地図はどのようにして作るのか？
今であれば航空写真や人工衛星から地上の地形を測定し地図を作成することが出来ますが、昔はどのようにして作ったのでしょうか。江戸時代の伊能忠敬は半島の凸凹した地形や長い街道、村と村の位置などを正確に測定し、出来上がった地図は現在の地図と変わらず精度の高いものです。もし、自分が歩きながら測定をすることになったら、どのように測定したらよいのかなかなか想像もつきません。ここでは地図作成技術とその歴史について述べます。
図１ 三角測量
[三角測量]
地図を作るには距離計（物差し、巻き尺）と角度計（分度器）で目標とする場所までの距離と方向を測り、紙に縮尺した図を書けばよいのですが、実際の地形では山や川、建物、土地の凹凸などがあり精度の高い測定は簡単には出来ません。そこで開発されたのが三角測量です。
三角測量の出発点は数キロメートルの直線で平坦な場所の２点A、Bを選びます（図１(a））。そのA、B点間を結ぶ直線を基線と呼び、その距離Lを距離計で正確に測ります。次になるべく正三角形に近い場所Cを選び、AとB点からの角度θa、θbを測定します。距離Ｌと角度θa、θbが分かっているので、C点の位置を定めることができます。A点に対してB点やC点の高さ（標高）が異なることもあるので、それぞれのあおり角を測ります。地図は地表面に投影した平面図とするので、地表面に投影した時の長さや角度に変換します。これらの計算や変換には三角関数の式が用いられます。
次に基線と反対側に測定点Dを選び、同じように測定します((b)図）。D点の位置が定まるとC、D間の距離が分かるので、今度は線CDを新たな基線とし点E、Fを定め測定します((c)図）。このように三角形をどんどん拡張していくことを「基線の増大」と言います。
図２ 三角網（国土地理院HPより）
例えば、線CFを基線とし新たに点Gを選び同様の測定を進めて行くと、元ある三角形CED、CDFに三角形CFGが加わり、三角形の繋がりができます。このような繋がりを三角網と言います。山の頂上付近にある三角点や道路わきにある三角点を三角形で結んだ線のある地図をご覧になった方もおられるでしょう（図２）。これが三角網です。
測定には誤差が入ります。図１(a）では角度θa、θbを測定していますが、実際にはC点でもA、B点への角度を測定します。三角形の3つの角度合計が180度にならないこともあります。さらに他の点からの角度や長さを加えて検討し、測定誤差（残渣と言います）があれば最小二乗法*で最も確からしい値に修正します。
地球は丸いので球の表面と平面とでは長さや角度に差が出てきます。極端な話ですが、地球を北極から４等分し赤道で南の方を切り落としたスイカ1/8個のような形を考えてみます。赤道と北極への線（子午線）のなす角度は90度、北極の上から見た角度も90度なので、スイカの皮の三角形の内角の和は180度ではなく270度になります。このように地球の丸みの影響、すなわち球過量効果も勘定に入れる必要があります。
空気中では、光が屈折して遠くの山などは浮き上がって見えます。屈折の量は大気の状態によって異なります。これを気差と言い、この修正も必要になります。
[地図作成の歴史]
地図作成の三角測量より前の大昔、紀元前3世紀頃、ギリシャのアリスタルコスは三角法を利用して太陽と月の距離と大きさについて算出したとの記録があります。
三角測量の基本原理はオランダのゲンマ・フリシウス（Gemma Frisius Regnier）が1533年に「宇宙誌」という地理書に記述したのが、文献上でははじめてとされています。
1590年頃にデンマークのティコ・ブラーエ（Tycho Brahe）はベーン島とその周辺で三角測量を行ないました。三角測量を地図作成のため実用化した最初と言われています。その三角測量の成果により、オランダのウイレム・ブラウ（Willem Janszoon Blaeu）が1596年にベーン島の地図を作成しています。
1615年にオランダのスネリウス（Willebrord Snellius：光の屈折に関するスネルの法則を発見したSnellと同一人物）は128kmに及ぶ広範囲の三角測量を行いました。
図３ 導線法
（出典：国立国会図書館ウェブサイト）
日本地図と言うと直ぐに伊能忠敬（ただたか）の名が出てきます。1800年（55歳の時）から17年をかけて日本全土を実地測量し、初めての実測による日本全図（蝦夷地から九州）を作成しました。測量旅行は10回に及び、伊豆七島以外の測量に従事しました。測量距離は約4万km、忠敬自身の旅行距離は3.5万kmに達しました。
測量法は三角測量ではなく導線法（多角測量）です。これは図３のように、AからBを見通して北方向からの角度αを計り、距離を計りながら前進し、B点でも同じようにします。このようにして方位と距離を計りながら前進していく測量方法です。進むに従って誤差が累積されるので、高い山などを選べ、幾つかの測定点から山の方位を測定して誤差を修正しました。この修正方法は交会法と言われるものです。測定に使用した機器については、距離は鉄鎖又は間縄（けんなわ）、方位は半円方位盤や杖先羅針（彎窠羅針（わんからしん）とも呼ばれています）、傾斜は象限儀が用いられました。
地図策定には、その場所が地球上のどこにあるのかを知らなくてはならないため、緯度・経度を測ることが必要です。そのため、天体観測を常に行っていました。測定機器として、角度は中象限儀、時間は振り子時計の一種である垂揺球儀（すいようきゅうぎ）を用いました。
1970年代になると光などを利用した測距儀が実用化され、各測定点間の距離を正確に測ることができるようになりました。三角形の各辺を測ることから三辺測量と言われます。
1972年に米国の地球資源探査衛星アーツ１号（２号機からランドサットと改称）が打ち上げられ、地図測定に人工衛星が使われるようになりました。人工衛星用の電子基準点の全国整備は、1994年から開始され2002年に完了しました。GNSS（Global Navigation Satellite Systems：全球測位衛星システム）は人工衛星からの電波を受信して位置を決定するシステムです。米国のGPS（Global Positioning System）衛星、日本の準天頂衛星「みちびき」、ロシア、ヨーロッパなどの衛星を使ったGNSSでの測量が行われています。