최근 전 세계적으로 국가별, 기관별, 목적별로 다양하게 구축된 공간정보를 단일한 위치기반으로 하는 데이터로 통합함으로써 각 자료 간 연계성 및 활용성을 높이고 있다. 본 연구에서는 새로운 국가측지기준의 도입에 따른 위치기준의 변화와 공간정보 분야의 seamless 데이터 서비스 요구에 효율적으로 대응할 수 있도록 새로운 국가 단일원점 평면직각좌표에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 한반도 전역을 투영영역으로 설정하고 투영영역 내 발생하는 투영왜곡을 분석함으로써 이를 균질화 및 최소화할 수 있는 투영파라미터를 정의하였으며, 이에 대한 표준화 및 국제기구 등록방안을 제시하였다. 연구의 결과, 국가 단일원점 평면직각좌표계를 위한 최적의 투영식은 Hooijberg 투영식으로 분석되었으며, TM 투영을 위한 5가지 투영파라미터는 위도(${\Phi}$) $38^{\circ}N$, 경도(${\lambda}$) $128^{\circ}E$, 축척계수(K) 0.99924로 각각 분석되었다. 또한, 투영원점(${\Phi}$, ${\lambda}$)에 대한 가수값(false Northing & Easting)은 국가지점번호제도의 도입을 고려하여 북쪽방향 700,000m, 동쪽방향 400,000m로 각각 설정하는 것이 적합하였다.
최근 전 세계적으로 국가별, 기관별, 목적별로 다양하게 구축된 공간정보를 단일한 위치기반으로 하는 데이터로 통합함으로써 각 자료 간 연계성 및 활용성을 높이고 있다. 본 연구에서는 새로운 국가측지기준의 도입에 따른 위치기준의 변화와 공간정보 분야의 seamless 데이터 서비스 요구에 효율적으로 대응할 수 있도록 새로운 국가 단일원점 평면직각좌표에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 한반도 전역을 투영영역으로 설정하고 투영영역 내 발생하는 투영왜곡을 분석함으로써 이를 균질화 및 최소화할 수 있는 투영파라미터를 정의하였으며, 이에 대한 표준화 및 국제기구 등록방안을 제시하였다. 연구의 결과, 국가 단일원점 평면직각좌표계를 위한 최적의 투영식은 Hooijberg 투영식으로 분석되었으며, TM 투영을 위한 5가지 투영파라미터는 위도(${\Phi}$) $38^{\circ}N$, 경도(${\lambda}$) $128^{\circ}E$, 축척계수(K) 0.99924로 각각 분석되었다. 또한, 투영원점(${\Phi}$, ${\lambda}$)에 대한 가수값(false Northing & Easting)은 국가지점번호제도의 도입을 고려하여 북쪽방향 700,000m, 동쪽방향 400,000m로 각각 설정하는 것이 적합하였다.
As a worldwide trend, the spatial information that is established by country, institution and purpose is integrated into the data with a single spatial reference to improve the data connectivity and usability. In this study, a new national single origin plane rectangular coordinate system was studie...
As a worldwide trend, the spatial information that is established by country, institution and purpose is integrated into the data with a single spatial reference to improve the data connectivity and usability. In this study, a new national single origin plane rectangular coordinate system was studied to efficiently respond to the changes in the spatial reference according to the introduction of a new national geodetic standard and to the demand of seamless data service in the spatial information sector. For this purpose, the Korean Peninsula was set as the projection region and the projection distortion in the projection region was analyzed. The projection parameters were defined to homogenize and minimize the projection distortion, and their standardization and registration on the international organizations were conducted. The study on the required optimal projection equation resulted in the Hooijberg projection equation and projection parameters (${\Phi}$, ${\lambda}$, K, N, E) resulted in $38^{\circ}N$ and $128^{\circ}E$ projection origin, and a scale factor of 0.99924. The proper false northing and easting were 700,000m N and 400,000m E, respectively, considering the introduction of country station index system.
As a worldwide trend, the spatial information that is established by country, institution and purpose is integrated into the data with a single spatial reference to improve the data connectivity and usability. In this study, a new national single origin plane rectangular coordinate system was studied to efficiently respond to the changes in the spatial reference according to the introduction of a new national geodetic standard and to the demand of seamless data service in the spatial information sector. For this purpose, the Korean Peninsula was set as the projection region and the projection distortion in the projection region was analyzed. The projection parameters were defined to homogenize and minimize the projection distortion, and their standardization and registration on the international organizations were conducted. The study on the required optimal projection equation resulted in the Hooijberg projection equation and projection parameters (${\Phi}$, ${\lambda}$, K, N, E) resulted in $38^{\circ}N$ and $128^{\circ}E$ projection origin, and a scale factor of 0.99924. The proper false northing and easting were 700,000m N and 400,000m E, respectively, considering the introduction of country station index system.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 실 지도제작 범위를 고려하고 기본지리정보구축지침에 명시된 전 국토가 포괄하기 위해 Table 5의 국토지리정보 통계자료에 기초하여 경도 8˚ 간격(124˚ E∼132˚ E)으로 하는 투영영역을 새로이 정하였다.
본 연구는 이러한 새로운 구조의 지리정보 서비스 도입에 따른 사용자들의 혼란을 방지하고, 국가 공간정보의 활용성을 증대시키기 위하여 새로운 단일원점 평면직각좌표계 정립을 위한 연구의 일환으로 수행되었다.
본 연구에서는 중앙자오선을 투영영역의 중앙에 위치시킴으로써 TM투영 시에 발생하는 동·서방향의 왜곡을 균질하게 하기 위하여 우리나라 육지와 섬을 포함한 투영영역의 가운데에 해당하는 경도 128° E를 중앙자오선으로 결정하였다.
우선 행정안전부에서 국가 지점번호제도 도입을 위하여 고려한 UTM과 수정된 UTM-K 좌표계를 검토하였으며, 기존의 수정 TM투영체계(UTM-K)의 도입 근거와 배경을 조사 및 정리함으로써 새로운 국가표준의 단일원점 평면직각좌표계(안)을 제시하기 위한 목적으로 연구를 수행하였으며 다음과 같은 결론을 도출하였다.
이에 따라 본 연구에서는 새로운 국가측지기준의 도입에 따른 위치기준의 변화와 한반도를 포괄하는 단위에서의 통합된 정보관리를 지원하고, 기관간의 정보공유를 위한 교환 비용을 절감할 수 있는 새로운 단일원점 평면직각좌표계 설정에 관한 연구를 수행하고자 하였다. 이를 위해 우선 현행 단일원점 평면직각좌표계인 수정 TM투영체계에 대한 검토와 함께 새로운 단일원점 평면직각좌표계로의 연계 방안을 제시함으로써 행정안전부 등 4개 부처에서 추진하고 있는 국가지점번호제도의 효율적 구축 및 활용성을 제고하고자 하였다.
다섯 번째, 단일원점 평면직각좌표계의 투영원점과 좌표원점을 일원화하기 방안으로 원점가수값으로 700,000m (N)과 400,000m (E)를 제시하였다. 이를 통해 수치표현의 단순화하여 추가적인 변환으로 인한 불편을 해소함으로써 단일원점 평면직각좌표계의 활용성을 향상시키고자 하였다.
이에 따라 본 연구에서는 새로운 국가측지기준의 도입에 따른 위치기준의 변화와 한반도를 포괄하는 단위에서의 통합된 정보관리를 지원하고, 기관간의 정보공유를 위한 교환 비용을 절감할 수 있는 새로운 단일원점 평면직각좌표계 설정에 관한 연구를 수행하고자 하였다. 이를 위해 우선 현행 단일원점 평면직각좌표계인 수정 TM투영체계에 대한 검토와 함께 새로운 단일원점 평면직각좌표계로의 연계 방안을 제시함으로써 행정안전부 등 4개 부처에서 추진하고 있는 국가지점번호제도의 효율적 구축 및 활용성을 제고하고자 하였다.
제안 방법
99924를 제시하였다. 다섯 번째, 단일원점 평면직각좌표계의 투영원점과 좌표원점을 일원화하기 방안으로 원점가수값으로 700,000m (N)과 400,000m (E)를 제시하였다. 이를 통해 수치표현의 단순화하여 추가적인 변환으로 인한 불편을 해소함으로써 단일원점 평면직각좌표계의 활용성을 향상시키고자 하였다.
본 연구에서는 그리드좌표계의 좌표원점 위치를 한반도 서단에 위치한 평북 용천군 신도면 마안도(경도 124° 11´04˝ E)와 남단에 위치한 이어도(위도 32° 07´ 22.63˝ N)가 포괄되도록 좌·하단 경·위도를 각각 32° N와 124° E로 정하였다.
본 연구에서는 다양한 투영공식 중에서 투영영역이 넓은 지역에서도 정확한 것으로 알려진 투영식을 Table 6에 표시한 바와 같이 비교 및 분석하였다. 또한, Fig.
투영왜곡의 최소화 및 균질화를 위한 분석방법은 Fig. 9에 표시한 바와 같이 경도변화에 따른 투영 왜곡률 분석과 Fig. 10에 표시한 바와 같이 등축척계수도를 통해 한반도 전역에서의 투영 왜곡 양상을 분석하고자 하였다.
이론/모형
초기의 Gauss-Krüger 투영식은 중앙자오선을 기준으로 투영범위를 동서 방향으로 수 도(°) 이내로 제한하였으며(Redfearn, 1948), 우리나라에서도 미분계수가 고차인 것은 계산과정이 복잡하므로 중앙자오선과의 차이(w)를 2°이내에 적용하는 약식을 사용하였다.
성능/효과
세 번째, 지도의 축척과 사용목적에 따른 적합한 지도투영법의 선택 필요성을 제시하며, 다양한 지도투영법에 접목할 수 있도록 국가차원의 투영기준으로 국가통계자료를 토대로 한반도 전역을 포함하는 투영영역(124° E∼132° E)과 투영영역의 중앙을 지나는 자오선 128° E를 제시하였다. 네 번째, 투영영역 내에서 투영왜곡을 최소화하고 왜곡률을 균질화할 수 있도록 축척계수를 0.99924를 제시하였다. 다섯 번째, 단일원점 평면직각좌표계의 투영원점과 좌표원점을 일원화하기 방안으로 원점가수값으로 700,000m (N)과 400,000m (E)를 제시하였다.
첫 번째, UTM 투영체계의 경우 동일한 지점에 대해서 상이한 평면직각좌표가 표시되어 통합된 정보관리가 어려우며, 이로 인해 단일원점 평면직각좌표계를 활용하는 업무의 효율성이 저하될 수 있다. 두 번째, UTM-K 투영체계의 경우는 실 지도제작 범위와 투영영역이 상이한 관계로 왜곡량이 비 균질하고 과대하게 발생하는 것으로 분석되었으며, 행정안전부 원점가수값(700,000m N, 500,000m E)의 경우는 국가표준의 신뢰성을 제고하기 위한 과학적, 논리적 타당성이 부족하며, 국토지리정보원 원점가수값(1,000,000m N, 2,000,000m E)의 경우는 새로운 단일원점 평면직각좌표계로 전환하기 위한 추가적인 변환이 필요한 것으로 분석되었다. 세 번째, 지도의 축척과 사용목적에 따른 적합한 지도투영법의 선택 필요성을 제시하며, 다양한 지도투영법에 접목할 수 있도록 국가차원의 투영기준으로 국가통계자료를 토대로 한반도 전역을 포함하는 투영영역(124° E∼132° E)과 투영영역의 중앙을 지나는 자오선 128° E를 제시하였다.
따라서, 본 연구에서는 투영과 역투영 계산 시에 발생하는 왕복오차를 최소화하기 위하여 제작된 도곽의 원점변환 횟수의 제한을 제시하며, 경도 간격 8°를 투영영역으로 하는 단일 원점 평면직각좌표계에는 기존의 국토지리정보원 투영식은 3차까지 전개한 약식이기 때문에 Hooijberg 투영식을 새로운 평면직각좌표계에 적용하는 것이 적합한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 다양한 투영공식 중에서 투영영역이 넓은 지역에서도 정확한 것으로 알려진 투영식을 Table 6에 표시한 바와 같이 비교 및 분석하였다. 또한, Fig. 8에 표시한 바와 같이 투영과 역투영 계산의 반복횟수에 따라 왕복오차(Round-Trip Errors)가 누적되어 본래의 좌표가 변동될 수 있기 때문에 표준화된 투영식으로 도곽의 모서리를 엄밀하게 결정하여야 도곽 불일치를 근본적으로 해결할 수 있는 것으로 분석되었다.
본 연구에서는 중앙자오선에 대한 축척계수를 Table 7에 표시한 바와 같이 다양하게 적용하였으며, 국토 전반에 대하여 투영오차를 최소화시키고, 균질하게 분포시키는 축척계수는 0.99924인 것으로 분석되었다.
세 번째, 지도의 축척과 사용목적에 따른 적합한 지도투영법의 선택 필요성을 제시하며, 다양한 지도투영법에 접목할 수 있도록 국가차원의 투영기준으로 국가통계자료를 토대로 한반도 전역을 포함하는 투영영역(124° E∼132° E)과 투영영역의 중앙을 지나는 자오선 128° E를 제시하였다.
우리나라 서단과 동단 일대에서는 왜곡량 1.00076(+76cm/km)이 동일하게 발생하면서 최대거리 왜곡량과 최소거리 왜곡량의 차이는 154cm/km로 기존의 수정 TM 투영체계 보다 38cm/km정도 개선할 수 있었으며, 중앙자오선을 기준으로 동·서방향으로 멀어질수록 TM투영특성인 두 선분이 이루는 각이 일정하고, 중앙자오선에 대하여 대칭적으로 분포시킬 수 있었다.
첫 번째, UTM 투영체계의 경우 동일한 지점에 대해서 상이한 평면직각좌표가 표시되어 통합된 정보관리가 어려우며, 이로 인해 단일원점 평면직각좌표계를 활용하는 업무의 효율성이 저하될 수 있다. 두 번째, UTM-K 투영체계의 경우는 실 지도제작 범위와 투영영역이 상이한 관계로 왜곡량이 비 균질하고 과대하게 발생하는 것으로 분석되었으며, 행정안전부 원점가수값(700,000m N, 500,000m E)의 경우는 국가표준의 신뢰성을 제고하기 위한 과학적, 논리적 타당성이 부족하며, 국토지리정보원 원점가수값(1,000,000m N, 2,000,000m E)의 경우는 새로운 단일원점 평면직각좌표계로 전환하기 위한 추가적인 변환이 필요한 것으로 분석되었다.
후속연구
본 연구에서 제시한 투영파라미터 중 축척계수 0.99924는 산악·농경지·바닷가·도시 등 전국단위에서의 왜곡률을 균질하게 분포시키기 위해 설정한 것으로 섬을 제외한 육지에서의 투영정확도를 확보하기 위해서는 축척계수를 재설정하는 것이 필요하다고 판단된다. 향후 단일원점 평면직각좌표계에 대한 대국민서비스의 질적 향상을 극대화하기 위해서는 투영체계의 표준을 효율적으로 정립하기 위한 연구와 측량 시 단일 원점 평면직각좌표를 직접 활용할 수 있도록 축척계수를 보정하기 위한 측량작업규정 및 건설시방서 등의 개정에 관련한 후속 연구가 필요하다.
99924는 산악·농경지·바닷가·도시 등 전국단위에서의 왜곡률을 균질하게 분포시키기 위해 설정한 것으로 섬을 제외한 육지에서의 투영정확도를 확보하기 위해서는 축척계수를 재설정하는 것이 필요하다고 판단된다. 향후 단일원점 평면직각좌표계에 대한 대국민서비스의 질적 향상을 극대화하기 위해서는 투영체계의 표준을 효율적으로 정립하기 위한 연구와 측량 시 단일 원점 평면직각좌표를 직접 활용할 수 있도록 축척계수를 보정하기 위한 측량작업규정 및 건설시방서 등의 개정에 관련한 후속 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
투영식은 무엇인가?
투영식(projection equation)은 측지기준계 기준면인 타원체상의 구면좌표(Φ,λ)를 평면상의 좌표(x,y)로 변환하기 위한 수학적 절차와 방법이다.
TM(Transversive Mercator) 투영식이라고도 부르는 우리나라 국가기본도 제작에 이용된 투영식은 무엇인가?
우리나라 국가기본도는 Gauss-Krüger 투영식을 이용하여 제작되었으며, 1970년대 이후 실시된 정밀 1, 2차 기준점 측량에서도 Gauss-Krüger 투영식을 채택하여 사용하고 있다. Gauss-Krüger 투영식에 의한 좌표는 투영원점을 포함하는 타원체면에 대하여 직각으로 원통을 씌워, 그 원통에 타원체면을 투영하여 이를 평면으로 전개한 좌표이다. 따라서 이 투영식을 TM(Transversive Mercator) 투영식이라고도 부른다(NGⅡ, 2011).
국가 지점번호제도가 KTM 및 UTM과 같은 기존의 다 투영영역에서의 비건물 지역에 대한 위치표시 방식을 개선할 수 있는 이유는 무엇인가?
행정안전부에서는 국가 기초행정인프라 전환의 일환으로 전국을 단일한 위치기반으로 표현하는 국가 지점번호제도의 도입을 고려하고 있다. 국가 지점번호제도는 산악·농경지·바닷가·도시 등 건물이 없는 지역의 위치를 단일 투영영역 (unique projection region)을 기반으로 표시함으로써 KTM 및 UTM과 같은 기존의 다 투영영역(multi-projection region)에서의 비건물 지역에 대한 위치표시 방식을 개선할 수 있다. 행정안전부는 국가지점번호체계도 상에서의 위치표시를 위해 UTM 또는 수정 TM투영체계를 고려하고 있으며, 수정 TM투영체계의 경우에는 투영원점을 기준으로 남쪽방향으로 700,000m, 서쪽방향으로 500,000m 떨어진 지점을 기준으로 지점번호를 부여할 계획이다(MOPAS, 2011).
참고문헌 (14)
National Geographic Information Institute(NGII) (2001), Development of Coordinate Transformation Tool for Existing Digital Map (I), NGII Publication No. 11-1500148- 000024-14, National Geographic Information Inst., Suwon, pp. 44-57. (in Korean with English abstract)
National Geographic Information Institute(NGII) (2006), A Study on Standard of National Lattice Scheme, NGII Publication No. 11-1500714-000052-01, National Geographic Information Inst., Suwon, pp. 20-27. (in Korean with English abstract)
National Geographic Information Institute(NGII) (2007), A Study on Standardization of 2007 Geographic Information, NGII Publication No. 11-1500714-000068-10, National Geographic Information Inst., Suwon, pp. 77-82. (in Korean with English abstract)
National Geographic Information Institute(NGII) (2011), A Study on Standardization of 2011 Spatial Information, NGII Publication No. 11-1611265-000054-10, National Geographic Information Inst., Suwon, pp. 96-234. (in Korean with English abstract)
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs(MOLTMA) (2009), A Guideline for Establishing Framework Data, Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 4p. (in Korean)
Kim, K., Baek, I. (2011), Utilization of Public Services through Advancement of the Primary Administrative Infra, Surveying and Mapping Magazine, No. 116, pp. 64-69. (in Korean)
Suh, Y. (1999), A Research of the Optimized Map Projection in Korea, Ph.D. dissertation, SungKyunKwan University, Suwon, Korea, pp. 16-25. (in Korean with English abstract)
Ministry of Public Administration and Security(MOPAS) (2011), Road Name Address Act Enforcement Ordinance Revised Bill, Ministry of Public Administration and Security, 4p. (in Korean)
Defense Mapping Agency (1989), DMA Technical Manual 8358.2: The Universal Grids;Universal Transverse Mercator(UTM) and Universal Polar Stereographic(UPS), DMA Publication No. DMATM83582, The Defense Mapping Agency, 18p.
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