  航空地形図(ONCやTPC)を作っているところ。
• U.S. Geological Survey, Dept. of Interior.
  地質調査所のほか、地形図の発行者であるという意味では日本の国土地理院にも対応する。
• National Geophysical Data Center, National Oceanic and Atmospheric Administration, Dept. of Commerce.
  NOAAは気象庁、海上保安庁と水産庁の一部を合わせた機能をもっている。 NGDCはそのうち大気と海水と地震以外(海底、地磁気など)のデータの公開を担当している。