좌표계

좌표계는 공간에서 객체의 물리적 위치를 나타내는 방법을 정의하는 참조 프레임워크입니다. GIS(지리 정보 시스템)에서 지구 표면의 지형지물을 찾는 보편적인 방법을 제공하는 데 사용됩니다.

좌표계 종류

좌표계는 크게 지리좌표계(경도와 위도)와 투영좌표계(미터)로 나누어집니다.

지리좌표계

지리좌표계란, 지구상에 위치를 좌표로 표현하기 위해 3차원의 구면을 이용하는 좌표계를 의미합니다. 한 지점은 경도(Longitude)와 위도(Latitude)로 표현되며 이 단위는 도(degree)로 표시됩니다.

사실 지구는 원이 아니라 타원체인데, 3차원의 지구를 좌표로 표현하기 위해서 지오이드(geoid)라는 방법론도 제안되었으나, 복잡성을 배제하기 위해 결과적으로는 평평한 타원체로 정의가 되있고 이를 지구 타원체(Earth Ellpsoid)라고 합니다. 이 타원체의 중심점(datumn)을 기반으로 측량을 하고 좌표를 통해 표현하게 되는데, 세계적으로 통일성을 유지하기 위해 국제 표준 타원체인 GRS80과 WGS84가 제시되었습니다.

위 좌표계가 바로 우리가 흔히 알고 있는 기본 위경도 좌표로, 경도(x)와 위도(y)를 갖고 있는 데이터라면 WGS84좌표라고 생각하면 됩니다.

WGS84 좌표계

지구의 중심을 원점으로 XYZ축을 각각 정의하고 점의 위치를 표현하는 XYZ 좌표계의 일종입니다.

각국의 지오이드에 가장 잘 맞는 개별적인 타원체와 달리 지구를 총괄하는 통일된 타원체를 사용합니다.

그래서 GPS 위성에서 사용하는 좌표계이기도 합니다.

구글맵에서도 이 좌표계를 사용하기 때문에 우리나라에서 많이 사용하는 좌표계와의 변환이 필요합니다.

투영좌표계

투영좌표계란, 위 3차원 위경도 좌표를 2차원 평면상으로 나타내기 위해 투영(Projection)이라는 과정을 거치게 되는데 이 투영된 좌표를 투영좌표계라고 합니다.

이 투영방법에 따라서도 여러가지 체계로 분류가 되는데, 크게 2가지로 분류됩니다.

•TM(Transverse meractor) : 횡단원통등각투영법

•UTM(Universal Transcerse Mercator)

두 투영방법은 같은 계산법을 거치지만 상수가 다를 뿐입니다. 우리나라의 경우 TM 좌표계를 기반으로 국가 기본도를 제작하고 있으며, UTM은 군사지도나 단일원점을 사용하는 일부 부처에서 부분적으로 사용됩니다.

투영기법

보통 다음과 같은 3가지의 투영 기법을 사용하게 됩니다.

1. 원통투영

메르카토 도법은 UTM(Universal Transverse Mercator)도법의 기본이 되는 기법입니다.

남북방향으로는 투영오차가 적고 동서방향으로 오차가 크기 떄문에 우리나라와 영국, 칠레와 같이 남북방향으로 긴 경우 사용한다고 합니다

2. 원뿔투영

중간 크기의 나라나 극지방과 같은 원형 모양을 띤 나라에 적합하다고 합니다.

3. 평면투영

스위스와 같이 원형이 좁은 나라에 적합하다고 합니다.

TM 좌표계

우리나라와 같이 남북으로 긴 나라에서 사용하는 좌표계입니다.

앞에 말한 원통투영을 기반으로 하고 있으며 측량 범위가 넓지 않은 곳에서 일반측량을 위해 주로 사용하는 평면 직각좌표계에 해당합니다.

다음 그림과 같이 서부, 중부, 동부의 투영 원점을 기반으로 구성되어 있다고 합니다.

UTM 좌표계

각국이 다른 좌표계를 사용하는데 따른 불편을 해소하고자 만든 통일된 직교좌표계입니다.

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