基盤地図情報数値標高モデル5m標高を中心とするメッシュの作成について

[たく]

お世話になります。基盤地図情報数値標高モデル5mメッシュ標高を点として読み込んだのち、点を中心とするメッシュ（場所により異なりますが地域メッシュを分割したもので横5.076m、縦6.163m程度）を作成したいです。

以前、このサイトで教えて頂いた、計算式で点から左右上下にオフセットして作図する方法で実務的には問題ないですが、拡大してみるとメッシュどうしの角がずれていたりしますので、これをぴったしあうように作図する方法がもしあれば、教えて頂けないでしょうか。

[福岡]

たく 様

こんにちは

5mメッシュと呼んでいるデータですが、正確に言うと距離ではなく角度（緯度経度）で分割されています。
国土地理院の説明をご覧ください。
メッシュの間隔は0.2秒となっています。

基盤地図情報サイト FAQ
3-2　基盤地図情報（数値標高モデル）のうち5mメッシュ（標高）のデータはどのように整備しているものですか？
https://www.gsi.go.jp/kiban/faq.html#3-2

そのため、そもそもの単位ではない距離で指定して作図すると、微妙にズレが生じるのだと思います。

とりあえず思いつくのは、メニューの「ベクタ － 調査ツール － グリッドを作成」でメッシュを作成する方法です。
わたしならJGD2000などの地理座標でメッシュを作成して、その後に投影座標へ変換するという方法を取るかと思います。

ほかにも色々な手法があると思います。
ご覧の方でもっと方法がありましたら、投稿をよろしくお願いいたします。m(__)m

2023年8月25日金曜日 19:13:09 UTC+9 たく:

[たく]

福岡 さま

お返事頂き、ありがとうございます。

いろいろ試してみたいと思います。

2023年8月26日土曜日 6:50:25 UTC+9 福岡:

[たく]

福岡 さま

お世話になります。 「ベクタ － 調査ツール － グリッドを作成」でメッシュを作成する際に、メッシュの中心に点が来るように配置する方法があるでしょうか。

思いつく地道な方法としては、メッシュ生成後に、点とメッシュの端部とのずれを測って、属性テーブルでメッシュ座標を表示させたのちに、エクセルにコピーし、ズレ分だけ座標を書き換えて、csvにしたのちに、QGISに読み込むという方法です。

2023年8月28日月曜日 8:24:12 UTC+9 たく:

[木谷]

既にメッシュに標高を持たせているのなら、ベクタ→ジオメトリツール→重心でメッシュの重心をポイントに変えてやればいいかな、と思います。

2023年8月29日火曜日 13:11:39 UTC+9 たく:

[tomohiro watada (Wata_san)]

たく　さま

お世話になります。

過去に下記のような質問と回答がありました。

５ｍメッシュ標高データのグリッド表示 (google.com)

こちらの内容が、たくさまの求めるものに近い様に思いますが、いかがでしょうか？

2023年8月29日火曜日 14:15:06 UTC+9 木谷:

[たく]

木谷さん、tomohiroさん

お世話になります。

木谷さんの方法でもtomohiroさん紹介の方法でもできそうに感じました。

作業していて思ったのですが、tomohiroさん紹介の方法で先にラスタデータとして読み込んで、その後ベクタ化が簡単そうですが、最初に数値標高モデルをCADで読み込んでshpファイルにして読み込んだ点と、最初から数値標高モデルをラスタとしてプラグイン（QuickDEM4JP）で読み込んだメッシュでは、ズレがあります。

回転楕円体とデカルトの違いでしょうか。初歩的な話で恐縮ですが、座標系の違いとそれによりどの程度ズレるものか、教えて頂けないでしょうか。

2023年8月29日火曜日 17:18:33 UTC+9 tomohiro watada (Wata_san):

[木谷]

CADに読み込んだ時の設定やQuickDEM4JPの出力時の座標系の設定が不明ですが、変換方法のアルゴリズムの差ではないでしょうか？

QuickDEM4JPの場合は、地理座標系(JGD2011)で出力した後に投影変換で投影座標系(JGD2011_Zone*)に直したものと、

最初から投影座標系で出力したものではラスタのエッジの位置がずれていました。

なお、度分秒で一定間隔で管理されているもの(例えば０.２秒間隔)を同じくメートルで一定間隔で管理されているもの(例えば5m間隔)と比較すると、

緯度経度によって差の大きさが変わります。

地球上の緯度経度1秒の距離を計算する：表計算ソフトでも簡単に計算できる・GPSにも応用できる:1度の距離は？ – 私は何から出来ているのか？

https://komoriss.com/calculate-distance-on-earth/#:~:text=%E3%81%A6%E3%82%82%E8%89%AF%E3%81%84%E3%80%82-,1%E5%BA%A6%E3%81%AE%E8%B7%9D%E9%9B%A2%E3%81%AF%EF%BC%9F,-1%E7%A7%92%E3%81%AE

さて、ちょっと思ったのですが、たく さんの当初の目的は地域メッシュで処理をしたいというのが目的だった気がします。

地域メッシュはメートルではなくて度分秒で記述されているので（全国をシームレスに網羅する必要があるので）

投影座標系(m)で作業せずに、地理座標系(度分秒)で作業された方がいいのでは？と感じました。

なので、最初に基準となる地域メッシュの原点から、作成したいサイズの地域メッシュグリッドを地理座標系で作成して、

それに標高モデルの値を与えてやって、必要ならそのメッシュグリッドの重心をポイント化すれば、

メッシュの中心に標高の値を持った点ができる=地域メッシュの間隔で整列した標高モデルのポイントができる

と思います。

地域メッシュのメートルでのサイズにこだわると、本来地域メッシュは緯度経度でメートルで測った時のサイズが変わるものなので望んだ結果にならないのでは？と思いました。

2023年8月30日水曜日 8:48:30 UTC+9 たく:

[たく]

木谷さま

丁寧な説明を頂き、ありがとうございます。まだ全部を消化できませんが、1点お聞きしたいです。

地理座標系で地域メッシュの原点かグリッドを作成する場合、ベクタ→調査ツール→グリッド作成には原点の指定項目がありませんが、別のコマンドがあるでしょうか。

2023年8月30日水曜日 9:59:28 UTC+9 木谷:

[木谷]

「グリッドの範囲」の左上の点（minX, MaxY）が要素の配置の基準点になります。
もし既にその地域を含む地域メッシュ(作成したいものより大きなものでも可)があるならば、それを「グリッドの範囲」の右の「レイヤから計算」で選択すると楽です。

なお、小さなメッシュ作成時に範囲が大きくなると読み込みの負荷が大きくなるので、作成したい範囲の元になる地域メッシュのみ別レイヤにして作業するのがいいと思います。

なお、水平・垂直の分割間隔の角度は10進になりますので、四捨五入の関係で原点から離れるほどズレが発生します。

(0.2秒が0.00005555555555…の循環小数の為)

その為、他のスレッドで以下のような方法も提案されていました。

5mのグリッド作成

https://groups.google.com/g/qgisshitumon01/c/j58jPoPKr9I

QGISによる洪水想定浸水図の作成について

https://groups.google.com/g/qgisshitumon01/c/FEREdYvGu-I

正確には0.2秒のグリッドにはなりませんが、一つ上位のサイズのメッシュとの整合性が取れるので、地域メッシュを分割する方がいいのかなと思います。

（ちょっと作成方法で右往左往させてしまい、済みません…）

もし、度分秒で分割したり、グリッドを作成する方法や、もっと良い方法をご存じの方がいらっしゃいましたらヘルプお願いします。

2023年8月30日水曜日 12:57:09 UTC+9 たく:

[たく]

いろいろありがとうございます。

一旦、試してみます。

2023年8月30日水曜日 15:00:40 UTC+9 木谷:

[たく]

お世話になります。

座標系の話とは別のことで、国土地理院に確認したほうがよいかもしれませんが、疑問に思ったので質問です。

①基盤地図情報数値標高モデル5mメッシュ標高をダウンロードし、 QuickDEM4JPで読み込むと、縦横が5.433mの正方形のメッシュとなります。

②一方で、 基盤地図情報数値標高モデル5mメッシュ標高をダウンロードし、地理院のビューワFGDVで読み込んで、shpファイルに変換したものをQGISで読み込むと点群が読み込めますが、

①のメッシュとは大きくズレる（メッシュの端のほうに点が存在）のと、横が5.075m、縦が6.163mの縦長の点配置となります。

また、メッシュコードをもとに5mメッシュの距離を計算すると、横長のメッシュとなり、これが真の値だと思いますが、①と②ともにそのような形状と異なるものになります。

それぞれ読み込む際のアルゴリズムの問題かもしれませんが、横長が縦長や正方形になって地形図上に表現されると、変換によって真の位置からがずれているのではないかと考えてしまいます。

QuickDEM4JPの場合、真の位置の値をもとに正方形に当てはめて高さが微調整されるような調整がされるのでしょうか。

いろいろ素朴な疑問がわきますが、ご存じの方は教えて頂けないでしょうか。

2023年8月30日水曜日 16:11:55 UTC+9 たく:

[mooya]

こんにちは

　国土地理院の数値標高モデルの5mメッシュは、5mとは書いてますが、実際は地理座標の０.２”

メッシュです。

https://fgd.gsi.go.jp/download/ref_dem.html

　地理座標の度と投影座標のmは場所によって比が変わりますので、等間隔メッシュであるラスタでは1対1の変換ができません。

　2つの変換ソフトがどのように投影座標後のサイズを決めているかは分かりません。

　必要がなければ、投影変換せずに、地理座標(wga84など)でラスタを作成するのが良いと思います。

　quickDEM4jpのデフォルトの座標もwgs84だったと思います、

2023年9月4日月曜日 13:22:03 UTC+9 たく:

[たく]

木谷さま

操作を誤って返信頂いたものを削除してしまったようなので、メールに来ていたものを載せてみます。

QGISへの変換は、ご指摘のようにCRSの設定が違っているかもしれないので、再度トライしてみます。

1点、メッシュコードを元に5mメッシュの距離を計算した方法ですが、隣り合う1kmメッシュ（53320518の右上と53320508の右上どうしで南北距離、53320508の右上と53320509の右上どうしで東西距離）の角の座標（緯度経度）を調べて、国土地理院の測量計算サイトで2点間の距離を計算すると、東西方向は1136.256m、南北方向は924.558mとなるので、基本的に横長のメッシュになるという認識でした。これが縦長になるというのが、どこかで認識違いがあるのか、そのあたりが気になりました。

以下、木谷さまの返信内容です。

座標系とは別の話のようで、やっぱり座標系の話の気がします（笑）

まず、QGISのプロジェクトCRSは何でしょうか？

また、①で変換する際のCRSの設定は何にしていますでしょうか？

②で作成したデータについても、QGISのプロジェクトCRSと測地系変換の設定が正しく設定されていて、

QuickDEM4jpで変換する際に地理座標系（EPSG:4612-JGD2000など）で変換されていれば、

ピクセルの中心にFGDVから書き出した標高モデルのポイントが落ちると思います。

（元になる標高モデルが地理座標系の為。FGDVの出力の際に平面直角座標系を選択しても、測地系変換が正しければきちんと重なる。）

標高モデルのシェープファイルをFGDVで出力する際に座標系の「直角座標系に変換」のチェックを外し、

新規にQGISを立ち上げて何もしない状態で上記のシェープファイルを読み込み（自動的に標高モデルの座標系が適用される）

その状態で、標高モデルをQuickDEM4jpでCRSの設定をドロップダウンからプロジェクトのCRSを選択して変換し、再度確認してみて下さい。

QuickDEM4jpについてはどういう計算をされているのかは、ソースを読むか開発者に確認するかしないと不明ですが、

作成したいメッシュサイズと違う標高モデルから作成する場合には、内挿（IDW）等でグリッドの中心の値を計算したりします。

メッシュコードを元に5mメッシュの距離を計算された計算方法がどういうものか不明ですが（地域メッシュを縦横同じ分割数に細分化していった？）、

Mooyaさんが書かれているように、標高モデルのメッシュは度分秒の単位で等間隔に作成されているので、

mを単位とする系では緯度が高いほど縦長に表示されますが、度を単位とする系では正方形に表示されます（当然、kmで測れば縦横比率は違いますが）。

（添付の画像は、標高モデルを度分秒を単位とする地理座標系で表示した場合と、mを単位とする投影座標系で表示した場合の比較です。）

2023年9月5日火曜日 12:26:46 UTC+9 mooya:

[futoshi kidani]

1kmの地域メッシュは30秒と45秒の縦横比2:3のメッシュですが、

5mメッシュのサイズは縦横比1:1だからです。

2023年9月6日水曜日 8:25:05 UTC+9 たく:

[たく]

お世話になります。ようやく理解できました。

1kmの地域メッシュは30秒と45秒の縦横比2:3のメッシュで5mメッシュのサイズは0.2秒の縦横比1:1のため、1kmメッシュを5mメッシュにする際は0.2秒なので縦を150分割、横を225分割にするため、正方形（座標系によっては縦長）になるということですね。

ありがとうございました。

2023年9月6日水曜日 21:07:37 UTC+9 kidani...@gmail.com: