KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Transformation Model of Vertical Datum between Land and Ocean Height System using the Precise Spirit Leveling Results

정밀수준측량 성과를 이용한 육상 및 해상 수직기준면 변환모델링

  • 이동하 (성균관대학교 공과대학) ;
  • 윤홍식 (성균관대학교 사회환경시스템공학과) ;
  • 황진상 (성균관대학교 대학원 건설환경시스템공학과) ;
  • 서용철 (부경대학교 공간정보시스템공학과)
  • Received : 2011.11.11
  • Accepted : 2012.05.04
  • Published : 2012.07.15
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

It is difficult to obtain the accurate and homogeneous height information over the whole Korea due to the effect of different vertical datums have been divided into land and sea part. In this study, we tried to unify the different vertical datums using the precise spirit leveling between TBM (tidal bench mark) and BM (bench mark) in order to solve the problems caused by different vertical datums. For this, the vertical datum offsets at observed points which were calculate from leveling results and then transformation model of vertical datum will be modelled using calculated offsets along the coastal line. For suggesting the precise modelling method to vertical datum transformation, we analyzed results from various interpolation methods such as Spline and LSC method. As the results from analysis, the LSC method combined with 4-parameters trend model is more suitable for modelling the offsets between vertical datums. The final transformation model of vertical datum using the combination of LSC and 4-parameter model which provides the transformation accuracies of ${\pm}10.4cm{\sim}14.8cm$ level. And, the software for vertical datum transformation that was also developed using the final model in order to convert the height information included in various spatial data effectively. Therefore, the transformation model between vertical datums of land and sea part, which is developed in this study, is expected to minimize the confusion caused by mismatch of height information in the use of spatial data, and it also can be minimize economic and time losses in various application fields such as coastal development project, coastal disaster prevention, etc.

현재 우리나라의 국가수직기준체계는 육상과 해상으로 서로 이원화되어 있어 전 국토에 걸쳐 균일하고, 정확한 높이정보를 획득하기 어려운 문제가 있다. 본 연구에서는 국토지리정보원에서 수행한 TBM 및 BM 간 연결 수준측량 성과를 이용하여 육상과 해상으로 이원화된 국가수직기준체계의 문제점을 해결하고자 하였다. 이를 위해 정밀 수준측량으로 결정된 육상과 해상 수직기준면 간 편차를 모델링하여 육상 해상 수직기준면 연계를 위한 변환모델을 개발하였다. 보다 정밀한 수직기준면간 변환모델링 방안을 제시하기 위하여 LSC 및 Spline 방법 등 다양한 보간방법들에 의한 결과를 분석하였으며, 그 결과 비선형의 4-파라미터 경향성 모델과 LSC 방법을 조합하여 개발하는 방안이 가장 적합하였다. 이 방법에 의해 개발된 수직 기준면 변환모델의 정확도는 약 ${\pm}10.4cm{\sim}14.8cm$ 수준으로 분석되었으며, 변환모델을 사용하여 다양한 공간정보의 높이정보를 효율적으로 변환할 수 있는 변환 소프트웨어도 함께 개발하였다. 본 연구를 통해 육상 및 해상 국가공간정보의 연계 활용 시에 높이정보 불일치로 인한 혼란을 최소화할 수 있을 것으로 기대되며, 향후 연안지역 개발과 해양방재의 수행에 있어서도 경제적, 시간적 손실을 최소화할 수 있을 것으로 판단되었다.

Keywords

References

  1. 국립해양조사원(2009) 무인도서의 조석기준면 결정을 위한 기본전략 수립.
  2. 국토지리정보원(2003) 측량 및 지형공간정보 백서.
  3. 국토지리정보원(2009) GNSS에 의한 수직기준의 재정립을 위한 연구.
  4. 국토지리정보원(2010) 국가 수직기준체계 수립을 위한 연구.
  5. 국토해양부(2008) 육상.해상 공간정보 통합을 위한 기반 연구.
  6. 윤홍식, 이동하(2005) Least Square Collocation에 의한 GPS/Levelling의 정확도 개선, 한국측량학회지, 한국측량학회, 제23권 제4호, pp. 385-392.
  7. 이동하(2008) 한국의 고정밀 합성지오이드 모델의 개발, 박사학위논문, 성균관대학교.
  8. Featherstone, W. E. (2000) Towards unification of the Australian height datum between the Australian mainland and Tasmania using GPS and the AUSGeoid98 geoid model, Geomatics Research Australasia, Vol. 73, pp. 33-54.
  9. Gesch, D. (2001) Development of a seamless multisource topographic/bathymetric elevation model, Proceedings from ESRI Users Conference 2001.
  10. Heiskanen, W. A. and Moritz, H. (1967) Physical Geodesy, San Fransisco: W.H. Freeman and Co..
  11. Kuroishi, Y., Ando, H., and Fukuda, Y. (2002) A new hybrid geoid model for japan, GSIGEO2000, Journal of Geodesy, Vol. 76, No. 8, pp. 428-436. https://doi.org/10.1007/s00190-002-0266-5
  12. NOAA (2004) Documentation for VDatum (and the Datum Tutorial) Vertical Datum Transformation Software Version 1.06.
  13. Moritz, H. (1980) Advanced Physical Geodesy, H. Wichmann Verlag, Karlsruhe.
  14. Roman, D. R., Wang, Y. M., Saleh, J., and Li, X. (2010) Geodesy, Geoids and Vertical Datums : A Perspective from the U.S. National Geodetic Survey, FIG Congress 2010, Sydney, Australia, pp. 11-16.
  15. Sacks, J., Welch, W. J., Mitchell, T. J., and Wynn, H. P. (1989) Design and analysis of computer experiments, Statistical Science, Vol. 4, No. 4, pp. 409-423. https://doi.org/10.1214/ss/1177012413
  16. Tscherning, C. C. (1984) Local approximation of the gravity potential by least-squares collocation, Proceedings of the international summer school on local gravity field approximation, Beijing, China, August 21 - September 4.
  17. Ziebart, M. K., Iliffe, J. C., Forsberg, R., and Strykowski, G. (2008) Convergence of the UK OSGM05 GRACE-based geoid and the UK fundamental benchmark network, J. Geophys. Res., Vol. 113, No. B12, pp. 1-8.

Cited by

  1. Height Datum Transformation using Precise Geoid and Tidal Model in the area of Anmyeon Island vol.24, pp.1, 2016, https://doi.org/10.7319/kogsis.2016.24.1.109