수치지도 좌표계 전환수치지도 좌표계 전환- 21 세기를 위한 Korean Map Grid

2002. 1. 30

국립지리원 국립지리원 지리정보과 조흥묵

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 2

차 례

1. 배경 및 필요성

2. 국가기준좌표계

3. 지도좌표계

4. 도엽체계 검토

5. 향후 추진 과제

6. 참고자료

1. 1. 배경 및 필요성배경 및 필요성

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 4

1.1 1.1 국가기준좌표계의 역할국가기준좌표계의 역할

- 지구상 위치의 결정 , 표시

- 우리나라 위치정보의 기준

- 중복측량 배제를 위한 유일한 체계

- 국가기본도 , 공공측량 , 지적측량 , 수로측량 ,

국방 및 학술연구 등의 기준

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 5

1.2 1.2 우리나라 좌표계의 특징우리나라 좌표계의 특징

• 동경원점계에 의한 지역좌표계 (1910 년대 좌표계 )

• 수평위치와 높이위치가 이원화

• 기준점의 유지관리가 곤란하여 사용자의 편의성에 미흡

• GIS/LIS 및 GPS 활용에 한계가 있음

• 3 개의 투영좌표계 ( 서부 , 중부 , 동부 ) 와 제주도 , 울릉도의 다원점계로구성

• 지적에서는 특별소삼각원점 및 구소삼각원점계가 공존

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1.3 1.3 좌표계의 재정립 필요성좌표계의 재정립 필요성• 세계화에 대응 , 과학적 · 합리적인 세계측지계의 설정

• 국제기구에서 세계측지계의 채용을 권고 - 유엔 아시아 태평양지역 지도제작회의 • - 아시아 태평양지역 • GIS 인프라스트럭쳐 상임위원회 등

• 항공 · 선박 · 국방분야에서의 채용 , 이의 지원 필요 - ‘97.7. 국방부 , ‘98.1 국제민간항공기구 , 국제해사기구

• GIS 및 GPS 이용의 활발 - 성과변환필요 , 고정도 위치정보의 요구 증대

2. 2. 국가 기준 좌표계국가 기준 좌표계Coordinate Reference FrameCoordinate Reference Frame

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 8

2.1 2.1 새로운 국가기준좌표계새로운 국가기준좌표계• 측량법개정 ( 법률제 6532 호 , 2001.12.19)

- 제 5 조 ( 측량의 기준 ) 1. 위치표시 - 평면 : 지리학적 경위도 , - 높이 : 평균해면 - 지도제작 등 필요한 경우 : 직각좌표 , 극좌표 , 지구중심직각좌표 2. 지리학적 경위도 : 세계측지계 3. 거리 및 면적 : 회전타원체면상의 값 4. 측량의 원점 : 대한민국경위도원점 , 수준원점

- 세계측지계 , 회전타원체 및 측량의 원점 값의 결정 등은 대통령령으로 정하며 , 현재 측량법시행령 개정안 준비중임

- 개정측량법 발효 : 2002 년 7 월 1 일 다만 , 법제 5 조 ( 측량의 기준 ): 2003 년 1 월 1 일부터 시행 , 지도 , 측량용

사진 등 불가피한 경우 2006 년 12 월 26 일까지 구체계 병행사용가능 ( 건설교통부장관 고시 필요 )

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 9

2.2 2.2 새로운 국가기준좌표계새로운 국가기준좌표계• 측량법시행령 반영사항 - 세계측지계의 기준 : 지리학적 경위도 측정에 관한 측량의 기준 1. 회전타원체의 장반경 및 편평율 : 지리학적 경위도 측정에 관한 국제 결정에 기초하여 정한 세계 표준의 값 2. 회전타원체의 중심이 지구의 ( 질량 ) 중심과 일치 3. 회전타원체의 단축이 지구의 자전축과 일치 4. 대한민국 경위도원점 및 수준원점 수치 5. 직각평면의 원점 및 수치와 투영법 등은 건설교통부령으로 정함

- 회전타원체 : Geodetic Reference System1980(GRS80) 장반경 : 6,378,137m 편평율 : 1/298.257222101

- 좌표계 : ITRF97(International Terrestrial Reference Frame)

* 참조 : GPS 상시관측소 좌표값 ( 국립지리원고시 제 2001-153 호 , 2001.6.4)

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2.3 2.3 새로운 좌표계의 효과새로운 좌표계의 효과

• 국제표준에 기준한 높은 정확도의 성과

• 국가적으로 필요한 국토공간정보기반의 구축에 기초

• 국토공간정보를 하나의 체계로 통일

• 필요한 국토공간정보를 신속하게 획득

• GPS 항법과 측량정보산업 분야의 활동이 극대화

• 안전성의 향상과 사회적 비용절감의 효과

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2.4 2.4 좌표계 전환에 따른 영향좌표계 전환에 따른 영향

• 기존의 기준점 및 기본도 성과는 지구중심좌표계에 맞추어 성과의 변환 필요• 신규로 수치지도를 구축할 경우에는 새로운 좌표계 사용• 신규지도를 기존지도와 접합할 경우에는 좌표변환이 필요• 지도의 내용은 변경할 필요가 없음• 토지대장과 등기부에 등재된 면적은 오차 범위내 이므로

바꿀필요 없음• 법령 또는 고시된 위치 ( 위 . 경도 ) 는 지구중심좌표로의

변경필요

3. 3. 지도좌표계지도좌표계 (Map Grid)(Map Grid)

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 13

3.1 3.1 현 지도좌표계의 특징 및 현 지도좌표계의 특징 및 문제점문제점

• 동경원점계 , Bessel 타원체 기준으로 등각투영법 [ Gauss-Kreuger 투영법 ⇒ 횡메르카토르 (TM) 투영법 ]• 3 개의 존으로 평면 직각 좌표계 구성 , GIS 활용 및 관리면에서 불편• 기준점측량의 평면좌표와 지도좌표의 수치 상이 [ 원점 x, y 좌표 : 0m,0m ⇔ 500,000m, 200,000m ]• 지적측량에서는 구소삼각원점계 (11 개 ) 등이 공존• 1910 년대 평면좌표가 경위도좌표와 독립적으로 계산 , 좌표변환에 다소 불명확한 점 내재

• 경도에 10.405 초 처리문제로 좌표 계산과 도엽 구분에 불편• 좌표계의 범위가 경도 2 도 , 축척계수 1.000 이므로 기준점측량 외에는 투영보정 ( 거리보정 , 방향보정 ) 을 실시하지 않음• 도단위 지방자치단체 대부분 2 개이상의 투영존에 포함• 국방 및 해양분야 다른 좌표계 사용• GPS 등 최신 위치측정 기술 이용에 불편

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3.2 3.2 지도제작ㆍ지도제작ㆍ GIS GIS 사용상 문제점사용상 문제점

• 동일한 측지기준계 / 투영방법을 갖지 않는 데이터 셋을 중첩 , 통합할 때

• 기본도 ( 종이지도 및 수치지도 ) 와 다른 측지기준계를 사용 하는 GPS 측량기로 현장 데이터를 수집할 때

• 부정확하거나 불명확한 좌표계에 새로운 데이터를 입력할 때

• 프로젝트의 목적에 따라 투영방법을 변경하여야 할 때• 부정확한 알고리즘을 갖는 GPS 측량기로 측지기준계를 변경 할 때

• 넓은 지역의 공간분석을 위하여 데이터를 통합할 때

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3.3 3.3 새로운 지도좌표계 구축새로운 지도좌표계 구축• 측량법의 개정 : 2003 년 1 월 1 일부터 적용• 새로운 측지기준좌표계와의 연속성을 유지• 수치지도의 데이터베이스 관리에 적합• GPS 와 GIS 기술의 활용에 효율적• 남북통일에 대비할 수 있도록 한반도를 포괄하는 좌표계• 현재 지도내용의 변환에 적합한 등각투영법 (TM 계열 ) 이어야 함• 새로운 평면좌표계 구축 :

- 타원체의 선택 : GRS80 타원체 - 투영법의 선택 : 원점축척계수 0.9996 인 TM 투영법

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3.4 3.4 새로운 지도좌표계새로운 지도좌표계 (( 안안 ))

• 명칭명칭 : : 한국 국가그리드 체계 한국 국가그리드 체계 Korean National Grid System(KNGS)Korean National Grid System(KNGS) 또는 또는 Korean Map Grid System(KMGS) Korean Map Grid System(KMGS)

• 특징특징 : : 한반도를 포괄하는 단일좌표체계이나 한반도를 포괄하는 단일좌표체계이나

표준 표준 UTMUTM코드체계 방식이 아닌 영국과 같이 코드체계 방식이 아닌 영국과 같이 100km 100km 사각형을 구성하는 국가 그리드사각형을 구성하는 국가 그리드 (National Grid)(National Grid) 를 를 형성 코드번호체계를 부여하였고형성 코드번호체계를 부여하였고 , ,

그 안에서의 좌표부여 방식은 미국의 그 안에서의 좌표부여 방식은 미국의 USNGUSNG 방식을 방식을 조합하는 방식을 제시하였음조합하는 방식을 제시하였음 ..

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 17

구분 현 지도좌표계 한국 국가 그리드 (안)

기준계 Tokyo Datum(한국경위도원점)

한국경위도원점(KTRF97)

타원체 베셀타원체(Bessel 1841)

GRS80

투영원점

서부(38°, 125°)중부(38°, 127°)동부(38°, 129°)울릉(38°, 131°)제주(38°, 127°)

(0°, 127°30′ )UTM 51.75 존

좌표체계

이원화삼각점( 0m, 0m)지도(500,000m,200,000m)단, 제주도는 550,000m

UTM 투영에 의한Korean Grid 적용

(좌표 부여방식은 미국 USNG와 동일한 방법)

중앙자오선의 축척계수 1.0000

⇒

0.9996

3.5 3.5 신 구 지도좌표계의 비교•신 구 지도좌표계의 비교•

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4. 도엽체계 검토- Tile base

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4.1 4.1 현행 지도의 도엽코드체계현행 지도의 도엽코드체계 4.1 4.1 현행 지도의 도엽코드체계현행 지도의 도엽코드체계

우리나라 지형도 도엽체계우리나라 지형도 도엽체계

1:10,00025 등분10 자리

1:1,000,0004 자리

1:25,0004 등분9 자리

1:50,00028 등분8 자리

1:250,00016 등분6 자리

1:5,000100 등분11 자리

1:10,00025 등분10 자리

1:1,000,0004 자리

1:25,0004 등분9 자리

1:50,00028 등분8 자리

1:250,00016 등분6 자리

1:5,000100 등분11 자리

예 ) NJ52-13-17-(001)

우리나라 수치지도 도엽체계우리나라 수치지도 도엽체계우리나라 수치지도 도엽체계우리나라 수치지도 도엽체계

1:50,0005 자리

1:5,000100 등분

8 자리

1:2,500100 등분

8 자리 (영문 )

1:5004 등분

10 자리

1:25,0004 등분6 자리

1:10,00025 등분7 자리

1:1,000100 등분

9 자리

1:50,0005 자리

1:5,000100 등분

8 자리

1:2,500100 등분

8 자리 (영문 )

1:5004 등분

10 자리

1:25,0004 등분6 자리

1:10,00025 등분7 자리

1:1,000100 등분

9 자리

예 ) 367152395

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 20

• 일관성 결여되어 있다 . 1/5,000 과 1/1,000 의 경우 똑같은 100등분이 지만 100번째의 표기에서 1/5,000 은 100(3 자리수로 표현 ), 1/1,000 은 00(2 자리수로 표현 ) 으로 표현되고 있다 .

• 1/5,000 이 기본도로서 도엽체계에서의 기준이 되고 있지 못한다 . 예를 들어 1/2,500 은 1/5,000 의 4 등분 , 1/1,000 은 1/5,000 의 25 등분 으로 되어야 한다 .

• 1/5,000 은 기본도로 많이 활용되므로 8자리보다 줄일 수 있으면 줄이 는 것이 바람직하다 . 예를 들어 1/1,000 처럼 00 에서 99 까지로 100 등분하면 , 자릿수를 7자 리로 줄일 수 있다 .

4.2 4.2 현 도엽코드 체계의 문제점현 도엽코드 체계의 문제점

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 21

4.3 4.3 외국의 도엽코드체계 분석외국의 도엽코드체계 분석

1:1,00025 등분

8 자리 (영문 )

1:10,00025 등분9 자리

1:1,000,0004 자리

1:25,0004 등분8 자리

1:50,00016 등분7 자리

1:200,00036 등분6 자리

UTM 체계

MTM 체계30 kmX40Km

4 자리

1:2,0004 등분7 자리

1:500100 등분

8 자리

1:5,000100 등분

6 자리

LambertConic 도법

일본일본 영국영국

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 22

4.4 4.4 수치지도의 도엽코드체계수치지도의 도엽코드체계 (( 단기적 방안단기적 방안 ))

1:50,0005 자리

1:2,5004 등분8 자리

1:25,0004 등분6 자리

1:10,00025 등분

7 자리 (영문 )

1:500100 등분

9 자리

1:1,00025 등분

9 자리 (영문 )

1:5,000100 등분

7 자리

분할방법 변화에 의한 도엽체계 변경분할방법 변화에 의한 도엽체계 변경 (( 안안 )) 현재 우리나라 수치지도 도엽체계현재 우리나라 수치지도 도엽체계

예 ) 367152395

1:50,0005 자리

1:5,000100 등분

8 자리

1:2,500100 등분

8 자리 (영문 )

1:5004 등분

10 자리

1:25,0004 등분6 자리

1:10,00025 등분7 자리

1:1,000100 등분

9 자리

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4.5 4.5 수치지도의 도엽코드체계수치지도의 도엽코드체계 (( 장기적 방안장기적 방안 ))

LM LN

ML MM MN

NL NM NN NO NP

OM ON OO OP

PM PN PO PP

QL QM QN QO QP QQ QR

RL RM RN RO RP

SL SM SN SO

UM UN UO UP

TL TM TN TO TP

VN VO VP VQ

WP WQ

LL

2 안

AB AC

BA BB BC

CA CB CC CD CE

DB DC DD DE

EB EC ED EE

FA FB FC FD FE FF FG

GA GB GC GD GE

HA HB HC HD

JB JC JD JE

IA IB IC ID IE

KC KD KE KF

LE LF

AA

3 안

LY LZ

LV LW LX

LQ LR LS LT LU

LM LN LO LP

LG LH LJ LK

LA LB LC LD LE

UV UW UX UY UZ

UQ UR US UT

UG UH UJ UK

UL UM UN UO UP

UC UD UE VA

UA UB

MA MB

1 안

UL

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 24

1:50,0005 자리

1:5,000100 등분

8 자리

1:2,500100 등분

8 자리 (영문 )

1:5004 등분

10 자리

1:25,0004 등분6 자리

1:10,00025 등분7 자리

1:1,000100 등분

9 자리

현재 우리나라 수치지도 도엽체계

예 ) 367152395

단일좌표계를 적용한 도엽코드체계 ( 안 )

1:250,000

2자리

1:50,00025등분4자리

1:100,0004등분3자리

100KmX100Km 격자기준

Korean Grid 적용

1 2

4 3

1/100,0001/25,0001/2,500

번호체계

4A

3A

2A

1A

0A

4B

3B

2B

1B

0B

4C

3C

2C

1C

0C

4D

3D

2D

1D

0D

4E

3E

2E

1E

0E

1/50,0001/10,0001/1,000

번호체계

1:50,0004자리

1:2,5004등분7자리

1:25,000

4등분5자리

1:10,00025등분

6자리 ( 영문 )

1:500

100등분8자리

1:1,00025등분

8자리 ( 영문 )

1:5,000

100등분6자리

1/5,000, 1/5,00번호체계

00 01 02 09

10 11 12 19

90 91 92 99

4.6 4.6 수치지도의 도엽코드체계수치지도의 도엽코드체계(( 장기적 방안장기적 방안 ))

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4.7 4.7 수치지도의 도엽코드체계수치지도의 도엽코드체계 (( 안안 ))4.7 4.7 수치지도의 도엽코드체계수치지도의 도엽코드체계 (( 안안 ))

우리나라 종이지도 축척별 도곽크기우리나라 종이지도 축척별 도곽크기우리나라 종이지도 축척별 도곽크기우리나라 종이지도 축척별 도곽크기

18 18 1/1,000

55cm 44cm1 30 1 30 1/5,000

55cm 44cm3 3 1/10,000

55cm 44cm7 30 7 30 1/25,000

55cm 44cm15 15 1/50,000

62cm 44cm1 45 1 1/250,000

도곽크기경위도 간격축 척

영국 종이지도 축척별 도곽크기영국 종이지도 축척별 도곽크기영국 종이지도 축척별 도곽크기영국 종이지도 축척별 도곽크기

종이 지도와 이미지 지도1:50,000 scale colour raster : 20km x 20km1:50,000 Landranger : 40 km x 40 km 1:25,000 지도 1:10,000 raster : 5km x 5km

수치지도1:250,000 Strategi ; 100km x 100km Land-Line Data1:1250 scale in urban areas; 500 m x 500 m1:2500 scale in rural areas; 1 km x 1 km 1:10,000 scale for remote areas such as mountains and moorland ; 5 km x 5 km

종이 지도와 이미지 지도1:50,000 scale colour raster : 20km x 20km1:50,000 Landranger : 40 km x 40 km 1:25,000 지도 1:10,000 raster : 5km x 5km

수치지도1:250,000 Strategi ; 100km x 100km Land-Line Data1:1250 scale in urban areas; 500 m x 500 m1:2500 scale in rural areas; 1 km x 1 km 1:10,000 scale for remote areas such as mountains and moorland ; 5 km x 5 km

(1/1,000, 1/5,000, 1/25,000 (1/1,000, 1/5,000, 1/25,000 및 및 1/250,000)1/250,000)

2002-01-30 기본지리정보 워크샵 26

4.8 4.8 도엽크기도엽크기 (( 안안 ))4.8 4.8 도엽크기도엽크기 (( 안안 ))

수치지도 도곽크기수치지도 도곽크기 (( 안안 ))수치지도 도곽크기수치지도 도곽크기 (( 안안 ))

20mm or 100mm

100m

40mm

20mm or 100mm

100mm

40mm

20mm or 100mm

100mm

40mm

격자간격 ( 지도 )

10m or 50m200m 200m1/500

100m400m 400m1/1,000

100m1km 1km1/2,500

100m or 500m2km 2km1/5,000

1km4km 4km1/10,000

1km10km 10km1/25,000

1km or 5km20km 20km1/50,000

10km50km 50km1/100,000

10km100km 100km1/250,000

격자간격 ( 지상 )지상거리축 척

수치지도의 규격을 정사각형으로 한 것은 도면편집을 위한 소프트웨어나 GIS 소프트웨어를 사용할 때 모니터 상에 나타나는 메뉴의 배치를 고려

종이지도 제작을 위한 종이규격은 직사각형으로 하는 것이 바람직하며 , 외국의 지도처럼 왼쪽 편에 범례가 있고 접을 수 있어야 할 것 .예 ) 호주 AUSLIG 의 NTMS Technical Specifications Version 3.5 - Appendix H - Tile And Map Boundaries Guide

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5. 5. 향후 추진 과제향후 추진 과제

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5.1 5.1 향후 추진 과제향후 추진 과제• 측량법령의 개정 등 관련 제도의 조속한 정비

- 세계측지계의 채용에 따른 관련법령의 정비 : 측량법의 시행 (2003.1.1) 에 따른 시행령 및 하위규칙 정비 - 새로운 제도에 대한 의견 수렴 및 보완

• 좌표계 전환에 대한 적극적인 교육 , 홍보 실시 - 관련 기관 , 사용자들에 대한 홍보 , 지도 및 교육 등 사전 준비

• 새로운 기준점 성과의 조속한 공개 및 변환 계수 제공 - 신속한 기준점 정비 - 신속 , 정확한 기존 성과의 변환 , 제공 : 기준점 , 수치지도 , 종이지도 등 - 표준 변환 프로그램 , 변환계수 제공 : 정확도별 , 성과별 - 기술지침서 제공• 지도좌표 변환 : 종이지도 , 수치지도 , 기본지리정보에 따른 지침 마련 - Database 인 경우 , 활용에서의 제약조건 해소 : 투영법 , 정확도 , 축척 등 - 위치정확도 향상을 위한 전면적인 신규 제작 검토 : 비용 효과 분석후 결정

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5.2 5.2 홍보 방안홍보 방안• 의견수렴 - 수치지도 좌표계 전환 ( 안 ) 공개 및 의견 수렴 ㆍ단일 좌표계 채택의 원칙하에 도엽코드 부여 방법 , 규격 등 - 워크샵 및 세미나 , 설문조사 등

• 홍보 방안 - 정확도 측면의 홍보 : 좌표변환 과정에서는 정확도가 낮아질 수 있음

- 정비단계에 따른 시기별 홍보방안 ㆍ 1 단계 : 좌표계 , 좌표변환과정 , 변환프로그램의 소개 ㆍ 2 단계 : 서로 다른 좌표성과의 중첩활용 방안 및 샘플자료 제시 ㆍ 3 단계 : 국가변환계수의 적용범위 및 샘플자료 제시 ㆍ 4 단계 : 모든 공간정보의 지구중심좌표계로의 변환 - 방법 : 안내 책자 및 기술 매뉴얼 제작 및 배포 , 팜플렛 배포 , CD-ROM 및 비디오 등 홍보 매체 제작 , 홈페이지를 통한 구축 전략 및 일정계획 소개와 변환 그리드 파일 및 소프트웨어 배포 등

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6. 6. 참고 자료참고 자료

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6.1 6.1 참고자료참고자료1. 1996 년 한국측지좌표계와 지구중심좌표계의 재정립에 관한 연구 (I)

2. 1997 년 한국측지좌표계와 지구중심좌표계의 재정립에 관한 연구 (II)

3. 1997 년 수치지도좌표계 사용에 관한 연구4. 1998 년 GPS/Levelling 을 이용한 지오이드 평가에 관한 연구5. 1999 년 수치지도좌표계변환에 관한 연구6. 2000 년 한국지구중심좌표계 성과산출을 위한 연구7. 2001 년 수치지도좌표계전환연구 (I)

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