断面図ビューによる地形のマッピング

最古のマップでは、地形を丘陵や山の絵として描写しています。 一目でわかりやすいので便利な方法です。 しかし、この方法には限界があり、地形を正確に描画できません。 最初のアクティビティでは、生徒は粘土で山を作り、その断面図ビューを描画します。

粘土による山を作る

生徒には、それぞれ粘土で山を作ってもらい、それをこのチュートリアルでのマッピングに使用します。

  1. 「要件」セクションに記載のすべての道具を揃えます。
  2. History of Terrain Mapping Web マップを開き、すべての生徒が見えるようにプロジェクターなどの画面につないで表示します。
  3. 各生徒に厚紙と鉛筆を配ります。
  4. 紙の上部に「標高のマッピング」と自分の名前、日付を記入してもらいます。

    紙の向きは、横向きでも縦向きでもかまいません。

  5. 生徒に粘土を配り、紙の上で山を作ってもらいます。

    山は紙の中心に作ります。 できるだけリアルな山を作るよう指示します。 山にさまざまな形状があれば、このプロジェクトはもっと楽しくなります。

    • 緩やかな斜面や崖
    • 高さの違う複数の山頂
    • 形状の違う山頂 (必ずしも完璧な円錐形である必要はありません)

      山に洞窟を作ってもかまいませんが、後の手順が少し困難になるので注意が必要であることを伝えます。

      生徒が作成した粘土の山の例。右の山は斜面に洞窟がある

  6. 生徒が作業を進めている間、講師もドキュメント カメラの下に置いた紙の上で山を作ります。

    手を動かしながら質問してみましょう。

  7. 「地形」とはどういう意味か聞いてみます。

    「地形」とは、地表の凹凸や高低差のことです。 地球は平坦ではありません。丘、山地、渓谷などさまざまな地形があります。

  8. 他にどのような地形がありますか?

    地形には、峡谷、くぼみ、山頂、水路、平野、斜面、山道、尾根、崖、メサ、クレーター、フィヨルド、山峡、高原などもあります。

    これらの地形が、地球の地形を構成します。

    注意:

    「地形図」には、地形以上のものが含まれます。 河川や森などの自然の地物や、町や道路などの文化的な地物も含まれます。これらはいずれも、地形図に記されます。 しかし、「地形図」という言葉は、地形を指すために狭義で使われることがほとんどです。

  9. 自分が居住する地域の地形はどのようなものですか? 山地でしょうか、平坦でしょうか?
  10. 昔のマップ作成者は、どのようにして地形を描画しようと思ったのでしょうか?

山を断面図で描画した古地図の探索

次に、丘陵や山の断面図で地形を描写したマップを探索します。

  1. ドキュメント カメラ ビューから History of Terrain Mapping Web マップに切り替えます。

    山の絵を描写した地形を含むマップ

    このマップは、1665 年にジョーン・ブレウが作成したものです。

  2. どこのマップかわかるか、生徒に聞いてみましょう。 マップの右下にある [縮小] をクリックして、正解が出るか、ラベルが表示されるまでズーム アウトします。

    縮小ボタン

    これはスイスのマップです。

    注意:

    現代のマップにジオリファレンシングされているので、斜めに歪んで見えます。 元のマップとその詳細については、David Rumsey Map Collection をご参照ください。

  3. [コンテンツ] (暗い背景の) ツールバーの一番下にある [展開] ボタンをクリックします。

    展開ボタン

  4. [ブックマーク] をクリックし、[Lac de Neuchâtel] を選択して元のビューに戻ります。

    [ブックマーク] メニュー

    このマップについて、生徒にもう少し質問します。

  5. マップ作成者が、丘陵をこのように描画したのはなぜでしょうか?

    1600 年代には、上空から地形を見下ろしたり、鳥瞰図を作成したりする方法はありませんでした。

  6. マップ作成者は、どこからこれらの丘陵を描いたと思いますか?

    別の山や高い塔から、という回答が出てくるでしょう。

  7. 丘陵は正確だと思いますか? その理由は何ですか?
  8. 現在のマップも含め、他にこのような方法で描画された山を見たことがありますか?

    丘陵の描写は、絵画的なマップで使われることがほとんどです。

    以下に、観光客向けに作成されたスイスの絵画的なマップの例を示します。 地形は、スイス人の有名なカートグラファー (マップ作成者) であるエドゥアルド・イムホーフが描いたものです。

    地形を絵画的に表現したマップ

  9. 観光客向けのマップでは、今でも横から見た山が一般的なのはなぜでしょうか?

    正確さには欠けますが、魅力的で想像力を刺激するからです。

    丘陵の描画をうまく作成すれば地形を直感的に表現できるとともに、その土地に初めて訪れた人でも視覚的なランドマークに到達できます。

山の断面図ビューの描画

次に、粘土の山を使用して断面図ビューを描画し、マッピングしてもらいます。

  1. 視線を山と同じ高さにして、厚紙に断面図を描画します。

    粘土の山の断面図を描く生徒たち

    作業しながら、先ほど見たマップについてのディスカッションを進めます。

  2. 山頂よりも高い場所に行くために、人間が初めて開発した技術は何ですか?

    1783 年に発明された熱気球です。

  3. この発明によって、マップ作成にどのような変化があったと思いますか?

    マップ作成者が、地形の鳥瞰図を作成できるようになりました。

  4. 丘陵や山を真上から見下ろした場合、どのように表現しますか?

    この質問の回答は難しいかもしれません。 次のステップで、マップ作成者が使用した方法を 1 つ紹介します。


けばによる地形のマッピング

熱気球が発明された後も、カートグラファーが空から山を見下ろすための信頼できる方法がありませんでした。 しかし、山をあたかも上から見下ろしているかのように、地形をマッピングする方法を見出しました。 長い間、けばを使用する方法が最もよく使われてきました。 次に、粘土の山にけばを描画し、そのマークを紙の上に写して独自のマップを作成します。

けばを使用した古地図の探索

スイスのマップに戻り、丘陵の描画ではなくけばを用いて描画された、同じ地形図を探索します。

  1. 必要に応じ、History of Terrain Mapping Web マップを開きます。
  2. [コンテンツ] (暗い背景の) ツールバーにある [レイヤー] をクリックして [レイヤー] ウィンドウを開きます。
  3. [レイヤー] ウィンドウで、[Mayr's Alpenkarte] というレイヤーにポインターを合わせます。 [表示設定] ボタンをクリックして、レイヤーをオンにします。

    [コンテンツ] ウィンドウの [Mayr's Alpenkarte] レイヤー

    新しいマップが開きます。

    地形をけばで描画したマップ

    これは、1872 年にアドルフ・シュタイラーが作成したマップの一部です。 詳細については、David Rumsey Map Collection をご参照ください。

  4. 丘陵の側面の印は何でしょうか?

    線、陰影、かすり傷のように見えます。 この印を「けば」と呼びます。

  5. 生徒を指名し、丘陵や山の頂点に指をさしてもらいます。

    三角形の記号と数字を記した山頂があります。 これは山の高さを表します。 これまでは、カートグラファーは地形の形状だけを描画していました。 しかし今は山の高さを計測し、マップに正確に描画しています。 標高、すなわち地形の高さをマッピングしているのです。

けばによる山のマッピング

生徒には、自分たちの粘土の山に直接けばを描いてもらい、マップをこのスタイルで描画してもらいます。

  1. HB 鉛筆を使用して、粘土の山の斜面にけばを削ります。

    けばを付けた粘土の山の例

  2. 粘土に印を付けた生徒には、その山頂を真上から見下ろしてもらいます。 そこで、目に見えるすべてのもの (けばも含む) を描画してもらいます。

    粘土の山と、けばを使用したマップの例

  3. 断面図ビューではなく、けばで山をマッピングするとどのようなメリットがあるか聞いてみます。

    けばを使用すると、山の 1 方向の斜面ではなく、全方向からの斜面をマッピングできます。 標高の高い山を描画しても、その山の背後にあるものが隠れません。

  4. 次の質問をして挙手してもらいます。
    • 地形のマッピングを行うには、けばが最善の方法だと思う人?
    • 地形のマッピングを行うには、もっといい方法があると思う人?
  5. より優れた地形のマッピング手法にはどのようなものがあるか、指名して聞いてみます。

    中には、目にしたことがあるコンター マップを挙げる生徒もいるかもしれません。 あるいは、衛星画像や航空写真を挙げる人もいるでしょう。 次のアクティビティでは、コンター マップによって山をマッピングします。


コンター ラインによる地形のマッピング

長い間、マップではけばが使われていましたが、現在のマップではほとんど見られません。 このような地形のマッピング手法は、今ではコンター マップに置き換わっています。 次のアクティビティでは、生徒たちはコンター ラインを使って、粘土の山のマッピングを行います。

コンターによる古地図の探索

スイスの古地図を生徒たちに見せます。

  1. 必要に応じ、History of Terrain Mapping Web マップを開きます。
  2. [レイヤー] ウィンドウで [Switzerland] レイヤーにポインターを合わせ、[表示設定] ボタンをクリックしてオンにします。 [Mayr's Alpenkarte][Das Wiflispvrgergow] レイヤーに交互にポインターを合わせ、[表示設定] ボタンをクリックしてそれぞれをオフにします。

    標高が描画され、コンター ラインが色付けされたマップ

    これは、1922 年にジョン・バーソロミューが作成した地図です。 詳細については、David Rumsey Map Collection をご参照ください。

  3. 生徒と一緒に、画面移動およびズームして、マップを探索します。
  4. このようなマップを見たことがある人はいますか? どこで見ましたか?
  5. 色付きの部分の間にある線は何でしょうか?

    この線は「コンター ライン」と呼ばれます。 同じくらいの標高のエリアをトレースする線です。

  6. [コンテンツ] ツールバーの [ブックマーク] をクリックし、[Bern] ブックマークをクリックします。 丘の頂上や山頂にポインターを合わせるよう生徒に指示します。

    コンター マップでは、山頂は閉じた円のような形状をしています。

    ベルン南部のコンター マップの山頂

  7. コンター ラインの間にある色は何を意味するでしょうか?

    色を見ると、コンター ラインを数えなくても標高レベルを簡単に把握できます。

  8. [凡例] ブックマークをクリックします。

    コンターの色の凡例。標高が低い場所は緑、高い場所は茶色で記される

    緑は低地で、茶色は標高が高い場所です。

  9. マップの色は、地上の色と実際に一致しますか?

    そうとは限りません。 色は、標高の変化を見やすくするためにつけているだけです。

  10. [Matterhorn] ブックマークをクリックします。 マップの一部は白くなっています。 なぜでしょうか?
  11. [レイヤー] をクリックして、[Switzerland] レイヤーにポインターを合わせます。 [表示設定] ボタンをクリックしてレイヤーをオフにし、レイヤーの下にある衛星画像を表示します。

    冠雪した山頂を示すコンター マップと衛星画像ベースマップ

    白の部分は、山頂の氷雪です。

  12. [Switzerland] レイヤーにポインターを合わせ、[表示設定] ボタンをクリックしてレイヤーを再度オンにします。

コンター ラインによる標高のマッピング

次に、粘土で作った山をスライスし、トレーシングしてコンター マップを作成します。 その手順を生徒に見せます。

ヒント:

まず、手順の説明はせずに、作業だけを見てもらいます。 生徒には、作業の様子を見ながら次のステップを予想してもらいます。 しばらくすると「わかった!」と声を上げる生徒も出てくるでしょう。

  1. 作業の内容を見てもらえるよう、教壇の周りに生徒を集めます。 ​
  2. 定規を使用し、粘土の山のふもとから 1 cm 上の部分に印をつけます。

    粘土の山のふもとから 1 cm 上を測る

    ヒント:

    ほとんどの定規は角が丸く、目盛の前に余白があります。 余白なくぴったり 0 cm から始まる、角が丸くなっていない定規を使用してください。

  3. 糸を使用し、1 cm の印の部分でスライスします。

    糸を使って粘土の山をスライスする

    注意:

    印の間隔は特に決められていません。 113 ~ 227 g (4 ~ 8 oz) の粘土を使っている場合は、1 cm 間隔がわかりやすいでしょう。

  4. 切り取った後の山の上の部分は横に置いておき、鉛筆を使って山の底部を紙の上でなぞります。

    粘土の山の底部をトレーシングする

  5. 定規を使用し、紙から粘土の底部をはがします。

    紙から粘土の山の底部をはがす

  6. 紙の上に、山の上の部分を戻してトレーシングします。

    粘土の山の層をトレーシングする

  7. 粘土の底部から 1 cm 上の部分に印をつけて、同じ手順を繰り返します。
  8. 生徒に定規と糸を渡し、各自の机に戻ってもらいます。 この方法で、自分の山をマッピングするよう指示します。

    粘土の山の残りがなくなるまで、山のスライスとトレーシングを続けます。

    粘土の山の層をトレーシングする

    ヒント:

    2 人 1 組で協力し、山をスライスするよう指示します。 1 人が上の部分を押さえておくと、スライスしやすくなります。 そうでなければ、山がつぶれてしまうことがあります。

  9. 山のトレーシングが完了したら、それぞれのコンター リングに標高をラベル付けするよう指示します (0 cm、1 cm、2 cm など)。

    粘土の山で作成したコンター マップ、センチメートル単位の標高のラベル付き

    次に、コンター マップに色を付けるよう指示します。

  10. 低標高から高標高まで色の濃淡 (カラー ランプ) を使用し、マップに色を付けます。
    ヒント:

    紙は粘土でべたついていることがあります。 べたつきのある紙に色を塗るには、色鉛筆が最適です。 色鉛筆がなければ、次のステップに進んでもかまいません。 コンター マップに必ず色が付いているわけではないことを伝えてもよいでしょう。 線のみで構成されるコンター マップの例については、Granville sheet をご参照ください。

    標高を表すカラー ランプは、地形図のように見えることもあります。 スイスのマップでは、低地は緑、高地は茶色で色付けされていました。 砂漠の山をマッピングする場合でも、同じ配色を使用しますか?

    いいえ。砂漠の低地を緑で色付けするマップを作成すると、誤解を招く可能性があります。

    カラー ランプはモノクロのこともあり、その場合は 1 つの色の濃淡だけを使用することもあります。 New York Elevation, 1895 では、モノクロのカラー ランプで標高を表すマップが右上にあります。

    標高のカラー ランプは、ほとんどの場合は多彩な色が使われています。 Shikotsu, Toya and vicinity では、スイスのマップと似たカラー ランプを使用しています。 Canada – British Columbia, and Prairie Provinces は、海の深さを表す青など、さまざまな色を使用します。

    青から赤に変わる標高カラー ランプ

    ヒント:

    紙のべたつきの度合いによって、ラベルを追加するのではなく、マップに色を付けて凡例を作成することもできます。

これで、断面図ビュー、けば、コンター マップによる山のマップが作成されました。

生徒が作成した断面図、けば、コンター マップの例

コンター マップに合わせて、断面図マップに色を付けることもできます。 これにより、何がわかるでしょうか?

振り返り

後片付けをした後、クラス全体でアクティビティを振り返ります。 振り返りの時間がない場合は、次のクラスで実施します。

  1. 急勾配の傾斜や崖はあった場合、コンター ラインはどのようになりましたか?

    コンター ラインの間隔が狭くなりました。

  2. 傾斜がゆるい場合は、コンター ラインはどのようになりましたか? ​

    コンター ラインの間隔が広くなりました。

  3. 洞窟など、複雑なフィーチャを含む山はありましたか? コンター マップの線にどのような影響がありましたか? ​
  4. 山に窪地がある人はいましたか? たとえば、湖や火山の噴火口などです。

    窪地は山頂のように閉じた円になるので、コンター マップに反映するのが困難です。 ラベルや色を使うことで、標高が高い場所ではなく、低い場所であることを明確に記すことができます。

    色を使用しないマップでは、窪地コンターはけばのライン シンボルで描画して認識しやすくします。 以下の図は、生徒が作成したマップと、David Rumsey Map Collection の噴石丘のマップの窪地コンターを示します。

    けばで描画した窪地コンター

  5. 本物の山をスライスすることはできません。 では、マップ作成者は、コンター マッピング システムをどのように策定したのでしょうか?

    地表からさまざまなポイントの標高を計測しました。 その後、同じ高さにあるポイントをマップ上でつないで、コンター ラインを作成しました。

    標高ポイントからコンター ラインを描画する方法については、「点をつなぐ」のアクティビティをご参照ください。


コンター マップの解釈 (オプション)

テレインを 3 通りの方法でマッピングした生徒たちは、マップ読み取りのスキルを身に着けました。 オプションで提供されるこのアクティビティを次のクラスで実施して、生徒たちがコンター マップをどの程度理解しているか評価できます。

地形図に地形のラベルを付ける

生徒に地形図を渡し、地形にラベルを付けるよう指示します。

  1. コンター ラインを含む、印刷形式の地形図を探します。 見つからない場合は、David Rumsey Map Collection の Atlas of Landforms のマップを使用できます。
  2. 教室全体の机に地形図を置きます。
  3. 生徒たちに、小さな付箋紙を数枚渡します。
    ヒント:

    付箋紙が大きすぎる場合は、小さく切ります。

  4. 付箋紙に、地形の名前 (頂点、渓谷、小川、崖、平野、緩やかな斜面など) のラベルを書き込むよう指示します。

    また、ラベルの対象となる地形をポイントできるよう、各付箋紙には矢印も記入します。

    地形図の地形に付箋紙でラベルを付ける

  5. 付箋紙の裏には、各自の名前を記入します。
  6. 教室内を歩いて回り、付箋紙に記した地形とマップ上の地形が一致するよう貼り付けてもらいます。

    地形図に地形のラベルを付ける生徒たち

  7. ラベルが誤っている地形がないか確認します。

    誤っている地形があれば、付箋紙を裏返して名前を確認します。 該当する生徒を呼び、ヒントを与えてやり直してもらいます。

    このアクティビティでは、生徒は講師のみならず互いにフィードバックを与えます。

このチュートリアルでは、生徒たちは地形のマッピングの進化における 3 つのステップについて学習しました。 コンター マップに続き、陰影起伏と飛ばれる方法が編み出されました。 陰影起伏を使用するカートグラファーは、太陽から見下ろしているような角度をつけて、上から見た地形図を描画します。 そのため、山の斜面の一部は明るく、そうでない部分は陰になります。

陰影起伏の例については、米国の Rocky Mountain National Park のマップをご参照ください。

陰影起伏で描画したテレインを含むマップ

自分の課題を早く終わらせたり、他の課題にも挑戦してみたい生徒がいる場合には、カートグラファーのサラ・ベルが色付きの陰影起伏の描画方法を説明する動画を見せます。

標高測定のデータがあれば、コンター ラインと陰影起伏は ArcGIS Pro などのデジタル ソフトウェアで自動的に作成できます。 生徒たちの手で地形をマッピングしてもらうことで、自分たちが手にしたマップの地形がわかりやすくなります。

テレインはベースマップの要素の 1 つで、GIS の最初のレイヤーになります。 「ArcGIS Online でのマップの検索とナビゲーション」に、GIS のベースマップ探索に関する短いビデオとアクティビティがあります。

他のチュートリアルについては、チュートリアル ギャラリーをご覧ください。