Civil 3D®での座標設定の手順と、日本測地系と世界測地系の違いについて詳しく解説します。この記事を通じて、正確な座標設定踏まえて、測地系についても学べることでしょう。
今回は以下の記事で紹介した東京の一画のデータを使用し、座標の設定とオンラインマップの表示をします。

【Civil 3D®・Navisworks®】航空写真(画像)をモデルに反映する手順 | BIM/CIM HUB

●Civil 3Dで座標を設定する手順

■図面設定の開き方

座標系を設定する場合の「図面設定」の開き方は以下の2種類があります。

１．左上のCivil 3Dアイコンをクリックし、「図面ユーティリティ」から「図面設定」をクリックします。

 

２．［ツールスペース］の［設定］タブで、図面の名前を右クリックし、「図面設定を編集」を選択します。

 

■測地座標系の設定方法

［単位と測地座標系］タブの［測地座標系］内にある以下を設定します。

  • ［カテゴリ］→［Japan-GSI-JGD2011］
  • ［利用可能な座標系］→［Japan Geodetic Datum 2011 Plane No. 09]

変更を完了したら、[OK]をクリックして設定を適用します。※下図のカテゴリの選び方は表の内容も参考にしてください

 

測地座標系 説明 使用ケース 制定年
Japan-GSI-JGD2011 現行の一般的な測地座標系 日本国内で広く使用される 2011年
JGD2011(2016) JGD2011の改訂版 最新の測地系を求めるプロジェクト 2016年
Japan-GSI-JGD-TKY2JGD 旧日本測地系定義 旧日本測地系から世界測地系への変換時
Japan-GSI-JGD 世界測地系（測地成果2000） 旧日本測地系と混在しない図面に使用

※上記の用語についての補足

  • TKY：法改正前の日本測地系の英語名「Tokyo Datum」に由来
    JGD：世界測地系の「Japanese Geodetic Datum 2000（日本測地系2000）」 を意味

■平面直角座標系について（No.01~19の選び方）

先ほどの［利用可能な座標系］の項目の下図の選び方について補足説明です。

以下の日本の平面直角座標系の図や、都道府県ごとの参考にNo.01~19を設定すれば大丈夫です。

 

図　「わかりやすい平面直角座標系 | 国土地理院」ウェブサイト画面
出典:「 国土地理院」

県ごとの計番号は大きく分けると以下の表のとおりですが、細かな部分は上図を確認してください。

都道府県 系番号 都道府県 系番号 都道府県 系番号 都道府県 系番号
北海道 11~13系 東京都 9系 三重県 6系 徳島県 4系
青森県 10系 神奈川県 9系 滋賀県 6系 香川県 4系
岩手県 10系 新潟県 8系 京都府 6系 愛媛県 4系
宮城県 10系 富山県 7系 大阪府 6系 高知県 4系
秋田県 10系 石川県 7系 兵庫県 5系 福岡県 2系
山形県 10系 福井県 6系 奈良県 6系 佐賀県 2系
福島県 9系 山梨県 8系 和歌山県 6系 長崎県 1系
茨城県 9系 長野県 8系 鳥取県 5系 熊本県 2系
栃木県 9系 岐阜県 7系 島根県 3系 大分県 2系
群馬県 9系 静岡県 8系 岡山県 5系 宮崎県 2系
埼玉県 9系 愛知県 7系 広島県 3系 鹿児島県 2系
千葉県 9系 山口県 3系 沖縄県 15系

■座標系が正しく設定されたか確認するには？（オンラインマップの表示）

座標系を設定した際に、画面上では一見何もかわりません。しかし、新しく「地理的位置」というタブが出ているので、「マップをオフ」から「道路地図」を選んでみましょう。

背景にオフラインマップが表示されます。航空写真に切り替えることもできるので、モデルや地形などの位置が正しいか、座標系も正しく設定されているかを確認できます。

 

●座標系について～日本測地系と世界測地系の違いと変換方法～

■座標系の概念とは？

  • 定義: 位置を緯度経度やXY座標で示すルール。
  • 種類:
    • 緯度経度座標系: 広範囲対応。
    • XY座標系: 平面投影に基づく。
  • 平面直角座標系: 日本を19ゾーンに分割、狭域測量に適用。

例えば、 東京は「平面直角座標系9系」使用しています。

■日本測地系と世界測地系とは？

  • 日本測地系: 明治時代にベッセル楕円体基に構築。
  • 世界測地系: 地球規模観測に適合する新測地系。

両測地系の差異についてですが、日本測地系と世界測地系では、経緯度が異なります。
例えば、東京付近での日本測地系の経緯度を世界測地系に変換すると、経度が約－12秒、緯度が約＋12秒の変化があり、これは北西方向へ約450メートルずれることに相当します​​。

「日本測地系と世界測地系の座標を相互に変換する際には、座標変換ソフトウェアTKY2JGD | 国土地理院 から「Web版TKY2JGD」にアクセスして使用すると良いでしょう。
緯度や経度、X・Y座標を入力することで、日本⇔世界測地系の変換が可能です。

■その他に覚えておきたいこと

日本測地系2011（JGD2011）

  • 概要: 2001年測量法改正と2011年東日本大震災を受けて導入。
  • 特徴: 東日本と西日本で異なる定義。東日本では震災により測地系再構築。
  • フレーム差異: 東西で使用するフレーム（地球上の位置を測るための基準）が異なるため、座標値に約5cmの差が生じます。

日本測地系2011（JGD2011）は、日本の地理情報を正確に管理するための基準です。このシステムの更新には「PatchJGD」というプログラムが役立ち、これを使うことで座標値の補正が効率的かつ低コストに行えます。

また、地理情報システム（GIS）内では、JGD2011と以前のバージョンであるJGD2000が同じように扱われます。さらに、JGD2011に関連するコードはEPSGデータセットに追加され、地理的データはJGD2011基準で最新化されています。これにより、日本の地理情報の正確性と最新性が確保されています。

測量座標と数学座標について

数学では通常、横軸をX軸、縦軸をY軸としています。これに対し、測量の世界ではこれが逆転し、縦軸がX軸、横軸がY軸となります。この逆配置は、測量業務特有のもので、初学者にとっては少々戸惑いの元になることがあるでしょう。

測量座標系では、南北方向をX軸とし、東西方向をY軸として扱います。これは、測量では通常、真上を北として位置を特定するためです。また、数学座標系は数値の変化を表すのに対し、測量座標系は具体的な場所の特定に用いられる点が異なります。

まとめ

今回の記事では、Civil 3Dで座標を設定する手順と、測地座標系の設定方法に焦点を当てて具体的な設定手順を示しました。日本測地系と世界測地系の違いについても解説したので、地形モデルの把握や航空写真の貼り付けといった業務にも活用できるかと思います。

今後もCivil 3Dなどの使用に関する困りごとを解決できるよう、引き続き記事を更新していきますので次回もお楽しみに。