等高線マップ作成ツール：どこでも等高線を描く

ブラウザだけで使える等高線マップ作成ツール

等高線図は、土地の形を線で表した地図です。1本の線は同じ高さの点を結んでいるので、線が詰まっている所は急な斜面、線の間が広い所は平らな土地です。等高線の入った地形図は、家、道路、登山道、排水路、太陽光発電所の計画など、土地に関わるほぼすべての仕事の基本になる図面です。問題は、それを手に入れることです。オンラインの等高線図の多くは編集できない画像か、ソフトや標高ファイル、専門知識が必要なGISの作業です。

この等高線マップ作成ツールが、その作業を代わりに行います。場所をクリックすると、AWS Terrain Tilesから無料の標高データを読み込み、1セル約3〜5 mの高さのグリッドを作り、平滑化して、クリックした点を中心に1〜5 km²の正方形に等高線を描きます。等高線間隔、高さの単位、色は自分で選べます。線は低い所から高い所まで色分けされ、5本ごとの線は計曲線として太く描かれ、標高ラベルは印刷された地形図と同じように線に沿って並びます。

等高線の入った地図ができたら、そのまま持ち出せます。線はGISやWeb地図向けのGeoJSON、AutoCAD、BricsCAD、Civil 3D向けのDXF（UTMのメートル単位で、各線に実際の標高付き）、Google Earth向けのKML、凡例、縮尺、方位記号の入った印刷用PNGでダウンロードできます。標高、傾斜、斜面の向き、等高線の統計をまとめた技術レポートも付きます。おすすめは、まず自動の間隔で結果を見て、それから細かくすることです。レポートを見れば、その場所のデータが実際にどこまで細かいかがわかります。

この等高線ジェネレーターでできること

ツールの機能を、使う順番に紹介します。

1. 場所を探す. 住所、町、名所を検索してEnterキーを押すか、衛星地図を自分で動かしてズームします。例のボタンを押すと、それぞれ違う種類の標高データで作られた5つの有名な地形に移動するので、すぐにツールの動きを確認できます。
2. クリックして等高線を描く. 地図をクリックします。その点の周りに選んだ面積の正方形が描かれ、1〜2秒で中に等高線が表示されます。別の場所をクリックすると正方形が移動し、そこに新しい等高線を描きます。
3. 面積を設定する. スライダーで面積を1〜5 km²の間で0.5 km²ずつ設定します。1 km²の正方形は1 × 1 km、5 km²は約2.24 × 2.24 kmです。面積が大きいほど読み込むタイルが増えるため、少し時間がかかります。
4. 等高線間隔を選ぶ. 「自動」は高さの範囲とデータの精度に合わせて、読みやすい本数になるきりのいい間隔を選びます。0.5 m〜100 m（または1 ft〜250 ft）の固定値も選べます。データを読み直さずに、地図はすぐに描き直されます。
5. 計曲線と標高ラベル. 5本ごと（好みで4本ごとや10本ごとも可）の線が計曲線で、太く濃く描かれ、標高が書かれます。ラベルは線の向きに合わせて回転し、常に正しい向きで読めます。
6. 標高で色分け. 各線は3種類の色の中から高さに応じて色分けされます。スペクトル（低い所が青、高い所が赤）、段彩（低地の緑から山の茶色と灰色）、Viridis（色覚の個人差があっても見やすい配色）です。凡例で色の対応がわかります。
7. 陰影起伏と段彩塗り. 同じ高さのグリッドから計算した陰影起伏をオンにすると、線の下の地形の形が見えます。段彩塗りは高さに応じて正方形に色を付けます。等高線を読めない人に地形を説明するときに役立ちます。
8. 平滑化と単位. 平滑化は、粗いデータを拡大したときにできる小さな段差を取り除きます。「自動」は元データの解像度に合わせて強さを選びます。オフにしたり、弱や強にしたりもできます。高さはメートルかフィートで表示できます。
9. 結果を読む. パネルには最低点と最高点、高低差、平均傾斜、等高線の本数と総延長、使われたデータセットが表示されます。線にマウスを重ねると、その高さがわかります。
10. ダウンロードと共有. GeoJSON、DXF、KML、PNG地図、技術レポートをダウンロードできます。「リンクをコピー」で、同じ正方形と同じ設定を開けるリンクが作れます。

処理はすべてブラウザの中で行われます。標高タイルはAWSの公開ストレージから直接届き、クリックやファイルが当サイトのサーバーに送られることはありません。

等高線図の作り方（ステップごと）

実際の例として、アメリカ・ワシントン州のセント・ヘレンズ山の火口縁の地形図をCAD用に作ります。

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ステップ1: 等高線マップ作成ツールを開く

ツールは衛星画像の世界地図で開きます。右側のパネルには検索欄、例の場所、すべての設定があります。場所を選ぶまでは何も描かれません。

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ステップ2: 場所を検索する

場所の名前を入力してEnterキーを押すか、例をクリックします。ここでは「Mount St. Helens」で地図が火山に移動し、検索結果の周り1 km²の等高線がすぐに描かれます。

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ステップ3: クリックしてどこでも等高線を描く

地図の好きな場所をクリックすると、正方形がそこに移動します。ツールは新しい場所の標高タイルを読み込み、1〜2秒で線を描きます。計曲線は太く、標高ラベルが付いています。

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ステップ4: 面積と間隔を設定する

面積のスライダーを2 km²にし、間隔を10 mにします。正方形は1.41 × 1.41 kmに広がり、地図はすぐに描き直されます。結果パネルには線の本数（ここでは100本以上）と総延長が表示されます。

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ステップ5: 地形図の見た目を整える

陰影起伏と段彩塗りをオンにし、段彩の色を選びます。段彩塗りは地面を高さで色付けするので、線はコントラストのために暗い色になります。凡例で色と高さの対応がわかります。

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ステップ6: 結果パネルを確認する

線にマウスを重ねると、正確な標高が表示されます。結果パネルには最低点と最高点、高低差、平均傾斜、使われたデータセットが表示されます。ここではデータがUSGS 3DEP 1/9秒角モデル（約3 m）なので、火口壁の線がとても細かく描かれています。

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ステップ7: PNG地図をダウンロードする

PNG地図は2200 × 1700ピクセルで、陰影起伏、色付きの等高線、標高ラベル、凡例、縮尺バー、方位記号、データの出典が入っています。そのまま印刷やレポートに使えます。

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ステップ8: 技術レポートを開く

レポートには標高、傾斜、斜面の向き、等高線の統計、処理の設定、地形のわかりやすい説明がまとめられています。上部のボタンから印刷するか、PDFとして保存できます。

等高線を描く仕組みと数学

等高線は単純に見えますが、きれいな線を描くにはいくつもの段階があります。標高タイルから完成した線まで、ツールが数値をどう処理しているかを順に説明します。

高さ = (R × 256 + G + B / 256) − 32768      （メートル）

例のピクセル  R = 128, G = 100, B = 64
高さ = (128 × 256 + 100 + 64 / 256) − 32768
     = 32868.25 − 32768
     = 100.25 m

s = √A                         A = 2 km²  →  s = 1414.2 m
Δφ = (s / 2) / (111132.95 − 559.82·cos 2φ + 1.18·cos 4φ)
Δλ = (s / 2) / (111412.84·cos φ − 93.5·cos 3φ)

x = (λ + 180) / 360 × 256 × 2^15
y = (1 − ln(tan φ + sec φ) / π) / 2 × 256 × 2^15

セルサイズ = 40075016.69 × cos φ / (256 × 2^15)
           = 赤道で 4.78 m、北緯46.2°（セント・ヘレンズ山）で 3.31 m

G(d) = e^(−d² / 2σ²)                 距離 d（セル）での重み
z'(x, y) = Σ G(i)·G(j)·z(x+i, y+j) / Σ G(i)·G(j)     |i|, |j| ≤ 3σ の範囲

自動:  σ = 0.3 × 元の解像度 / セルサイズ   （0.7〜4セル）
SRTM 30 m、セル 3.4 m  →  σ = 2.6セル（9 m）
LIDAR 2 m、セル 3.0 m  →  σ = 0.7セル（2 m）

角  左上  右上        ビット = 1（高さ ≥ L のとき）
    左下  右下        場合 = 8·左上 + 4·右上 + 2·右下 + 1·左下   (0 … 15)

a から b への辺上の交点：
  t = (L − za) / (zb − za)          0 ≤ t ≤ 1
  点 = a + t × (b − a)

例  za = 512.0 m, zb = 527.0 m, L = 520 m
  t = (520 − 512) / (527 − 512) = 0.533  → 辺に沿って 53 % の位置

辺の番号（横）= 行 × 列数 + 列
辺の番号（縦）= 行数 × 列数 + 行 × 列数 + 列

切り取り（Liang–Barsky）：正方形の中の  0 ≤ t ≤ 1  の部分だけを残す
単純化（Douglas–Peucker）：両隣の点を結ぶ線からの距離が
  0.2セル（約0.6〜1 m）未満の点を取り除く

高さの段 = ⌈zmin / i⌉ × i  …  ⌊zmax / i⌋ × i
計曲線   = 高さ / i が 5 で割り切れる   （4 や 10 も可）

例  zmin = 832 m, zmax = 1095 m, 高低差 = 263 m
  i = 5 m  → 53段（多すぎる）
  i = 10 m → 26段（多すぎる）
  i = 20 m → 13段  ✓   計曲線は 900 m と 1000 m

dz/dx = ((c + 2f + i) − (a + 2d + g)) / (8 × セル)
dz/dy = ((g + 2h + i) − (a + 2b + c)) / (8 × セル)

傾斜     = atan( √(dz/dx² + dz/dy²) )          度
向き     = atan2( −dz/dx, dz/dy )              0° = 北向き
傾斜 %   = tan(傾斜) × 100                     45° = 100 %

陰影 = sin(alt)·cos(傾斜) + cos(alt)·sin(傾斜)·cos(az − 向き)
       太陽の方位 315°（北西）、高度 45°

HI  = (平均 − 最小) / (最大 − 最小)       0 … 1
      HI > 0.6 台地状、HI < 0.4 谷状

表面積比 = √(1 + dz/dx² + dz/dy²) の平均
      1.000 平坦、1.155 全面が 30°

TRI = Σ |z_隣接 − z_中心| / 8 の平均

等高線密度 = 線の総延長 / 面積     （km / km²）

ダウンロード形式の詳細

どのダウンロードも同じ等高線からブラウザの中で作られるので、ファイルの内容はいつも地図で見ているものと一致します。それぞれの中身と使い道を説明します。

{ "type": "Feature",
  "properties": { "elevation": 1000, "unit": "m", "type": "index",
                  "closed": false, "length_m": 1243.6,
                  "stroke": "#f88d52", "stroke-width": 2.5 },
  "geometry": { "type": "LineString",
                "coordinates": [[-4.0761234, 53.0687456, 1000], …] } }

画層      CONTOUR_INDEX          計曲線、色 7
          CONTOUR_INTERMEDIATE   その他の線、色 8
          CONTOUR_LABELS         計曲線の標高文字
          BOUNDARY               正方形
図形      POLYLINE の高度（グループ 30）= 等高線の高さ
          各 VERTEX にも Z = 等高線の高さ

シェープファイルが必要な場合は、GeoJSONをQGISで開き、「エクスポート」→「新規ファイルに地物を保存」→「ESRI Shapefile」を選んでください。ファイルをすばやく確認したいときは、当サイトのGeoJSONビューアーやDXFビューアーにドロップしてください。ファイル名には中心点と間隔が入るので、何度ダウンロードしても上書きされません。

等高線図を使う人と使い道

等高線は、土地の形を扱う人にとっての共通言語です。この等高線マップ作成ツールがよく使われる場面を紹介します。

1. 建築家とランドスケープデザイナー. 最初のスケッチの前に敷地の等高線をAutoCADに取り込み、建物の配置、ひな壇の計画、眺望の確認に使えます。DXFは正しい大きさと位置で開きます。
2. 土木技術者と初期の検討. 測量を依頼する前に道路、配管、排水路の勾配を確かめ、切土と盛土を見積もり、等高線からCivil 3Dで大まかなTINサーフェスを作れます。
3. 太陽光と風力のプロジェクト. パネルや風車を置ける場所は傾斜と向きで決まります。レポートでは5°未満の土地の割合と主な斜面の向きが1ページでわかります。
4. 登山者、ランナー、トレイルづくり. ルートや山頂周辺の地形図を作り、PNGを印刷したり、GeoJSONをGPSアプリに読み込んだりできます。閉じた線で山頂やくぼ地がひと目でわかります。
5. 農業と土壌・水の管理. 等高線耕作、浸透溝、ため池、段々畑の計画に使えます。良いデータで1 mや2 mの間隔にすると、水が流れる道筋が見えます。
6. ドローン操縦者と測量士. 起伏のある土地での飛行高度を計画したり、新しいドローンの地形モデルを同じ正方形の公開標高データと比べたりできます。
7. 先生と学生. 陰影起伏のオンとオフを切り替えて、等高線が谷や火山の形とどう対応するかを示し、レポートを地理やGISの課題に使えます。
8. 不動産と土地の購入者. 土地が平坦か、緩やかか、急かを1分で確かめ、物件情報や土地の報告書にきれいな等高線図を添えられます。
9. ゲームや3Dのクリエイター. 実際の地形をゲームのステージ、鉄道模型、3Dプリントの土台に使えます。KMLとGeoJSONには高さが入っています。

等高線とこのツールについてのよくある質問

等高線図、地形図、この等高線マップ作成ツールについて、よく寄せられる20の質問です。

データの出典とクレジット

高さはAWS Terrain Tilesから取得しています。タイルは多くの公開標高データセットを組み合わせたもので、それぞれのライセンスにより下記の出典表示が求められています。正方形で実際に使われたデータセットは、結果パネル、PNG、レポートに表示されます。

• Terrain Tiles on AWS (Mapzen / Tilezen Joerd) · AWS Open Data, terms of each source
  Terrain Tiles：このツールが読み込む、Terrarium PNG形式の世界統合標高タイル。MapzenのJoerdプロジェクト（Tilezen）が作成し、AWS Open Data Registryで無料公開されています。
• USGS 3DEP (formerly NED) · Public domain (U.S. Government)
  アメリカ：1/3秒角（約10 m）と1/9秒角（約3 m）の3DEP（旧NED）、U.S. Geological Survey提供。
• SRTM (NASA / USGS) · Public domain (U.S. Government)
  北緯60°から南緯56°までの世界の大部分：1秒角（約30 m）のSRTMレーダーデータ、U.S. Geological Survey提供。
• GMTED2010 (USGS) · Public domain (U.S. Government)
  低ズームの全世界：GMTED2010、U.S. Geological Survey提供。
• ETOPO1 (NOAA NCEI) · Public domain (U.S. Government)
  海洋：ETOPO1全球地形（約1.8 km）、U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration。
• EU-DEM (Copernicus) · Copernicus free and open data policy
  ヨーロッパ：EU-DEM、欧州連合の資金によるコペルニクスのデータと情報を使って作成。
• Environment Agency LIDAR (England) · Open Government Licence
  イングランド：Environment Agencyの2 m LIDAR DTM、© Environment Agency copyright and/or database right 2015. All rights reserved.
• ArcticDEM (Polar Geospatial Center) · Free use with acknowledgement
  北極圏（北緯60°以北）：5 mのArcticDEMモザイク、DigitalGlobe, Inc.の画像から作成、NSF助成1043681、1559691、1542736の資金による。
• Canadian Digital Elevation Model (NRCan) · Open Government Licence – Canada
  カナダ：Canadian Digital Elevation Model、Open Government Licence – Canadaのもとで提供される情報を含みます。
• Geoscience Australia · CC BY 4.0
  オーストラリア：© Commonwealth of Australia (Geoscience Australia) 2017.
• DGM Österreich (data.gv.at) · CC BY 4.0
  オーストリア：© offene Daten Österreichs – Digitales Geländemodell (DGM) Österreich.
• INEGI Continental Relief (Mexico) · INEGI terms of free use
  メキシコ：INEGI, Continental relief, 2016.
• Land Information New Zealand (LINZ) · Crown copyright
  ニュージーランド：Copyright 2011 Crown copyright (c) Land Information New Zealand and the New Zealand Government. All rights reserved.
• Kartverket (Norway) · CC BY 4.0
  ノルウェー：© Kartverket.

このツールで作った地図を公開するときは、PNGとレポートに付いている出典の行を残してください。その行には、その範囲で使われたデータセットがすでに書かれています。

ソフトウェアと地図のクレジット

このツールは次のオープンなソフトウェアとサービスを使っています：

• Leaflet 1.9 · BSD-2-Clause
  インタラクティブ地図、折れ線、正方形、画像の重ね表示。
• proj4js · MIT
  CAD出力を、正方形のあるゾーンのUTMメートル座標に変換。
• Esri World Imagery and World Hillshade · Esri terms of use
  衛星の背景地図（World Imagery）と地形の背景地図（World Hillshade）。
• Protomaps (hosted by KONAKTIVE), CARTO, OpenStreetMap · ODbL and provider terms
  道路の背景地図：KONAKTIVEがホストする独自のベクトルタイル。予備としてCARTOとOpenStreetMapを使用。
• OnlineMapMaker address search (OpenStreetMap-based) · ODbL
  当サイト独自の住所検索サービスによる場所の検索。

等高線エンジン（デコード、平滑化、マーチングスクエア法、切り取り、統計、すべての出力）は当サイトのために書かれたもので、すべてブラウザの中で動きます。

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