世界の測地系くらべ — NAD83・ETRS89・GDA2020と日本

世界測地系ITRFとは何かという記事で、地球規模の「ものさし」の話をしました。今回はその応用編として、各国・各地域が実際に使っている測地系——アメリカのNAD83、ヨーロッパのETRS89、オーストラリアのGDA2020——を、日本のJGD2011・JGD2024と比べながら見ていきます。「なぜ国ごとに違う測地系が必要なのか」という疑問に対する、一つの答えがここにあります。

ITRFは動く「ものさし」

前回整理した通り、ITRF（国際地球基準座標系）は地球の重心を原点にした、常に更新され続ける動的な基準です。プレート運動によって大陸そのものが年に数cmずつ動いているため、ITRFで表した緯度経度は、同じ地点でも観測時期によって少しずつ値が変わります。

世界測地系ITRFの考え方を図解

これは全世界共通の基準として合理的な設計ですが、「ある年の地図に、その後の観測座標をそのまま重ねる」という日常的な用途には不便です。地図を作った後も座標が動き続けると、実務上の基準として扱いにくいためです。そこで各国・各地域は、ITRFをベースにしながらも「自分たちの大陸・プレートに対しては動かないように固定した」独自の測地系を作っています。

ETRS89 — ユーレシアプレートに固定

ヨーロッパで使われるETRS89（European Terrestrial Reference System 1989）は、1989年時点のITRSと一致させたうえで、ユーレシアプレートの安定部分に対して固定した測地系です。ユーレシアプレート自体は年間約2.5cm程度動いているため、ITRSとETRS89の差は年々広がり続け、2000年時点で両者の差は約25cmに達していたとされます。

つまりETRS89は「プレートに乗ったまま静止する基準」であり、ヨーロッパ域内で長期的に安定した座標を提供する代わりに、地球全体を表すITRFとは時間とともにズレが開いていく、という設計です。

NAD83 — 北米プレートに固定

アメリカ・カナダなどで使われるNAD83（North American Datum 1983）も、考え方はETRS89とよく似ています。北米プレートに対して固定された測地系で、プレート内では長期的に安定した座標を保てる一方、WGS84やITRFとは経年で差が生じます。GNSS測位で得られる生の座標（WGS84系）と、地図や不動産記録で使われるNAD83系の座標がぴったり一致しない理由の一つが、この「プレート固定」の考え方にあります。

GDA2020 — 経年変化パラメータを内蔵

オーストラリアのGDA2020（Geocentric Datum of Australia 2020）は、より新しい設計です。ITRF2014と整合する高精度な基準を採用しつつ、基準点の位置・速度に加えて、大地震による地殻変動（余効変動）や年周・半年周のパラメータモデルまで内蔵しているとされます。オーストラリア大陸はユーラシアプレートなどと比べても速いスピードで移動しているため、こうした経年変化への対応がより重要になっている背景があります。

日本のJGD2011・JGD2024との共通点・相違点

ここまでの3つと、日本のJGD2011・JGD2024を並べてみると、共通する設計思想が見えてきます。

測地系	対象地域	プレート固定の考え方	地震・変動への対応
ETRS89	欧州	ユーレシアプレートに固定	主に長期的なプレート運動を無視する設計
NAD83	北米	北米プレートに固定	同上
GDA2020	豪州	オーストラリアプレートに固定	経年変化パラメータを内蔵
JGD2011	日本	概ね固定（2011年基準）	セミダイナミック補正で地殻変動を都度補正

日本が他地域と大きく違うのは、単一のプレートに乗っているわけではなく、複数のプレート境界に位置し、かつ地震による短期的な地殻変動が頻繁に発生する点です。そのため「基準を固定してプレート運動を無視する」だけでは足りず、セミダイナミック補正という「測量のたびに現在の地殻変動量を補正する」しくみを組み合わせているのが、日本の測地系運用の特徴です。GDA2020が経年変化パラメータを内蔵する発想は、この日本のアプローチと近いところがあります。

測地系・基準点のまとめ図

なぜ「世界共通の1つの測地系」にしないのか

ここまで見てきたように、各国・地域が独自の測地系を維持しているのは、単なる歴史的な経緯だけでなく、「その地域の実務（地図・登記・測量）にとって扱いやすい、安定した基準が必要」という合理的な理由があります。ITRFという世界共通の動的な基準と、各国のローカルな固定基準を、必要に応じて変換しながら使い分ける——というのが、現代の測地系運用の基本的な構図です。GeoPrism JPが可視化しているJGD2011↔JGD2024のズレも、この「世界共通の動的基準とローカルな固定基準の関係」の日本版だと捉えると、理解しやすくなります。