A.- X._, né en 1970, est titulaire d'un permis de conduire pour véhicules à moteur depuis 1988. Le 11 mai 1999, il circulait au volant d'une voiture en ville de Genève sur la rue Emma-Kammacher en direction de la route du Nant-d'Avril lorsqu'il a fait l'objet d'un contrôle de vitesse. Selon le radar mobile, il est apparu qu'il avait circulé à 102 km/h alors que la limitation était fixée à 50 km/h. Après déduction d'une marge de sécurité de 6 km/h, X._ s'est vu reprocher d'avoir roulé à 96 km/h, partant d'avoir dépassé de 46 km/h la vitesse prescrite. Interrogé par la police, X._ a déclaré ne pas avoir vu le panneau de limitation générale de vitesse à 50 km/h, car celui-ci était masqué par des branches d'arbres. Il était ainsi convaincu que la limitation s'élevait à 80 km/h. B.- Le 5 juillet 1999, le Service des automobiles et de la navigation du canton de Genève a ordonné, en application de l'art. 16 al. 2 LCR, le retrait du permis de conduire de X._ pour une durée de deux mois, l'importance de l'excès de vitesse, soit 46 km/h, justifiant de s'écarter du minimum légal. X._ a déféré cette décision devant le Tribunal administratif du canton de Genève le 5 août 1999, concluant à l'annulation du retrait de permis, subsidiairement au prononcé d'un avertissement. En annexe, il a produit des photographies des lieux retraçant l'itinéraire qu'il avait parcouru. Le Tribunal administratif l'a entendu, ainsi qu'une représentante du Service des automobiles et de la navigation. Le 9 décembre 1999, X._ a transmis au Tribunal administratif le jugement rendu le 15 novembre 1999 par le Tribunal de police du canton de Genève, qui le condamnait à une amende de 240 fr. pour violation de l'art. 90 LCR, sans que l'alinéa ne soit spécifié. Le Tribunal de police constatait que le panneau était caché par la végétation, que la route était rectiligne au lieu de l'infraction et que des champs s'y trouvaient de part et d'autre. Dans ces conditions, X._ ne pouvait inférer de la situation qu'il se trouvait dans une localité, soit dans une zone limitée à 50 km/h, de sorte qu'il devait être mis au bénéfice de l'erreur sur les faits. En conséquence, toujours selon le Tribunal de police, seul un dépassement effectif de 16 km/h devait être retenu. Par jugement du 21 décembre 1999, le Tribunal administratif a rejeté le recours de X._ et confirmé le prononcé du Service des automobiles et de la navigation du 5 décembre 1999, au motif que l'intéressé aurait dû se rendre compte qu'il se trouvait dans une zone bâtie, partant limitée à 50 km/h. C.- Agissant le 16 février 2000 par la voie du recours de droit administratif, X._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du 21 décembre 1999 du Tribunal administratif et de prononcer un avertissement à son encontre. D.- Par ordonnance du 21 février 2000, le Président de la Cour de Cassation pénale a accordé l'effet suspensif au recours. E.- L'Office fédéral des routes conclut à l'admission du recours. Le Tribunal administratif se réfère aux motifs de l'arrêt attaqué et propose le rejet du recours.