좌표계(座標系 , co-ordinate system, grid system) 과 측지계(測地系 , Geodetic System), Map Datum

[강인철]

(작성 중)

약간 골치아픈(?) 내용입니다. 

하지만 개념을 알고 넘어가야 할 것 같아서 작성합니다. 

특히, GPS에 좌표를 입력해도 측지계 즉, Map Datum을 제대로 설정하지 않으면 큰 오차가 발생하기 때문에 반드시 이해해야

합니다. 

1. 지구 타원체(ellipsoid)

앞선 글에 말씀드렸다시피, 지구 구체는 완전한 구형이 아니라 감자(?)처럼 찌그러진 형태 입니다. 

지구의 형태는 완전한 구(sphere)가 아니고 적도반경이 약 21km 긴 회전타원체(ellipsoid)의 모양입니다. 

그 찌그러긴 형태의 구체를 평면 도면에 옮기는 것이 쉽지는 않겠지요.  특히, 좌표(위도와 경도)를 붙일 때 애로가 

발생하게 됩니다.

따라서 지구에 좌표를 그릴 때, 가상의 타원체를, 즉 일정한 편평률과 만곡도를 가진 구체를 만들게 됩니다. 

그 구체를 어떻게 만드냐에 따라서 당연히 좌표가 차이가 있게 됩니다. 

앞선 [지도제작법(투영법)]에 대해 말씀드렸다시피, 투영법에 따라서도 편차가 생길 수 있고, 

가상의 타원체를 만들 때도 편차가 생기게 됩니다. 

예를 들어 우리나라의 수준원점(바다 수면의 기준 높이)로 에베레스트의 높이를 측정할 때와 

대서양 연안의 해수면 기준으로 에베레스트의 높이를 측정하면 해발(Height above Sea Level)이 다르겠지요?

따라서 기준이 되는 가상의 타원체가 필요한 것 입니다. 

2. 지금까지 여러 연구학자들이 발표한 지구 크기의 상수 중 주요한 회전타원체는 다음과 같습니다. 

명 칭	발표년도	장반경(a)m	단반경(b)m	편평률(1/f)
Everest	1830	6377276	6356075	300
Bessel	1841	6377397	6356078	299
Clarke	1866	6378206	6356584	294
Clarke	1880	6378249	6356515	293
Hayford	1909	6378388	6356912	297
Krassovsky	1940	6378245	6356863	298
WGS－72	1972	6378135	6356750	298
WGS－84	1984	6378137	6356752	298

위에서 보시다시피, 가상의 구체를 어떻게 만드느냐에 따라 적지 않은 편차가 발생합니다. 

따라서 '어떤 구체를 사용할 것인가'는 반드시 약속이 되어야 합니다. 

우리나라는 1841년에 만든 Bessel(1841)회전타원체를 사용해왔습니다. 하지만 1984년에 그동안의 과학기술의 힘을 빌어

인공위성에서 측정한 자료들을 바탕으로 WGS84(World Geodetic System 84)이 만들어졌으며, 이는 지구의 중심을 원점으로

하고, 지금까지 만들어진 구체 중에서 가장 정확한 것으로 알려져 있습니다. 

우리나라도 2006년까지는 Bessel(1841) 타원체(이것의 별칭이 TOKYO입니다. 일본에서 만들었다는 뜻이 아닙니다.)를

사용했습니다만, 2007년 부터 보다 정확한 타원체인 WGS84 타원체(이 타원체와 거의 같은 타원체로 GRS80이 있습니다.)를 

사용하기로 결정했습니다. 

하지만 오랫동안 TOKYO 측지계(=Bessel 1841)를 사용해왔기 때문에 시중에 있는 지도들의 대부분은 그 기준이 TOKYO이며, 

이것을 [ Map Datum은 TOKYO 이다 ]라고 표현합니다. 

사용하는 지도의 난외주기 (범례가 적혀있는 지도 주변의 각종 기재사항)를 반드시 확인하여야 하며, 국토지리정보에서 나온

지도라 하더라도 그 Map Datum이 '세계측지계' 라고 써있는 것은 바로 GRS80(≒WGS84) Map Datum 입니다. 

우리나라의 군사지도와 해도는 이미 WGS84를 사용하고 있으며, 일반 지도들도 계속 WGS84 기준으로 사용될 것 입니다. 

특히 사용하는 각종 GPS등에 좌표를 입력할 때, 반드시 이 Map Datum를 확인해야 오차가 없습니다. 

<각종 온라인 지도의 Map Datum>

인터넷이 발달해 있는 현재에는 어떤 지점의 좌표를 찾을 때, 각종 지도서비스를 이용하게 됩니다. 

하지만 그 지도마다 좌표계가 다를 수 있으므로 사전에 확인을 해두어야 합니다. 

WGS84(세계측지계 ≒ GRS80)을 사용하는 지도 서비스 

알맵, Google Earth, Google Map, 

Tokyo 좌표계를 사용하는 지도 서비스

네이버 지도, 콩나물지도

고유의 평면직각좌표계를 사용하는 지도 서비스 

Daum 지도

현재 우리나라 측지계의 표준은 WGS84로 정해져있고, 가장 정확한 지구타원체 (가장 실제모양과 유사한) 이므로

특정지점의 좌표값을 구할 때, [알맵]을 이용한 WGS84 좌표값을 구하는 것이 좋지 않을까 생각합니다. 

하지만 실제로 운용을 해봤을 때, 네이버지도에서 구한 좌표값을 WGS84 Map Datum으로 입력해보면

별다른 오차 없이 작동하는 것을 보아 등산용 지도를 Map Matching (지도 그림 위의 지점 좌표값을 실제 좌표값과 

일치 시키는 것)은 큰 문제가 되지 않는 것으로 보입니다. 

하지만 지속적으로 여러 사례를 통해 검토하고 있으므로 위 내용은 변경될 수 있습니다.