『日本の測地系がわかる本（実装編）』刊行 — 座標変換エンジンを自作して国土地理院と1mmで一致させる

日本の測地系がわかる本（実装編）

シリーズ第1巻『日本の測地系がわかる本』は、「地図の座標はなぜズレるのか」を数式なしの物語で描いた概念書でした。その続編にあたる第2巻『日本の測地系がわかる本（実装編）』では、いよいよ 概念を動くコードに落とします。日本の座標変換エンジンをゼロから設計し、国土地理院の公式ツールと ミリ単位で突き合わせる までを、一本の線でつなぐ技術書です。

この記事では、本書に何が書いてあるかをサマリーとしてご紹介します。

なぜ「実装編」が要るのか

日本の座標変換は、世界標準ライブラリ（PROJ）だけでは埋めきれない部分を持っています。旧測地系からの引越し（TKY2JGD）、地震のたびに面で貼り直す補正（PatchJGD）、毎年・隔月で更新される時間依存の補正（セミダイナミック補正・定常時地殻変動補正）——これらは、汎用ツールでは「黙って近似」されたり「黙って無視」されたりします（本書の第2章で正面から扱う落とし穴です）。

本書は、これらを読み解き、動くエンジンとして実装し、公式ツールと照合するまでを扱います。GeoConverterPro / GeoPrism の共通エンジン GeoCoreJP の設計思想を、公開仕様どおりの Python で書き起こしながら解説します。

何が書いてあるか — 全10章

第1章楕円体の幾何：長半径・扁平率・二つの曲率半径・子午線弧長、そしてガウス・クリューゲル投影（平面直角19系）。解析式で閉じる世界。
第2章変換モデルの地図：7パラメータ変換とグリッド補正の役割分担。PROJ がグリッドを持たないと何が起きるかも正面から。
第3章グリッド補正の実装：全国を格子に切り、4隅からバイリニア補間する「面で補正する」骨格。TKY2JGD から定常時地殻変動補正まで、すべて同じ形。
第4章逆変換の反復：閉じた逆式を持たないグリッド補正を「順変換の反復」で解く。往復誤差ゼロに至る設計思想と、国土地理院の非反復 XYZ⇔BLH 新算式との比較。
第5章高さの変換：標高＝楕円体高 − ジオイド高（H = h − N）。データ欠損の扱いまで。
第6章複数地震の逐次適用：発生順に重ねる非可換な合成、2段構造、複合補正まで（対応地震パラメータの背景）。
第7章境界と品質開示：4隅が揃わない境界で「連続性を担保する」割り切りと、品質指標 CCQ（座標変換クオリティー）の設計。
第8章 1mmの検証：73点のテストポイント設計と、国土地理院5ツールとのミリ単位照合の読み方。
第9章パラメータDBの構築：.par ファイルから SQLite への変換パイプライン。
第10章ヒートマップ：補正量を全国で可視化して「効き方」を目で確かめる。

巻末には 付録A〜E（DBフォーマット、定数表、言語非依存の擬似コード、PROJ との関係、参考文献・一次情報リンク集）を収録しています。

動かせる Python 教材つき

各章末に「Pythonで動かして確かめる」節を収録しました。GeoCoreJP（商用エンジン）のソースは載せませんが、機能を公開仕様どおりの Python で書き起こし、手元で同じ結果を再現できます。

標準の Python 3 で動作（numpy 不要、標準ライブラリのみ）
グリッド系は「誇張した架空のテストデータ」を内蔵し、補間・反復・検証の効きが数字で見える
配布コードは GitHub で公開：github.com/amru195704/amru195704 の geodetic-book-py/

補間、固定点反復、逐次適用、検証——読むだけでなく、手を動かして追体験できます。

こんな方のための本です

GIS・測量システムの開発者：業務で座標変換の実装・検証の責任を負う方
外部ライブラリの妥当性を判断する立場の技術担当の方
PROJ など既存ライブラリの「中身」を理解したい個人開発者・学生
ある程度 Python が読める方

第1巻との関係

第1巻『日本の測地系がわかる本』は「なぜ座標がズレるのか」を数式なしで描いた概念書、本書はその続編＝数式と実装編です。各章末の「第1巻の対応章」で相互参照しているので、概念に立ち返りながら実装を追えます。

AIの辛口レビューで鍛えた

本書は、執筆と並行して複数のAI評価者による辛口レビューを反復して受け、指摘を一つずつ潰しながら仕上げました。最終評価では、独立した2つのレビューがそろって「出版レベル／校了」と判定しています。主な講評は次のとおりです。

「導入文・理解のゴール・3行まとめの三点セットが完璧に機能している」
「グリッド補正やPROJフォールバックの図が秀逸」「靴と靴下（複合補正の順序）の図も効いている」
「商用エンジンのソースを載せず、公開仕様どおりのPythonで書き起こす構成は、商用エンジンを持つ著者として最適解」

指摘には、リストの欠陥（データ欠損時のクラッシュ）を突く技術的なものもあり、コードと本文の両方を直して照合し直しました。レビューを受けて反復した過程そのものは、別記事「Kindle技術書『実装編』制作記」で紹介しています。当初は酷い言われ様でしたが最終評価で合格をもらえたのでAIさんを信じて販売します。