GISのための測地成果、測地系、楕円体、投影座標系、EPSGコードのまとめ

(2018.3.22追記)　JGD2011のEPSGコードを追加しました。

GISを利用する際に、最初にして最大の壁である測地系やら投影座標系についてまとめました。

UTM

平面直角座標

系	EPSG (JGD2011)	EPSG (JGD2000)	区域
1	6669	2443	長崎県、鹿児島県の一部
2	6670	2444	福岡県、佐賀県、熊本県、大分県、宮崎県、鹿児島県の一部
3	6671	2445	山口県、島根県、広島県
4	6672	2446	香川県、愛媛県、徳島県、高知県
5	6673	2447	兵庫県、鳥取県、岡山県
6	6674	2448	京都府、大阪府、福井県、滋賀県、三重県、奈良県、和歌山県
7	6675	2449	石川県、富山県、岐阜県、愛知県
8	6676	2450	新潟県、長野県、山梨県、静岡県
9	6677	2451	東京都の一部、福島県、栃木県、茨城県、埼玉県、千葉県、群馬県、神祭川県
10	6678	2452	青森県、秋田県、山形県、岩手県、宮城県
11	6679	2453	北海道の一部
12	6680	2454	北海道の一部
13	6681	2455	北海道の一部
14	6682	2456	東京都の一部
15	6683	2457	沖縄県の一部
16	6684	2458	沖縄県の一部
17	6685	2459	沖縄県の一部
18	6686	2460	東京都の一部
19	6687	2461	東京都の一部

測地系とは、座標軸(X,Y,Z)の方向と原点Oの位置を定めたものです。WGS84系やITRF系は、地球の重心を原点としています。
楕円体とは、地球を楕円とみなし、その形（赤道半径、扁平率）を定めたものです。
測地成果とは、基準点網の構築成果のことです。旧成果とは、明治時代からの基準点構築方法によるもので、その時代の測量精度と地殻変動によって歪が生じていました。そこで、新たに最新技術によって基準点網を再構築したものが、測量成果2000になります。その際に、使用する測地系と楕円体を、それぞれ日本測地系→世界測地系、ベッセル楕円体→GRS80楕円体に変更されました。
投影座標系とは、測地系と楕円体によって決定する地理座標（緯度経度）を、平面上に投影した座標に変換する方法を定めたものです。投影座標系の違いにより、投影された地図の精度や範囲が異なるので、目的によって、使い分けます。平面直角座標系の地図は、狭い範囲だけれど高精度で、UTM座標系の地図は、広範囲だけれど平面直角座標系よりも精度が落ちます。

投影変換するための注意点【重要】

同じ測地成果内での投影変換（投影法の変換、測地系および楕円体の変換）は、計算式で単純に求まるのでgdalwarpなどで投影変換しても問題ありません。しかし、日本測地系TOKYO⇔世界測地系JGD2000の変換は、基準点網の歪みがあるので、計算式だけで、すべての地域を単純に変換できません。そのため、測地成果間で変換するには、地域ごとの歪みを考慮したパラメータファイルを使う必要があります。

測地系と楕円体において、世界測地系JGD2000(ITRF系）とWGS84系、GRS80楕円体とWGS84楕円体は、厳密には違うものですが、精度を要求されなければ、ほぼ同じものとみなしても良いようです。

↓この本は、GISを利用する人は、必読だと思います。

↓この本の第13章「測地系と座標系」も参考になります。

*1:画像出典：wikipedia