UTM(Universal Transverse Mercator) 좌표계와 UPS(Universal Polar Stereographic) 좌표계

1. UTM 좌표계

UTM 좌표계(Universal Transverse Mercator Coordinate System)는 전 지구상 점들의 위치를 통일된 체계로 나타내기 위한 격자 좌표 체계의 하나로 지구를 경도 6° 간격의 세로 띠로 나누어 투영한 뒤, 위도 8° 간격으로 총 60×20 개의 격자로 나누어 각 세로 구역마다 설정된 원점에 대한 종·횡 좌표로 위치를 나타낸다.

 

1) 좌표의 표기

지구상의 지점은 UTM 세로 격자와 종·횡 좌표로써 표현된다. 종좌표는 대상점의 적도로부터의 투영 거리, 횡좌표는 대상점이 속한 구역의 중앙 자오선으로부터 대상점까지의 투영 거리이다. 대상점의 종좌표와 횡좌표는 미터로 표시하며, 좌표가 음수로 표시되는 것을 방지하기 위해 횡좌표에는 500,000m를 더하여 표시하며, 남반구의 종좌표에는 10,000,000m를 더하여 표시한다. 적도에서의 UTM 구역의 서쪽 경계는 167,000 m, 동쪽 경계는 833,000 m이나 남북으로 갈수록 경계는 달라진다.

 

1) UTM 세로 격자

UTM 좌표계는 지구를 80°S(남위)부터 84°N(북위)까지를 180°W(서경)부터 시작하여 경도 6° 간격으로 총 60개의 세로 격자(띠)로 나눈다. 각 세로 띠에는 180°W-174°W부터 시작하여 174°E-180°E까지 동쪽으로 1부터 60까지의 번호가 매겨진다. 각 세로 띠의 중앙자오선(즉, 180°W-174°W 구역의 중앙 자오선은 177°W임)과  적도와의 교점을 원점으로 한다.

60개의 세로 구역에 각 구역의 중앙 자오선에서의  축척계수는 0.9996이며 구역의 경계에서는 약 1.0010 정도이다. 원점에서 동서로 180km 위치에서 축척 계수가 1이 되어, 그 이내에서는 축척 계수가 1보다 작고, 180km를 벗어나는 지역에서는 축척 계수가 1보다 크게 된다.

2) UTM 가로 격자

UTM 좌표계는 각각의 세로 띠를 다시 20개의 가로 격자로 나눈다. 각 가로 격자는 위도 8° 간격이며 단, 가장 북쪽의 격자(72°N-84°N)는 12°로 되어 있다.

최남단인 80°S-72°S부터 최북단인 72°N-84°N까지 'C'부터 'X'까지의 알파벳 기호를 매겨 구분하는데, 혼동을 막기 위해 'I'와 'O'는 제외한다 (I 는 숫자 1과 그리고 O는 숫자 0와 혼동될 수 있기 때문이다). 따라서 북반구에서 적도와 접한 구역(0°N-8°N)의 기호는 'N'이 된다.

 

2. UPS 좌표계

UPS 좌표계(Universal Polar Stereographic coordinate system)은 지구의 양 극점 부근의 위치를 나타내는 데 사용되는데, UTM 좌표계에서 나타낼 수 없는 북위 84°보다 북쪽과 남위 80°보다 남쪽 지역에 해당된다. 단, 두 좌표계의 경계부가 중첩될 수 있도록 UPS 좌표계의 한계는 위도 30분씩 확장되어 있다. UPS 좌표계에서는 UTM 좌표계와 마찬가지로, 등각투영된 직교 격자망과 미터 단위를 사용한다.

UPS 좌표의 위치를 보다 신속하고 편리하게 파악하기 위해 남극과 북극의 UPS 투영 지역을 각각 동반구와 서반구로 나눠 UTM 좌표계에서 사용하지 않은 알파벳 구역 문자 A와 B, Y, Z를 각각 부여한다. 남극의 UPS 투영 지역에서 서반구를 A, 동반구를 B로 하고 북극의 UPS 투영 지역에서 서반구를 Y, 동반구를 Z로 한다.

 

 

1) 투영과 축척

UPS 좌표계라는 스테레오 투영(stereographic projection)을 사용한다. 투영 중심이 양 극점이고 기준이 되는 평행 위도선이 반대편 극점이며 투영면이 극점에서 접하는 평면인 원뿔투영이다. 좌표계의 원점이 되는 양극점에서의 축척 계수는 0.994이며, 북위와 남위 81°06'52.3"에서 축척 계수가 1, 북위와 남위 80°에서의 축척 계수는 1.0016이 된다.

 

2) 좌표의 표기

북극지역과 남극지역을 각각 북극, 남극을 원점으로 하는 별개의 좌표계로 나타낸다. 경도 0°와 180°를 잇는 선을 세로축, 그에 직교하는 선을 가로축으로 하여 미터 단위로 좌표를 표기하는데, 좌표가 음수가 되는 것을 방지하기 위하여 가로와 세로 좌표에 각각 2,000,000 미터를 더해 표기한다.