[GIS] 8. 투영 (projection)

학습목표
1)투영의 개념을 알 수 있다.  
2)투영의 종류를 알고, 용도에 맞는 투영법을 사용할 수 있다.

1. 위도와 경도

- 위도 : 적도를 기준으로 수평으로 그어진 평행선. 60진법을 이용하며, DMS를 이용하여 표현. (Degree, Minute, Second)
- 경도 : 본초자오선(영국 그리니치 천문대)을 0도로 상정하고, 양 극점을 연결하는 선들. 위도와 수직을 이루고 있으며, 동경(서경) 180도에 날짜 변경선이 위치. 위도와 마찬가지로, 60진법과 DMS를 이용해 표현

2. 준거타원체

- 지도를 그리기 위해 매끈한 표면의 지구모형을 먼저 상정해 줘야 함. but, 지역마다 지형의 차이로 왜곡이 발생
- 각 국이 자신의 국가를 중심으로 측량 사업을 통해 서로 다른 준거 타원체를 만들어 사용했음
- 현재는 30여개의 준거 타원체가 사용 중 : WGS(군사용), ITRF(학문연구용) 등. 우리나라에서는 Bessel1841, GRS80(ITRF2000), WGS1984를 준거타원체로 하는 좌표체계가 주를 이름

3. 지오이드

- 준거타원체 개발에는 측량이 동원되었지만, 측량 자체는 매우 국지적인 작업이었으므로, 지구 전체를 아우르는 준거타원체를 만들어 낼 수 없었음
- 인공위성의 개발로 지구 전체를 모사할 수 있게 됨. 준

거타원체와 달리 매끈한 표면이 아님

4. 투영 (projection)

1) 정의 : (投影) 물체의 그림자를 어떤 물체 위에 비추는 일, 또는 그 비친 그림자. 지구를 광원에서 빛을 비춘 후, 그 육지 부분에 해당하는 지역의 그림자를 그린 것
2) 투영 : 지구표면의 상태를 평면으로 나타내는 방법. 지구의 표면은 구면이므로 이를 평면으로 나타낼 때는 면적 ‧ 각도 ‧ 거리 ‧ 방위 ‧ 형태 등에서 오차가 생긴다.
3) 지리좌표체계
- 지구의 구면 또는 회전 타원체 모델에서 위치를 정의.
- 지구상의 위치를 경도와 위도로 표현함.
(위도는 적도로부터 남북으로의 각, 경도는 본초자오선으로부터 동서로의 각, 경도는 본초자오선으로부터 동서로의 각)
- 기준선: 본초자오선과 적도
- 십진각도(°) 또는 도, 분, 초(°, ' ," ) 사용
4) 투영좌표체계
- 3차원의 공간을 종이나 화면 스크린 같은 2차원 평면 상에 표현할 때 사용하는, 3차원의 위치를 2차원 평면 좌표로 변환한 좌표체계. (3차원 지구타원체 표면의 좌표 ->2차원 평면)
- 공간특성에 왜곡이 필연적으로 수반됨 : 길이, 면적, 방향, 모양
5) 투영의 장·단점
- 장점 : 3차원의 지구를 2차원으로 만드는 것이기 때문에, 수학적 계산이 용이. 특정 지역에 대한 확대가 쉬워, 상세한 정보 표현, 지도를 만들어 휴대에 편리함
- 단점 : 왜곡이 무조건적으로 발생. 이를 위해 이용자의 목적에 맞게 왜곡이 최소화되는 지도를 선택해야 함

5. 투영법의 종류

1) 투영 계열에 따른 분류
- 평면도법
- 원통도법
- 원추도법

2) 왜곡되는 속성에 따른 분류
- 정거방위도법
- 정적도법
- 정형도법(정각도법)

 

ArcMAP 실습

*투영 정의 도구 (Define projection)
: 좌표체계가 정의되어 있지 않은 데이터에 좌표체계 정보를 정의할 때 사용한다.

1. Add data를 하여 건물_한국측지계 파일을 불러온다. 투영 관련 오류가 뜰 것이다. 우리는 이제까지 이런 오류를 무시해 왔지만, 앞으로 실제 지역을 다루는 파일을 사용할 때는 투영 설정이 반드시 필요하다. 이후 확인을 누른다.

2. TOC (Table of Contents/ 목차)에서 한국 측지계 파일 오른쪽 마우스 > properties[등록정보] > 원본 탭에서 “projection : undefined [좌표체계 : <정의되지 않음>]”을 확인한다.

3. 이 데이터는 한국측지계 중부원점을 기준으로 생성된 데이터이다. 이 기준이 되는 좌표체계를 입력하기 위해, 투영정의 도구를 사용하자. 현재 창을 닫아준다.

4. ArcToolbox 아이콘을 눌러, 툴박스를 열고, Data management Tools > Projections and Transformations [투영 및 변환] > Define projection [투영 정의] 도구를 선택한다.

5. 입력 데이터 : 건물_한국측지계, 손가락 아이콘 선택 > 지구본 아이콘 클릭 > 가져오기 >

6. 다시 TOC (Table of Contents/ 목차)에서 한국 측지계 파일 오른쪽 마우스 > properties[등록정보] > 원본 탭에 들어가 “projection : PCS_ITRF2000_Central”을 확인한다.

* 투영 도구 (Project)
- 투영 도구 : 기존에 정의된 좌표체계를 다른 좌표체계로 변경할 때 사용하는 도구. 투영 정의 도구와 헷갈리지 말자.
- 투영정의 도구는 데이터의 좌표에는 영향을 미치지 않고 등록정보만 업데이트 하지만, 투영 도구는 결과 좌표체계로 기존 피처의 좌표가 변경되고, 새 데이터에 기록된다.
ex) 한국측지계로 정의된 데이터 > 세계측지계로 / 서부원점으로 정의된 데이터 > 중부원점으로 : 투영 도구를 이용한다.

Arc Toolbox > Data management Tools > Projections and Transformations [투영 및 변환] > feature [피처] > project [투영]

 

정리하기
1. 투영의 정의를 말해보자.
2. 투영의 장단점을 말해보자.
3. Define projection 도구와 Project 도구의 차이를 설명해보자.