210927 GoingDeeper 03. GIS🌏

1. 공간 데이터 및 GIS 개념

1) 좌표 체계

• 지리 좌표 체계(GCS: Geographic Coordinate System)

  • 3차원의 위도 경도 좌표계

  • 위도선(동-서)과 경도선(남-북)으로 일정간격을 '도'로 표시

  • 종류

    • WGS84 : 지구 중심에 회전 타원체의 중심을 위치시키는 방식(대부분 이 방식)
    • GRS80
    • Bessel

    위도와 경도	지리 좌표 체계

• 평면 직각 좌표 체계(PCS: Planar Coordinate System) ; 투영좌표계
  • 3차원을 2차원으로 투영된 미터좌표계
    • 투영법 : 3차원의 지구를 2차원 평면으로 옮기는 방법, 남/북 방향의 왜곡이 적음
  • 3차원 지리 좌표 체계를 2차원 평면으로 변환하기 위한 parameter
  • 종류
    • TM(Transverse Mercator) : 횡단원통등각투영법
      
    • UTM : 구역(zone)의 고유번호 숫자와 가상의 기준점에서 북/동이 떨어진 거리를 'Meter'로 나타내는 방법
      

2) EPSG 코드 체계

• 전세계 좌표계 정의에 대한 고유한 명칭

종류	설명
EPSG4326	- 위도, 경도 좌표계 - GCS(지리 좌표 체계) WGS84
EPSG5179	- PCS(평면 직각 좌표계) UTM-K 좌표계
EPSG5174	- 국가공간정보포털(용도지역, 건물통합정보, 토지이용, 연속지적도 등)
EPSG5179	- 도로명주소 데이터(전자지도, 배경지도)
EPSG5181	- 카카오맵(다음지도) API
EPSG5186	- 산림청(산림입지토양도), 한국교원대학교(초중고 학교 위치 및 학군)

참고자료 : [GIS] 좌표 정의 및 변환 방법, 자주쓰는 좌표계

🤔 공간 데이터마다 EPSG 코드가 다른 이유는??
국가별로 지리 형상이 다른 국가의 지리를 왜곡 없이 표현하기 위해 각 국가의 지리 형상에 맞는 타원체와 투영법을 사용하기 때문 ⇨ 즉, 공간 데이터는 좌표계를 통일시켜야 시각화 및 분석이 가능함

2. 공간 데이터의 유형

1. 벡터(Vector) 데이터

   • 점, 선, 면의 구분이 가능하므로 도로, 건물과 같은 물체의 구별이 가능

   데이터 종류	설명
   점	하나의 좌표로 표현할 수 있는 벡터 데이터
   선	2개 혹은 그 이상의 좌표와 선분으로 표현할 수 있는 벡터 데이터
   면	모양, 둘레, 면적 등의 정보를 가지고 있는 벡터 데이터

   • Vector Data Format : .shp, .shx, .dbf, GoeJSON
     

2. 래스터(Raster) 데이터

   • 픽셀 단위의 색 또는 색조 값을 가지고 있는 데이터 형태를 보여줌
   • ex) 항공영상, 위성데이터, 표고(해발), 녹지, 강수량 등의 데이터
   • Raster Data Format : GeoTIFF, JPEG 2000, ECW, Esri grid, MrSID
     

3. 벡터 데이터와 래스터 데이터의 차이

	벡터	래스터
정의	이산값의 경계가 있는 데이터값	행, 열로 나눈 셀에 값을 저장한 데이터
특징	한개의 개별 값	서로 연관된 연속된 값
예시	테두리, 도로, 강 등	온도, 기압, 수압, 고도

3. 공간데이터 시각화

1) 환경설정

라이브러리	설명
requests	통신 요청/응답 라이브러리
json	python에서 json 형식을 다루기 위해 필요한 라이브러리
pyproj	• 좌표 변환 및 측지연산을 수행하는 파이썬 라이브러리 • 매우 다양한 좌표계를 지원 • GeoPandas 라이브러리가 pypoj를 사용하기 때문에 가장 널리 사용됨
geopandas	• 벡터 데이터 작업을 위한 파이썬 라이브러리 • 벡터 데이터를 DataFrame 객체로 다룰 수 있게 해주는 모듈 • pandas, pypoj에 의존성을 가짐
shape	새로운 점, 선, 면 등의 백터 데이터 지오메트리 객체를 반환하는데 사용하는 라이브러리
mapping	shape file 포맷을 객체로 읽어오고 백터 데이터의 feature 정보를 읽어오는 라이브러리
folium	벡터 데이터를 지도에 시각화하는 라이브러리

2) GeoPandas

• 파이썬에서 지리정보 데이터 처리의 기하하적 연산과 시각화 등을 돕는 패키지
• 공간정보를 담고 있는 Geometry를 활용해 시각화
  • Geometry 데이터 : 지리정보를 표현하는 다각형, 선, 점을 의미
  • Polygon, LineString, Point'으로 정의
• 자료형: GeoSeries, GeoDataFrame

3) 좌표계 변환

• Geopandas를 활용한 좌표계 변환 방법 .to_crs()
• pyproj를 활용한 좌표계 변환 방법 pyproj.transform()
• SGIS API를 활용한 좌표계 변환

4) Folium

• 사용법 : 링크1, 링크2
• 참고자료 : 링크