1. 지리좌표계와 투영좌표계의 이해
우선
1. 지리좌표계와 투영좌표계의 이해 (Geographic Coordinate System & Projected Coordinate System)
2. 평면직각좌표계와 직각좌표의 이해 (Rectangular Coordinate System & Rectangular Grid)
3. 경위도좌표계와 경위도좌표의 이해 (Geographic Coordinate System & Curved Grid)
4. 평면직각좌표계와 경위도좌표계의 이해 (Rectangular Coordinate system & Geographic Coordinate System)
아래글은 http://blog.daum.net/geoscience/497 사이트의 내용의 내용으로 좌표계에 대해
가장 기초가 되는 부분이라 생각하여 저보다도 더 잘 알고 더 잘 설명한 사이트를 카피하여 사용하였습니다,
도북과 진복에 관해 이해하는데 사용하기 위해 약간 추가 보충설명하였습니다.
첫번째 글은 좌표계(Coordinate System)를 알아보도록 하겠습니다.
우리가 일반적으로 사용하는 GPS 장비는 3차원으로 현 위치인 위도와 경도 높이를 측정하며 ,
지도는 2차원인 평면에 현재 위치를 표기 합니다.
이렇게 GIS 데이터는 다양한 방식으로 위치를 2차원에 표기하는데 이러한 측위의 기준이 되는 것을 좌표계라고 합니다.
아래 그림과 같이 지표면 상의 위치는 좌측 그림처럼 3차원의 타원체와 우측 그림처럼 2차원의 평면 상에 표시할 수 있습니다.
좌측은 지구의 타원체 모습이며 이 타원체 모습을 2차원인 평면에 표기할 때 지리좌표계와 투영좌표계로 분류하고 있습니다.
이렇게 좌표계는 일반적으로 두 가지 유형으로 구분되는데요,
지리좌표계(Geographic Coordinate System, GCS)와
투영좌표계(Projected Coordinate System, PCS)가 있습니다.
여기서는 지리좌표계와 투영좌표계의 각각의 특성과 차이에 대해서 살펴보도록 하겠습니다.
본 글은 GIS 데이터를 다루는데 있어 좌표계에 대한 기본적 이해를 돕기 위해 작성하였습니다.
1. 지리좌표계란 무엇인가?
지리좌표계란, 지구상에 위치를 정의하는데 3차원의 구면을 이용한 좌표계를 지칭합니다.
지리좌표계에서 한 지점은 경도(longitude)와 위도(latitude) 높이(height)값으로 지정됩니다.
경도와 위도는 지구 중심에서 지표면 상에 지점까지 측정된 각을 뜻하며 흔히 각도(degrees)로 표시됩니다.
아래 그림을 한 번 살펴 보겠습니다.
좌측 그림과 같이 위도의 기준이 되는 선을 '적도(赤道, Equator)'라고 합니다.
위도가 0˚인 적도를 기준으로 북쪽은 북위, 남쪽은 남위로 구분하고 있습니다.
우리나라는 북위 33°~43°, 동경 124°~132°에 위치하고 있습니다.
그렇다면 이렇게 위도와 경도를 표시하기 위해서는 무엇이 필요할까요?
바로 지구의 모습을 실제와 가깝게 나타낸 회전타원체인 지구 타원체(Earth Ellipsoid)입니다.
지구는 완전한 구(球)가 아니라 적도반지름이 극반지름보다 약간 긴 타원체이므로,
과거에는 각 국가별로 최적화된 지역(Local) 지리좌표계를 선호해 왔습니다.
현재는 지구 중심을 데이텀으로 사용하는 WGS84 , 정확히 말하면 GRS80 타원체를 이용하여 위치를 표기하고 있습니다.
참고로,
WGS84(World Geodetic System 1984)는 미국이 군사 및 GPS 운용을 목적으로 구축한 3차원 지구 타원체입니다.
GRS80(Geodetic Reference System 1980)은 국제측지학협회(IAG : International Association of Geodesy)와
국제측지학 및 지구물리학연합(IUGG : International Union of Geodesy and Geophysics)에서 채택한 지구 타원체입니다.
지리좌표계를 경위도 좌표계라고도 합니다.
투영좌표계는 기준점마다 위치가 달라지는 상대좌표계이지만
지리좌표계는 기준점에 상관없이 위치가 달라지지 않으므로 절대좌표계라 합니다.,
3차원 지리좌표계를 2차원 지리좌표계인 지도에 표현하면 경도와 위도가 직각인 형태로 표현이 됩니다.
* 경위도좌표계
경도 360도 위도 180도를 일정한 간격으로 표기하기 떄문에 지도의 모양이 2:1의 모양이 됩니다.
아래 사이트 참조
http://prezi.com/shs_r9xttkwl/copy-of/
2. 투영좌표계란 무엇인가?
투영좌표계란 3차원의 지구 타원체를 2차원인 평면 상에 투영한 좌표계입니다.
하나의 타원체를 투영하는데는 아래 그림과 같이 다양한 방식의 투영법이 존재합니다.
Mercator Projection
Transverse Mercator Projection
http://blog.daum.net/geoscience/406
위 왼쪽지도는 평면직각좌표계로 작성한 지도인데, 보는 바와 같이 중심선인 빨간선은 정확히 진북과 일치하지만
동서로 멀어질수록 오차가 커져서 진북과 도북이 차이가 나는걸 알 수 있습니다,
중앙자오선의 2차원 지도는 거리, 방향, 면적에 있어 실제 3차원 구면과 정확히 일치합니다.
왼쪽과 같은 구면을 원통에 넣고 투영하면 오른쪽 그림과 같이 평면에 지도가 그려지는데,
이를 평면직각좌표계(Plane Rectangular Coordinate system)라고 합니다.
그림에 써있는 것처럼 원통을 이용하여 지도를 만들게 됩니다.
이때 선택되어진 중앙 자오선은 오른쪽 그림처럼 평면에서 원점에 대하여 직각(Rectangular)을 이루게 됩니다.
그래서 TM투영법으로 만들고 중앙자오선인 원점과 직각를 이루는 좌표를 평면직각좌표계라 부르고 있습니다.
평면직각좌표계란 평면상에 원점에서 직각으로 표시되는 죄표계를 말하는데..
원통형인 경우 TM투영이 원점에 대하여 직각을 이루고 있기 때문에
평면직각좌표계라고 부르고 있습니다.
TM좌표계, UTM좌표계, MGRS좌표계등을 모두 평면직각좌표계라고 합니다
자료 참고
http://blog.daum.net/geoscience/497
아래의 구분는 지리좌표계와 투영좌표계로 분류됩니다.
2차원의 지리좌표계는 경도와 위도로 표현되며 투영과정을 거치지 않은 절대좌표계라고 하고
투영좌표계는 원점을 투영을 거친 상대좌표계로 분류됩니다.
