パソコン海図

パソコン海図

今朝の日経にパソコン海図の記事が載っていました。

海上保安庁は、航行中の船舶の安全のため、危険情報をパソコンで瞬時に伝えるためのシステムを開発するのだそうです。

確かに、
①、航行中の他の船舶の所在は、海図には載っていませんが、衝突する危険は非常に高いはずです。
昨年の、海上自衛隊のイージス艦「あたご」と漁船の衝突事故などがその例です。
2008年に、国内で812隻の衝突事故が起きているそうです。

また、
②、自分の船の位置確認が、経緯度情報だけでは、瞬時に、周囲の状況を把握できないはずです。
この不便を補うためにも、パソコン海図は有意義です。

さらに
③、深度が高く、航路標識のブイが設置できない場合の、仮想のブイ設置も考えられているようです。
あたかもそこにブイがあって、航路を指示しているかのような安全走行の指示です。

空にも、大気圏外にも必要でしょうね。すでに出来ているのかな？

海の基本図 海底地形図

海の基本図　海底地形図

マリンブルーのきれいな地図です。陸の「地形図」すなわち基本図（1：25,000）に対する、海の「基本図」です。
ただし、同じ地形測量をし、同じような作業で地図を作ってるのに、なぜ別々の行政で作業しなければならないのか、民間人の私には理解できませんが・・・

海の「基本図」にも、ここに採り上げたいのは、領海区域を確定するための「沿岸海域」の基本図です。

さて、海の基本図は、基本図とうたわれているように、先ず、日本の領海（12海里＝19.3Km）の境を確定するために必要です。
そして、自分の土地だけに、その海の底の詳細を知る必要もあります。

航海のためと言うよりも、もっと広く、土地利用や資源利用のためにも、自分の土地を詳細に把握する必要があります。そのための基本図です。

航海図は、これを元に編集される編集図です。
縮尺は1：50,000が普通ですが、一部1：10,000図もあります。
上の図は、七尾湾の海底地形図の一部で1：50,000の図です。（「海の図いろいろ」より）

海図は、海面がこれ以上、下がらない面（基本水準面）からの深さを表しています。船が座礁しないためです。
そこを0ｍにして等深線を表す必要があるから、陸図とは基準が違います。

国土地理院の地形図の等深線が東京湾平均海面からの深さで表示されているのとは大きく違います。
だから、別の役所で作らなければならないという理屈がよく解りません。

現に、国土地理院も水深50ｍ以下の沿岸域の海底地形図を刊行していますが・・・？

どこの国でも同じようにやってるのでしょうか？

航海用海図（「海岸図」と「港泊図」）

航海用海図（「海岸図」と「港泊図」）


航海用海図の中の縮尺1：300,000～1,000,000の地図を、「航海図」といっています。

航海図では一番縮尺の小さい、大観図です。
航海中に陸地が見えてきたとき、先ずこの地図から自分の船の位置を特定し、目的地（港）への航路を定めます。

港に近づくに従い、海岸図（縮尺1：50,000～300,000）、更には港泊図（縮尺1：3,000～50,000）を使います。（上の図）

それらには、航海安全に必要不可欠な、沿岸の地形や、水深、浅瀬、灯台、潮流などが図示されています。
確か、以前の海図には、船から見える陸地の景色がスケッチで描かれていたように記憶しています。いずれ近いうちにそうした海図を示します。

また、最近では、グローバル化社会に対応して、英語版の海図も発行されつつあります。少し遅いのではとさえ感じますが。

「航泊図」の記号には
・ 海上から良く見える目標物として
航行用の灯、高い煙突、鉄塔、原油貯蔵のタンク、顕著な建物、島、山の地形・・・
・ 海底地形としては
水深（0.1ｍ単位）、底質（泥、砂・・・投錨のために必要）、沈船、海底電線や管、岩礁、投錨禁止区域（養魚場など）・・・
・ 定められた航路
港の法律による決まられた航路、船を誘導するための浮標,立標、潮流、渦巻きの良く発生するところ、検疫のための投錨地区、磁針方位コンパス（偏差西に6度50分）・・・

などなどが、こと細かに記されています。

IT時代ですから、電子海図を、しかも立体的に見ることが出来、実際の航海に使われているようですが、法律は海図（紙地図）を備えることを義務付けています。
それは、若し万一機器が故障した場合や、ごく最近の沈船などの海底情報がデータに反映されていなかった場合などに対応するためです。

また、そのために海図には必ず海図を補正するために、「水路図誌」が配布されるようになっています。

このことは、ナビゲーションに頼った車の運転も同様ですが・・・



　　

海図の水深と標高

海図の水深と標高

海図（Nautical chart）は、航海のために必要な水路の状況、すなわち水深、底質、海岸地形、海底危険物、航路標識などを、正確に見やすく表現しています。

海図の水深（ｍ）は、地形図の平均水準面と違い、最低水面が基準面（すなわち0メートル）とされています。そのことを図示したのが上の図です。（財・日本水路協会の「海図の記号を覚えて、海を知ろう」より）

その訳けは、船が座礁しないためです。いくら潮が引いても、海図に記された水深より浅くなることはほとんどない、座礁することはないというデータです。

浅いところは、データが多く、しかも10ｃｍ単位まで表現されていますし、深いところ（100ｍ以上）は、1ｍ単位で荒く表示されています。

にもかかわらず、海図の海岸線は、最高水面（最大満潮時の水面）を描いています。（地形図は平均水面ですから、海図より低くなる場合があります。）

橋げたなどの高さも、最高水面からの高さを表しています。
それは、船のマストなどが、吊橋の橋げたや送電線などに引っかからないためです。

要するに、平常時では、海図のデータを尊重して、航行している限り、安全ですと言う地図なのです。

このほか、海図には灯台などの航路標識の位置、定置網などの漁具の位置、無線局の位置、沈船の位置、海流・潮流、港界（法律上の境界）、海底の底質などが図示されています。
これらも、船の安全運航には欠かせない情報なのです。
なお、これら陸地の標高は、地形図と同じ平均海面からの高さです。
〔等高線も然りです）

さて、これから扱う海図の種類 ですが、
「海図」、「水路特殊図」と「海の基本図」 があります。

○、航海用海図　：　総図、航洋図、航海図、海岸図、港泊図の5種類。
1. 総図 (General Chart) ：　航海計画に。（400万分の1より小縮尺）
2. 航洋図 (Sailing Chart) ：大洋航海に。（400万～100万分の1）
3. 航海図 (General Chart of Coast)： 陸地付近を示す。（100万～30万分の1）
4. 海岸図 (Coast Chart) ：沿岸や内海を航行したり、港湾の出入りをする時に用いられます。（30万～5万分の1）
5. 港泊図 (Harbour Plan) ：港湾、錨泊地などの限られた区域を大きく拡大した精密な海図。（5万分の1より大縮尺）

○、水路特殊図　：　航海の参考になる地図。
1、「海流図」、
2「潮流図」、
3「磁針偏差図」、
4「大圏航法図」、「パイロットチャート」、
5「位置記入用図」、
6「天測位置記入用図」、
7、「漁具定置箇所一覧図」、
8、「測地系変換図」、
9「ろかい船等灯火表示海域一覧図」など

○、海の基本図
以上が航海のためにつくられた「海の主題図 (Thematic Map) 」のに対して、
「海の基本図」は、海の多目的な利用（海洋開発、環境保全、防災等）にされるための地図で、「海の一般図 (General Map) 」と言われている地図です。
例えば、
「大陸棚の海の基本図」（縮尺別に20万分の1、50万分の1、100万分の1の3種）
「沿岸の海の基本図」（縮尺別に1万分の1、5万分の1の2種）などです。

次回から先ず、航海用海図を取り上げてみましょう。

四阿山からの眺望

四阿山からの眺望

9月20日、21日と渋谷区の山の家に泊まって、仲間たちと長野の山に登ってきました。展望図は二日目に登った「四阿山（吾妻山）」から、前日登った「籠ノ登山」の展望図を、例のカシミールで作ってみました。

左端が「前掛山」（左隣が浅間山）2493ｍです。多少の噴煙が上がっていました。
それから、右へ、「黒斑山」2404ｍ、「水ノ登山」（ミズノトヤマ）2202ｍ、そして「東籠ノ塔山」（－カゴノトヤマ）2227ｍ、「西籠ノ塔山」・・・「湯の丸山」と続くのですが、われわれは、初日は東京駅発の日なので、「池の平」から登って「東籠ノ登山」、「水の塔山」から「高峰温泉」に下りました。

しかし、当日は、経験したこともないほどの好天気、雲ひとつないいい天気で、眺望も素晴らしく、山のベテランはさかんに遠くに見える山々の名前を解説していました。初心者の私は、せいぜいこの展望図程度ですが・・・。

翌日も快晴！パルキャビン（スキー客用のゴンドラ）で一気に2100ｍに登り、そこから、「四阿山」（日本百名山の一つ）、「根子岳」、「小根子岳」、そして「菅平高原」の山の家に下りました。4時間程度歩きました。

途中立ち寄った、「小根子岳」は、一等三角点だけあって360度展望のきく素晴らしい眺めでした。

また、今回の四阿山（アズマサン）は、丁度長野県と群馬県の境にあり、群馬県では「吾妻山」（アズマヤマ）と書くそうです。
この、吾妻山も、広島県（比婆山）、神奈川県〔二ノ宮）、福島県・山形県、などと全国いろいろありますが、日本武尊を「吾妻はや・・・」と嘆かしたのは・・・？

海図・陸中国釜石港之図

海図・陸中国釜石港之図

浮気っぽいのでしょうか、暫く海図をつまみ食いしてみようと思います。
知り合いに、水路部OBの人たちの顔が浮かんできて、書き辛いのですが・・・

わが国最初の本格的な海図と言われているのが、上の図の「陸中国釜石港之図」です。
地図にも「大日本海軍水路寮　第一号」とうたわれています。

永い鎖国の後、文明開化の明治になって、ようやく日本人の手のみで測量から製図、印刷まで成し遂げた最初の海図です。完成は明治5年（1872）と言われています。

明治4年4月、軍艦「春日丸」（1、015トン、74ｍの木造船）の艦長・海軍少佐・柳楢悦（やなぎ　ならよし）氏が責任者として制作したもので、イギリスの測量船シルビア号とともに北海道各地を測量した帰りに釜石港に立ち寄り、日本人のみで測量し、翌年9月に海図を完成させたそうです。（銅版彫刻で、約32ｃｍ*22.5ｃｍと小さな地図ですが）

この海図には、天体測量によって決定した経緯度と線縮尺が記載されされおり、1海里を図上1インチで表示しています。（縮尺　約1：73,000）
記号等表現方法は、イギリスやオランダの地図に倣っているようです。
水深は「尋」単位です。数字も「弐拾五」尋のような日本数字だそうです。この複製図では読み取れませんが。

現在発行されている1：50,000地形図と並べてみましたが、海岸線の形はほぼ問題なく測量されているようです。

この後、約135年の間に、埋立てや港湾整備や釜石製鉄の立ち上がりで、田舎の漁村が大きく変化した様子が読めます。

さて、その制作責任者の、柳楢悦（やなぎ　ならよし）氏は、初代海軍水路部長になり、わが国の海洋測量の基礎を築いた人だそうです。

電子基準点網図

電子基準点網図

電子基準点は、全国　約1,200ヶ所に設置されたＧＰＳ連続（24時間）観測点のことで、その分布が上の図です。

高さ５ｍのステンレス製(設置場所により4,5種類あるようですが）で、上にＧＰＳ衛星から送られてくる電波を受信するアンテナがついており、その中には受信機と通信用機器が備え付けてあります。

観測されたデータは、リアルタイムで国土地理院測地観測センターのＧＰＳ中央局（茨城県つくば市）に収集されます。

　このような、近代的な基準点が出来たのに、何故、三角点や水準点が必要なのでしょうか。多分、過渡的な現象でしょう。

現在は、ＧＰＳ中央局と電子基準点間は、常時接続されており、1秒間隔のデータをほぼリアルタイムに取得することができます。

地震などの緊急時の解析に用いられるほか、民間会社にも提供され、利用されるようになりました。

さて、ＧＰＳによる測位システムですが、
本来はアメリカの軍事目的に開発されたものですが、それが現在、世界中で官民を問わず利用されています。パソコンと同じです。

衛星と同じ正確な原子時計がGPS受信機にも取り付けられていて、発信-受信の時刻差に電波の伝播速度（光の速度と同じ30万km/秒）を掛けることで、その衛星からの距離がわかるという理屈です。

3個あれば、三次元の空間上の一点は決定できる原理です。
しかし、実際には、時刻の誤差などから（がたとえ誤差が100万分の1秒であっても、距離は300mも狂ってくるそうです。）、4つのGPS衛星を使い、その誤差を微調整するのだそうです。
現在、この地球上には、そのための衛星が30個飛び回っているそうです。（24個か？）

ただし、先にふれた、世界測地系を採用していなければなりませんが、幸い、わが国も最近（平成14年度）、日本測地系から世界測地系へ変更しました。

水準点網図

水準点網図

水準測量のための標高基準点のネットワークのことです。（上の図）
水準点は高さの精密な測量をするための基準点です。位置についての数値はあまり厳密ではなく、それは三角点に譲っています。
なぜ、二つの機能を兼ね備えさせないのでしょうか。
多分、水準点が山の奥深くに在ったのでは精度の高い標高が得られないからでしょう。
そのために、測量しやすい国道沿いにあって、山間部の高さは、そこから二次的に水準測量によって、測量されています。

水準点は三角点と同様に標石もしくは金属標として設置されていますが、
水準点の場合、三角点の場合の「＋」印ではなく半球状の突起（おわんを伏せた形）になっており、その頂点が水準点の高さになります。

測量の精度ですが、一等水準点間の距離2ｋｍを隔てて、高さ3ｍｍ以内の誤差、二等水準点で15ｍｍ以内と、極めて高い精度です。地形図には0.1ｍ単位までしか表されていませんが、「点の記」には、そのまま記録されています。

水準点には、基準、一、二、三等の種類があり、全国に約22,000点設置されています。
国土地理院が設置するものと、地方公共団体が必要に応じて設置するものとがあります。
また、水準点の石は、柱石だけでなく、すぐ横の地中にも石とクロム金属製の標識があり、3つの標識を設置することにより、万一の破損に備えています。
さらに、柱石と地中標の蓋は柵によって囲まれています。

一等水準点の中でも、特に重要な水準点を「基準水準点」といい、全国に82ヶ所（内2箇所は樺太）が設置されています。

道路沿いといっても、道路から少し離れた地盤の硬い、林や公園の中などに設置され、道路の拡張工事などで移転が必要になることのないようにしています。

またすべての水準測量の基準となる日本水準原点は、かつて参謀本部陸地測量部のあった、千代田区永田町の「国会前庭洋式庭園」内にあり、その標高値は「東京湾平均海面上24.4140m」と定められています。
平均海面ですから、地球の球体に沿った波の上下の平均値です。

「24.4140ｍ」と、随分細かい端数がついていますが、それは1923(大正12)年９月１日の関東大地震の地盤沈下によります（もともとは24.5000ｍで約8ｃｍ沈んだ計算になります）。

一等三角点網図

一等三角点網図

測量の基本である三角測量の最初の材料（骨組み）が一等三角点です。
三角形の一辺の長さを正確に測り（基線測量）、その両端から三角形の頂点になる点への内角を測ることにより、ひとつの三角形（骨組み）をこしらえます。逐次それを広げることにより、日本全国の三角点網を組み立てます。

伊能忠敬さんは、その積み重ねによる誤差を少なくするために、夜は星空を仰いで天体測量をあわせ行ったそうです。

一等三角点の一辺の長さは、大体45ｋｍで、基線は海岸線に沿わせ、大体、正三角形に近い形になるよう、内陸部にその頂点を設定したようです。もちろん基線の両端からの見通しのよい山頂などの地点でなければなりません。

こうして作ったのが、上の図の一等三角点網図です。日本全国だ約950点あります。

ちなみに、その一等三角点網を細分化した二等三角点の基線の長さは8Ｋｍで、約5000点、更に4ｋｍにしたのが三等三角点です。32,600余あるそうです。

また、縮尺の大きい（例えば1：10,000図など）地図を作成する場合は、一辺約2ｋｍ程度の四等三角点も設けられています。（約40,000点）

そして、地図に書いてある標高数字は、近くの水準点から仰角を図って求めます。（垂直角と、水平距離から求める）

昔はこれらの三角網を基準に平板測量で地図を作っていましたが、最近は空中写真測量です。でも、この三角点網は必須です。

先日、西穂高の近くの「西穂独標」の恐ろしい岩山に登ってきましたが、ここは三角点でなく「独立標高点」です。これは三角点標石が埋設されていない標高点の意味で、高さも小数点以下が省略され、「2701」とのみかかれています。記号も単に「・」のみです。大縮尺の地図作成のとき設けられる四等三角点と同じです。

先日、新田次郎原作の、映画「剣岳　点の記」を見ましたが、この剣岳には山が険しすぎて標石を運びあげることが出来ず、泣く泣く独立標高点扱いになったそうです。つい最近、100周年を記念して、ヘリコプターで標石を運び上げ、ようやく三等三角点に昇格しました。国土地理院長さんの粋な計らいです。
その映画にも映し出されましたが、一等から三等までの三角点設置の記録は書類として確り残るのですが、標石のない剣岳の記録は残っていなかったようです。今回の埋設でようやく一人前に扱われるようになったようです。
メデタシメデタシ！

津波予報区分図

気象庁は津波警報・注意報を発表するのに、日本の沿岸を上の図のように約60地区に細かく区切っています。

それは、海岸線の形状により津波の影響が大きく違ってくるからです。
一般に、津波の高さは水深と水路幅に反比例するので、湾や川を遡るに従い高くなります。1ｍの津波でも、6ｍぐらいになることがあるそうです。
これが、津波の被害を大きくするのです。

よくテレビで「この地震による津波の高さは50ｃｍです」などと発表されますと、「なーんだ、50ｃｍ程度か、大したことはない。」と、思われがちですが、防波堤のないところでは、川を遡ると、その長さとエネルギー（海を盛り上げたエネルギーですからね）は、大変なもので、しかも、満ちるときと引く時と両方のパンチを食らうわけですから、大惨事になる恐れがあります。
さらに、数回繰り返されるのです。２度目、３度目が一番規模が大きいそうです。
私は、このメカニズムを、もっと解りやすく説明する必要があると感じていますが・・・、


気象庁は地震が起きると直ちに（３分以内に）津波の到達時刻と高さ発表されますが、その怖さが認識されているのでしょうか。
過去の例を交えて、解説していただくことを望みます。