측지기준(Geodetic Datum)

1. 측지기준의 정의

지구의 표면은 산과 바다로 구성되어 있는 복잡한 형상으로서 그 지리적인 특성을 지도화하기 위하여는 지형적인 불규칙성을 기록할 수 있는 공간적인 기준계가 필요하다. 복잡한 지구표면을 지도화하기 위하여 필요한 기준모델을 측지기준이라고 하는데 측지기준(Geodetic Datum)은 “지도상에 지표면상의 위치를 표현하거나 계산하기 위하여 필요한 파라미터들 즉, 지구의 형상으로 표현되는 수학적인 지구모델인 기준타원체의 크기와 좌표 계의 원점과 방향을 표시하는 파라미터들”로 정의할 수 있다.

 

 

2. 지오이드와 타원체

지구는 완전한 구(球)가 아니라 적도반지름이 극반지름보다 더 긴 일그러진 타원체이며, 지표면은 그 형상이 매우 불규칙하여 임의 점의 위치표시가 사실상 불가능하다. 따라서 일정한 규칙에 따라 위치를 표현하기 위해서는 지구의 형상을 대표하는 수학적 형상이 필요한데 측지학에서 중력방향에 직각인 등중력포텐셜면 중 평균해수면에 일치하는 것으로, 해양에서는 평균해수면과 일치하고 육상에서는 땅속을 통과하게 된다.

 

 

3. 측지기준의 변화

과거 우리 나라에서 채택한 측지기준은 일본에 의하여 채택된 지역측지계인 Bessel 1841이며, 좌표계의 원점(Origin Point)은 일본의 동경에 위치하고 있는 동경원점 (Origin of Tokyo Datum)으로서 커다란 지오이드 경사를 가지고 있고, 1점 1방향만을 고정시킨 측지기준이다. 1점의 원 방위점을 선택하여 측지기준(타원체)을 설정하게 됨 에 따라서 동경원점으로부터 멀리 떨어져 있고, 지오이드 경사가 완만한 우리나라 지역에는 부합하지 않는 결과를 가져왔으며, 이로 인하여 측지골격인 삼각점에 계통적인 오차를 포함하게 되었다. 고정밀도위치정보를 제공하기 위하여 새로운 측지기준 좌표계를 도입하여야 할 필요성에 따라 측지기준으로서 GRS80타원체를, 좌표계로서 ITRF2000를 채용하는 측지기준좌표계의 전환을 위한 측지2002프로젝트를 추진하였다.

 

1985년에 설치된 우리나라의 경위도 원점은 지금까지 물리적으로 변화가 없지만 그 값들이 측지데이텀(Geodetic Datum)의 이름에 따라 달라집니다. 우주측지 및 GPS 측량 기술의 발달로 인해 Global 좌표계를 적용에 유리한 지구 중심을 원점으로 하는 측지기준(Geodetic Datum)이 다수의 국가에서 채용되고 있다. 이를 국제지구기준프레임(ITRF, International Terestrial Reference Frame) 기반에 GRS80 타원체 또는 WGS84 타원체를 사용하여 경위도 값을 표현하고 있다. WGS84 타원체는 GRS80 타원체와 거의 유사하기 때문에 타원체를 WGS84를 선택하거나 GRS80을 선택하나 계산결과는 거의 동일하다. 

 

4. 경위도 원점

경위도 원점은 1981년에서 1985년 사이 이루어진 측량원점 구축사업의 일환으로 설정되어 1985년 12월 27일에 고시되었다. 하지만 고시되어진 경위도 원점은 사실상 이용되지 못한 채 우리나라의 기준점이라는 상징적인 의미만을 내포하게 되었다.

 

이후 이루어진 대한민국 경위도 원점 성과는 모든 측량 및 위치 결정의 기준을 새롭게 규정하여 구축된 측지계의 효율적인 적용을 목적으로 국제 측지 VLBI(Very Long Baseline Interferometry) 관측점의 ITRF 2000 성과를 통하여 2002년 세계측지계좌표를 산출하게 되었다. 이러한 경위도 원점을 통해 대한민국 국토지리원,현 국토지리정보원 구내에 VLBI점과 경위도 원점 망을 구축하고 GPS측량을 통해 경위도 원점의 좌표를 정확히 결정하였다.

 

기존의 동경측지계는 GPS(위성측위 시스템)와 실시간으로 호환되지 않아 좌표변환에 따른 오차 수반 및 번거로움으로 국토해양부는 국토공간에 대한 세계기준의 위치기반 조성, 동경기준 사용에 따른 공간정보 활용의 불편과 혼란 해소, 행정효율 및 대국민 사용 편의 증진을 목적으로 지난 2006년 측량법을 개정하여 2010년부터 세계측지계를 사용하도록 제도를 바꾼 바 있다.