[논문]지역별 평균해수면에 의해 결정된 우리나라 해안의 해면경사

김태우; 윤홍식; 김광배

doi:10.11108/kagis.2019.22.1.051

[국내논문] 지역별 평균해수면에 의해 결정된 우리나라 해안의 해면경사
Sea level slope of the Korean Peninsula Coast determined by Local Mean Sea Level 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.22 no.1, 2019년, pp.51 - 61

김태우 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) , 윤홍식 (성균관대학교 건설환경공학부) , 김광배 (성균관대학교 건설환경시스템공학과)

초록
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한반도 주변 연안의 수준기점에서 해면경사를 계산하는 것은 우리나라 측지수준망의 수준기점 표고를 설정하는데 중요하다. 본 연구에서는 국제수로기구 기준(18.6년)으로 장기 조위관측 자료의 평균해수면을 재계산하고, 수준측량으로 수준기점의 표고를 재 분석하였다. 그리고 목포, 부산, 묵호 수준기점에서 수준측량에 의한 해면지형 분석방법으로 인천 수준원점을 기준으로 한 해면경사를 계산하였다. 그간 국내 측지학자와 해양학자들은 남북 위도상의 해면경사 문제에 대하여 서로 상반된 견해를 보였다. 본 연구결과 북위 $37.5^{\circ}$에 위치한 인천(-2.27cm)과 묵호(17.56cm) 간의 동 서 해면경사는 19.83cm으로 분석되었다. 또한 목포의 평균해수면이 인천 보다 1.12cm 높고, 부산의 평균해수면이 묵호 보다 2.18cm 높은 해면경사가 남향 상승하는 것으로 분석되었다. 본 연구결과 서해안과 동해안은 남향 상승하는 해면경사 분석 결과는 우리나라 측지수준망의 재설정과 수준망에서의 표고차 불일치 문제를 해결하는데 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Computing the sea level slope at the BM(Bench Mark) in the coast areas around the Korean Peninsula is important for establishing height of BM of the Korean geodetic leveling network. In this study, MSL(Mean Sea Level) was recalculated with the long-term tide observation data based on the IHO(International Hydrographic Organization) standard(18.6 years), and the BM height was reanalyzed by precision leveling. The sea surface topography was analyzed by leveling at Mokpo(Mokpo Starting Point), Busan (09-00-00) and Mukho(20-26-00) BMs, and the sea level slope was computed based on the Korean vertical origin point. As a result of this study, the sea level slope of the west and east coasts between Incheon(-2.27cm) and Mukho(17.56cm) located at $37.5^{\circ}N$ was analyzed as 19.83cm. Domestic geodesists and oceanologists have confronted each other with regard to the issue of latitudinal changes in long term MSL. In the west coast, the Mokpo is 1.12cm higher than Incheon, and the Busan is 2.18cm higher than Mukho. Therefore, the west and east coasts have been analyzed as sea level slope rising to the south. It can be used to solve the reestablishment of the Korean geodetic leveling network and the problem of the elevation discrepancy in the BM.

주제어

표/그림 (9)

그림 FIGURE 1. Workflow for sea level slope analysis
그림 FIGURE 2. Tidal stations location map with long-term tide observations over 18.6 years
표 TABLE 1. Tidal stations with long-term tide observations over 18.6 years
표 TABLE 2. Comparision of MSL determined in several reference epoch
그림 FIGURE 3. Sea level slope with respect to the Korean vertical origin point(Incheon)
표 TABLE 3. Reexamination of height of the korean vertical origin point (2017 epoch)
표 TABLE 4. Computation of sea surface topography by regional MSL (2017 epoch)
표 TABLE 5. Height difference by direction at the intersection point of the first order leveling network
표 TABLE 6. Comparison of sea level slope computed by direction at the tidal station

AI 본문요약
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문제 정의

(2013)은 수준노선에서 유발된 양(+)과 음(-) 부호 오차는 수준환에서 서로 상쇄되기 때문에 이들 상쇄오차(compensating error)로 인해 환 폐합차가 감소되고 오차를 검출하기 어렵다고 하였다. 따라서 본 연구에서는 1등 수준망에 내재된 수준측량 오차를 분석하고자 인천 수준원점을 기준으로 상대적인 해면지형 차이인 해면경사를 계산하여 현 우리나라 측지수준망에서의 표고 불일치 문제를 검토하고자 하였다.
본 연구에서는 18.6년 장기 조위관측 자료들로 전국 주요 항만의 지역 평균해수면을 2017년 기준시점에서 결정하고, 지역별 수준기점으로 정한 수준점에서 수준측량에 의해 계산된 표고를 바탕으로 우리나라 연안의 해면경사의 방향과 크기를 구하고자 한다.

제안 방법

그리고 인천 수준원점을 기준으로 동·서 및 남·북 방향별 해면경사를 분석하여 우리나라 측지수준망 설정을 재 검토하였다.
기본수준점(TBM)과 지역별 수준기점으로 정한 수준점 사이에 정밀 수준측량을 실시하여 해면지형을 분석하였다.
따라서 본 연구에서는 2017년을 기준시점(epoch)으로 결정하고 동일 기준시점에서 1999년부터 전국 조위관측소의 이력을 분석하였다.
본 연구에서 육상 표고는 1943∼1944년에 결정된 인천만 평균해수면을 기준으로 수준망 조정한 표고를, 지역별 평균해수면 기준 표고는 2017년 기준시점에서 기본수준점(TBM)과 수준기점으로 정한 수준점(BM) 간에 수준측량한 표고를 말한다.
본 연구에서는 18.6년 이상 조위관측 자료를 이용하여 2017년 동일 기준시점에서 인천, 목포, 부산, 묵호 평균해수면을 재계산하고, 기본수준점과의 연결 수준측량으로 전국 주요 항만에 위치한 수준점에서 해면지형을 분석하였다. 그리고 1944년 기준시점의 현 우리나라 측지수준망 설정에 관한 검토 연구를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
본 연구에서는 그림 1과 같이 동일 기준시점에서 장기 조위관측자료를 사용하여 결정한 평균해수면으로 지역간 해수면 변화를 검토하였다. 기본수준점(TBM)과 지역별 수준기점으로 정한 수준점 사이에 정밀 수준측량을 실시하여 해면지형을 분석하였다.
본 연구에서는 지역적인 분포와 인천 조위관측 기간(1999년 1월 1일∼2017년 8월 31일)과의 일관성을 고려하여 목포, 묵호, 부산을 선정하고, 표 2와 같이 TASK-2000 (Tidal Analysis Software Kit)으로 조화분해 분석에 의하여 평균해수면을 계산하였다(NGII, 2018).
전국 1등 수준망으로 연결된 교점(교BM02, 교BM03, 교BM06, 교BM07, 교BM16)과 수준점(04-34-00, 05-10-00, 34-34-00)에서 동·서, 남·북 방향별 표고 차이를 분석하였다.

성능/효과

18.6년 장기 해수면 관측에 의한 측지학적 수준측량의 검토 결과 표 6과 같이 북위 37.5°에 위치한 인천(-2.27㎝)과 묵호(17.56㎝) 간의 차이는 19.83㎝로 서해에서 동해로 갈수록 큰 차이가 발생하는 것으로 분석되었다.
그 결과 인천을 기준(0.0㎝)으로 목포는 -17.0㎝, 부산은 -13.9㎝, 묵호는 2.8㎝로 남·북 방향으로 위도 1°마다 5.5㎝씩 북향 상승하고, 북위 36°에서는 동해안이 서해안 보다 약 5.0㎝ 높다고 분석하였다.
두 번째, 인천 기본수준점의 연결 수준측량으로 수준원점의 표고는 26.6644m으로 현 수준원점 표고 성과와 비교하면 2.27㎝의 차이가 나는 것으로 분석되었다. 2017년 동일 기준시점에서 기본수준점과 수준기점 사이의 연결 수준측량으로 계산한 표고성과를 적용하면, 목포, 부산, 묵호 수준기점에서 각각 -1.
83㎝로 서해에서 동해로 갈수록 큰 차이가 발생하는 것으로 분석되었다. 또한, 목포의 평균해수면은 인천의 평균해수면보다 1.12cm가 높고, 부산의 평균해수면은 묵호의 평균해수면 보다 2.18㎝가 높아 남향으로 상승하는 것으로 분석되었다.
83㎝로 서해에서 동해로 갈수록 큰 차이가 발생하는 것으로 확인되었다. 또한, 목포의 평균해수면은 인천의 평균해수면보다 1.12㎝가, 부산의 평균해수면은 묵호의 평균해수면 보다 2.18㎝가 높기 때문에 남향으로 상승하는 것으로 분석되었다.
본 연구결과 그간 국내 측지학자와 해양학자 간의 서로 상반되는 견해를 보였던 위도상의 변화 문제는 서해와 동해에서 위도가 낮아질수록 해수면은 상승하는 것으로 분석되었다. 따라서 인천(26.
본 연구에서 2017년 기준시점으로 계산한 인천만 평균해수면은 3.5cm 상승함에 따라 인천 조위관측소 부근의 기본수준점(TBM)은 3.5㎝ 하강한 것으로 분석되었다. 표 3에 정리한 바와 같이 인천항 TBM(6.
세 번째, 북위 37.5°에 위치한 인천(-2.27㎝)과 묵호(17.56㎝) 간의 차이는 19.83㎝로 서해에서 동해로 갈수록 큰 차이가 발생하는 것으로 확인되었다.
첫 번째, 인천 조위관측소에서 1999년 1월 1일부터 2017년 8월 31일까지 18.6년 이상 장기 조위관측 자료(1시간 간격)를 조화분해로 결정한 평균해수면은 기본수준면(DL: Datum Level)으로부터 4.670m로 분석되었다. 2017년 동일 기준시점의 전국 주요 항만의 평균해수면과 비교하면, 목포, 부산, 묵호에서 각각 0.

후속연구

현 단일 수준원점 체계에서는 해수면 상승, 지표 변위, 지각 변동 시의 편차(offset)량을 전 국토에 설치된 국가기준점 표고성과에 일괄적으로 적용할 수 없어 국가기준점의 관리에 어려움이 있다. 향후 전국적인 전면 재 측량뿐만 아니라 수준망 내부에서의 표고차 불일치 문제를 효율적으로 해결하기 위한 기술적이고, 표준적인 해법으로 다중 수준기점을 이용한 수준오차 점검, 망 조정 설정에 대한 연구가 필요하다.

참고문헌 (15)

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상세보기
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상세보기
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管？霖, 管？, 瞿國君. 1996. 海面地形高程基准. 北京: 測？出版社. pp.30-31.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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