초록 ▼

기존 지오이드 모델은 산악지역에서 지오이드 모델 정밀도가 낮다는 문제점이 있었다. 국토지리정보원에서는 2011년부터 국가 지오이드 모델 구축을 위하여 새로 획득된 육상 중력자료 및 항공 중력자료를 수집하였으며, 2012년에는 각종 중력자료들을 이용하여 육지부분 지오이드 모델을 구축하였다. 그러나 아직 속리·지리산 일대의 중력자료 부족으로 지오이드 정밀도가 크게 향상되지 못하였다. 본 연구는 국가 지오이드 모델 개발을 위한 2차년도 연구로 2013년에 획득된 신규 산간지역 중력자료를 반영하여 1차년도에 구축된 육지부분 지오이드 모델

기존 지오이드 모델은 산악지역에서 지오이드 모델 정밀도가 낮다는 문제점이 있었다. 국토지리정보원에서는 2011년부터 국가 지오이드 모델 구축을 위하여 새로 획득된 육상 중력자료 및 항공 중력자료를 수집하였으며, 2012년에는 각종 중력자료들을 이용하여 육지부분 지오이드 모델을 구축하였다. 그러나 아직 속리·지리산 일대의 중력자료 부족으로 지오이드 정밀도가 크게 향상되지 못하였다. 본 연구는 국가 지오이드 모델 개발을 위한 2차년도 연구로 2013년에 획득된 신규 산간지역 중력자료를 반영하여 1차년도에 구축된 육지부분 지오이드 모델의 정밀도를 개선하고 중력자료 최적 융합을 위한 알고리즘을 도출하였으며, 지오이드 계산 및 검증 프로그램과 지오이드 서비스를 제공하기 위한 웹 페이지를 제작하였다.

□ 육지부분 지오이드 모델 개선
2013년에는 속리·지리산 일대의 총 520점의 삼각점 중력자료를 획득하였으며 신뢰도 분석 결과 모두 신뢰할 수 있는 것으로 확인되었다. 그러나 지오이드 모델 계산을 위하여 삼각점 중력자료를 반영하는 과정에서 기존에 사용된 육상 중력자료의 오류를 발견하였다. 이를 제거한 결과 지오이드 모델 계산 시 사용된 육상중력자료는 총 8,866점이다. 이로부터 육상 중력자료를 제외한 1차년도와 동일한 기반자료와 계산 방법을 적용하여 지오이드를 계산하였다. 계산된 지오이드 모델을 1차년도의 지오이드 모델과 비교하면 신규 삼각점 중력자료가 포함된 지역과 이상점을 제거한 지역에서 대부분 정밀도가 향상된다. 향후 지오이드 모델의 정밀도를 향상시키기 위해서는 육상 중력자료를 추가적으로 획득하여 중력자료의 공간 해상도를 높이거나 지오이드 구축 및 검증 시 사용되는 GPS/Leveling 자료를 추가적으로 획득하여야 한다.

□ ‘12년까지 구축된 중력자료의 최적 융합 실시
2012년에 국립해양조사원에서 재처리를 수행한 남해의 선상중력자료를 검증한 결과 2003년 사업 지역 중 일부와 2004년, 2005년 사업 지역의 지역적인 편이가 발생하였다. 그 원인으로는 해당 지역의 지질구조, 육상 기준점 성과의 오류, 선상 중력자료의 기준면으로 사용한 위성고도계 자료의 오류 등이 추정되었으나 기준면의 오류는 아닌 것으로 판명되었다. 발생하는 편이의 크기가 육상 기준점 성과의 차이와 유사함에 따라 육상 기준점 성과의 오류가 편이의 원인이라 판단하였으나, 중력계와 선박이 교체되면서 캘리브레이션을 거치지 않은 등 그에 따른 오류일 가능성도 배제 할 수 없다.
1차년도 연구에서는 하향연속 방법으로 LSC 방법을 이용하였으며 각 자료를 융합하는 과정에서 각 자료의 정밀도를 가중치로 고려하여 융합하였다. 본 연구에서는 지형효과는 프리에어이상값, 장파장 효과 등과 달리 Taylor 전개식을 이용하여 하향연속하는 것이 가장 정밀함을 보였다. 이에 따라 지형효과를 제거하여 계산되는 부게이상값과 잔여중력이상값은 직접 하향연속한 결과에 비하여 지형효과를 분리하여 하향연속된 값으로부터 구하는 것이 더 정밀한 것으로 나타났다.

□ 지오이드 모델 서비스 방안 연구
지오이드 모델 서비스의 사용자는 기관사용자, 전문가/연구원, 측량업종사자와 일반사용자의 네 그룹으로 구분할 수 있다. 또한 각 사용자에 따라 제공할 자료를 중력지오이드 및 합성지오이드로, 제공 방법을 웹 페이지 내 계산 서비스, 모델 다운로드 및 계산 프로그램 등으로 다양화할 수 있다. 제공될 지오이드 모델의 해상는 약 1‘로 모든 사용자에게 동일하다. 실험 결과 해상도 3‘까지는 1’인 경우와 유사한 정밀도를 보이지만 1’로 제공하는 것이 보안상 문제가 되지 않으므로 기존 해상도 그대로 제공한다. 또한 내삽 방법인 Bilinear 방법과 Spline 방법을 각각 적용하여 분석한 결과 두 방법이 비슷한 수준의 정밀도를 보였으나 계산이 편리한 Bilinear 방법을 사용하여 지오이드고를 계산하도록 한다. 이를 반영하여 지오이드 웹 서비스를 구축하고 이에 대한 시범서비스를 실시한다. 시범 서비스 후 설문조사 결과 중 수정이 필요한 사항은 웹 페이지 개설 전에 반영할 수 있도록 한다.

□ 지오이드 모델 계산, 검증 프로그램 및 웹페이지 제작
기존 지오이드 모델 계산 시에는 GRAVSOFT를 사용하였으나 GRAVSOFT는 도스 실행파일로, 명령어를 모두 입력하여 사용하는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하여 지오이드 모델 계산 및 검증 프로그램으로 개발하여 사용자의 편의를 증대하고자 한다.
또한 기존 높이 변환 서비스를 고도화한 지오이드 서비스 웹페이지인 〈 국가 수직기준 연계 서비스 〉를 구축하였다. 국가 수직기준 연계 서비스에서는 중력, 지오이드, 육·해상 높이 변환과 관련된 사업 소개 및 교육 컨텐츠를 제공한다. 또한 입력 방식을 다양화한 지오이드고 계산 및 육·해상 높이 변환 서비스를 제공하여 사용자의 편의를 도모하였다. 또한 웹페이지 유지 관리 방안에 대해서도 제시하였다.

(출처 : 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 참 여 진 ... 3
• 요 약 ... 4
• 목차 ... 6
• 그림목차 ... 8
• 표목차 ... 10
• 제1장 연구개요 ... 12
• 1. 연구의 배경 및 목적 ... 13
• 2. 연구 내용 ... 15
• 제2장 육지부분 지오이드 모델 개선 ... 17
• 1. 신규 구축되는 산간지역 중력자료(속리·지리산 일대)를 이용한 지오이드 모델 계산 ... 18
• 1.1. 신규 산간지역 중력자료 ... 18
• 1.2. 지오이드 모델 계산 결과 ... 22
• 2. 지오이드 모델 개선 전·후의 정확도 평가 ... 39
• 3. 신·구 지오이드 모델 비교 결과를 바탕으로 지오이드 모델 정확도 향상방안 도출 ... 42
• 3.1. 육상 중력자료 확보 ... 42
• 3.2. GPS/Leveling 자료 추가 ... 46
• 제3장 '12년까지 구축된 중력자료의 최적 융합 실시 ... 48
• 1. 해양조사원 선상중력('12년도 처리분) 자료 확보 및 정확도 검증 ... 49
• 1.1. 국립해양조사원 선상 중력자료 ... 49
• 1.2. 선상 중력자료 정밀도 검증 ... 53
• 1.3. 지역적 편이 발생 원인 ... 55
• 2. 1차년도 연구에서 도출된 융합 알고리즘 개선 ... 58
• 2.1. 1차년도 연구에서 도출된 융합 알고리즘 ... 58
• 2.2. 융합 알고리즘 개선 방안 ... 59
• 3. 해외 동향 및 최적 기법을 감안하여 중력자료 융합 실시 ... 59
• 3.1. 해외 동향 ... 59
• 3.2. 중력자료 융합 최적기법 도출 ... 61
• 제4장 지오이드 모델 서비스 방안 연구 ... 83
• 1. 측량 사용자의 그룹별(전문가, 일반, 기관) GNSS 좌표를 표고로 변환하기 위한 지오이드 모델 제공 방법 마련 ... 84
• 2. 데이터 제공 포맷, 해상도 결정 및 시범서비스 실시 ... 85
• 2.1. 데이터 제공 포맷 ... 85
• 2.2. 해상도와 내삽방법의 결정 ... 86
• 2.3. 시범서비스 ... 88
• 제5장 지오이드 모델 계산, 검증 프로그램 및 웹페이지 제작 ... 89
• 1. 중력성과, GPS/Leveling 성과 등 기반자료를 이용한 지오이드 모델 계산 및 검증 프로그램 개발 ... 90
• 2. 지오이드 모델을 적용한 높이(타원체고, 표고, 지오이드고) 변환 서비스 고도화 ... 91
• 2.1. 기존 높이 변환 서비스 소개 ... 91
• 2.2. 높이 변환 서비스 고도화 ... 93
• 3. 교육·홍보 컨텐츠 구현을 위한 지오이드 모델 웹페이지 구축 ... 98
• 4. 지오이드 홈페이지의 지속적인 유지관리 방안 제시 ... 102
• 제6장 결론 ... 103
• 참고문헌 ... 107
• 부록 ... 109
• 부록 1 Downward Continuation of Airborne Gravimetry ... 109
• 부록 2 On the Combination of Airborne and Terrestrial Gravity Anomalies for Geoid Determination ... 129
• 부록 3 국가 수직기준 연계 사용자 매뉴얼 ... 152
• 부록 4 국가 수직기준 연계 운영자 매뉴얼 ... 188
• 부록 5 국가 수직기준 연계 개발자 매뉴얼 ... 198
• 부록 6 국가 수직기준 변환 서비스 사용자 매뉴얼 ... 216
• 부록 7 지오이드 계산 및 검증 프로그램 사용자 매뉴얼 ... 231
• 끝페이지 ... 252