GIS 4일차 좌표계

좌표계란

흔히 사용되는 GPS는 위도와 경도를 통해 현재 위치를 측정하고,
종이지도는 미터 값을 기준으로 현재 위치를 측정한다.
GIS 데이터는 다양한 방식으로 위치를 표기하는 기준을 갖고 있는데,
이러한 기준을 좌표계라고 한다.
좌표계의 종류로는 지리좌표계와 투영좌표계가 있다.

지리좌표계(경위도좌표계)

지리좌표계는 GPS를 생각하면 이해하기 쉽다.
위도와 경도를 사용해 현재 위치를 측정하는 방법이다.
위도와 경도에서 '도'는 각도를 뜻한다.
지리좌표계는 '지구는 둥글다'를 이용한 3차원의 구면을 이용한 좌표계이다.
위도의 기준은 적도(자전축과 수직), 경도의 기준은 영국 왕립 천문대(런던 그리니치 구)를 기준으로 하며 우리나라는 북위 33°~43°, 동경 124°~132°에 위치한다.

투영좌표계

투영좌표계는 위의 지리좌표를 평면으로 투영한 좌표계이다.
투영좌표계를 직각 형태의 격자좌표계를 그리면 평면직각좌표계라고 한다.
투영좌표계는 크게 지구가 원통형 위에 그려져 있다고 가정하고 펼친 지도이다.
하지만 중심부와 멀어질수록 오차가 커지기 때문에 나라별, 위치별로 측량원점을 정한다.
우리나라는 총 4개의 원점이 존재하는데 종류로는 서부원점, 중부원점, 동부원점과 동해원점이 있다. (북위는 38도선, 동경은 125°, 127°, 129°, 131° (2°씩 차이가 있다) )
위의 원점들을 기준으로 (0,0)의 좌표를 정하는데 우리나라의 좌표가 -부호가 안나오도록 x에 -200,000m, y에 -500,000m ~ -600,000m를 가산해서 사용한다.

우리나라에서 사용되는 평면직각좌표계는 TM(Transverse Mercator)좌표계가 있고, 세계적으로는 UTM 좌표계와 UPS 좌표계 등이 있다.
최근에도 베셀(Bessel) 타원체를 기준으로 한 좌표계를 사용하였으나 현재는 세계적으로 표준이 되고 있는 GRS80 타원체로 대체하고 있다.

GIS 초창기(우리나라에 독자적인 경위도 원점이 없었을 때, 2007년도까지)에는 일본의 경위도 원점(베셀)을 기준으로 좌표계를 설정했는데 일본의 관동 대지진에 의해서 원점이 파괴되어 오차가 있다.(약 300m차이)

용어

수치지형도 : 지표면 지하, 수중 및 지역, 건물, 산 하천 등의 정보를 포함되어 제작된 지도이다.

연속지적도 : 지적측량을 하지 않고, 전산화된 지적도

타원체

지구는 완전한 구 모양이 아니므로 모양이 불규칙하다.
그래서 가장 유사한 지구의 형상을 회전타원체로 재정의해서 사용하는데 종류로는 WGS84, GRS80, 베셀타원체가 있다.

WGS84 : 미국 군사용 GPS시스템을 개발하면서 만든 타원체

GRS80 : 세계 각국 공통으로 사용할 수 있는 목적으로 만든 타원체

WGS84와 GRS80의 차이는 0.1mm의 차이가 있고(무시할 오차), 현재 가장 지구를 잘 나타낸 타원체라고 한다.

Tile

GIS를 개발하면서 과다한 데이터를 가진 map를 사용하면 어플리케이션이 무거워진다.
이를 방지하기 위해서 tile의 개념을 사용한다.
각 타일은 256*256의 크기를 가진다.
tile은 레벨과 위치를 포함한다.
1레벨, 전체 지도 : 1/0/0
2레벨, 전체 지도 * 1/4
2/0/1(2레벨 (0,1)) 2/1/1(2레벨 (1,1))
2/0/0(2레벨 (0,0)) 2/1/0(2레벨 (1,0))

proj4

다양한 좌표계의 변환을 제공하는 라이브러리이다.
자유롭게 인자를 설정하여 표준이 아닌 좌표계로 변환이 가능하다.

좌표계 모음 : https://www.osgeo.kr/17

참고 사이트
1. https://blog.daum.net/geoscience/497
2. https://woof.tistory.com/4
3. http://www.biz-gis.com/index.php?mid=pds&document_srl=65754
4. http://www.biz-gis.com/index.php?mid=pds&document_srl=66085