본 연구의 목적은 국가기준점체계의 세계측지계 전환에 따른 인천 연안지역의 환경지리정보 변환 방안을 연구하는데 있다. 이를 위해 세계측지계 변환 방안과 관련된 각종 자료를 수집 분석하여 환경지리정보의 세계측지계 변환을 위한 방안을 연구하였다. 환경지리정보들을 다양한 구축방법에 따라 다양한 형태로 제공되고 있어 일괄적은 변환에는 어려움이 있을 것으로 판단된다. 환경지리정보들을 변환하기 위해서는 우선 국토지리정보원의 수치지도의 세계측지계 변환 지침을 기준으로 원시자료부터 변환을 수행하여 환경지리정보를 다시 구축하는 방안과 기존에 구축된 환경지리정보를 변환하는 방안이 있음을 알 수 있었다. 새로운 측지좌표계 도입에 따른 환경지리정보의 세계측지계 변환 방안을 제시하고, 환경지리정보에 대하여 국가기준계의 세계측지계 전환에 능동적으로 대응하고 세계측지계 도입에 따라 예상되는 초기 혼란을 최소화 하고 향후 구축될 환경지리정보들의 정확도 향상의 기반을 조성 할 수 있을 것으로 기대된다.
1995년 한국 최초로 VLBI관측이 이루어졌다. 일본 측의 26m 안테나(일본 국토연구원 소재)와 한국 측의 3.6m 안테나(국토지리정보원 소재)로 수행되었으며, 이 때 결정된 관측점의 좌표가 세계 공통으로 사용되는 "세계측지계(ITRF)"에 의거한 새로운 국가기준좌표계의 경위도 원점이다. 그 후 측지VLBI관측국의 설치를 위해, "측지VLBI구축 타당성조사 및 기본계획 수립을 위한 연구(2003년)"와 "측지VLBI구축 실시설계(2006년)"를 수행하였다. 그 결과 국가 차원에서 측지VLBI관측소(22m 안테나)를 건설하기 위해 2008년에 관측소 후보지를 세종시로 확정해서 공사에 들어갔다. 2012년에 준공되었으며, 명칭을 "우주측지관측센터"로 하였다. 그 후 1년 동안의 시험관측의 성공으로 아시아에서 3번째로 정식으로 IVS(International VLBI Service)에 가입하였다. 현재 독일, 일본, 미국 등의 측지VLBI관측국들과 정기적으로 관측을 수행하게 되었으며, 실적을 올리고 있다. IVS사업 뿐 만 아니라, 한국천문연구원의 KVN(천문 VLBI)연구팀과도 공동연구를 수행해서 우리나라의 천문 VLBI 및 측지VLBI관측사업의 활성화에 기여하고 있다. 장차 동남아 각국에 마이크로SAR위성의 관측데이터를 수신하기 위한 지상국(3m급 소형안테나)이 설치되면, 이를 활용해서 측지VLBI관측을 수행할 계획을 수립하고 있다. 이것은 위성용 수신기를 VLBI용 수신기로 교체하면 된다. 한국과 일본이 VLBI관측을 수행했던 것처럼 세종시에 설치된 우주측지관측소가 허브역할을 하면 된다. 즉 동남아 지역에 우주 VLBI관측망을 구축하게 된다.
측지연속 적심과 관수부위를 확대하여 재배한 결과, 정식 후 30일경의 생육특성은 처리간 유의성이 없었다. 그러나 장측지 발생수는 측지연속 적심과 관수부위 확대 처리구가 주당 10.1개로 가장 많았고, 측지연속 적심과 관행관수 처리구는 8.9개이었으며, 측지 1줄 연장재배와 관수부위 확대 처리구는 5.7개, 대조구는 5.6개이었다. 단측지는 4.9-3.7개로 처리간 유의성이 없었지만 총측지 발생수는 측지연속 적심과 더불어 관수부위를 확대시킨 처리구와 측지연속 적심과 관행관수 방법으로 관리한 처리구가 각각 15개와 12.5개로 많았으며, 측지 1줄 연장재배와 관수부위 확대 처리구, 측지 1줄 연장 재배와 관수부위를 확대하지 않은 처리구가 각각 10.6개와 9.7개이었다. 상품수량에 있어서는 측지연속 적심과 관수부위 확대 처리구가 60,380kg/ha으로 대조구에 비해 $38\%$ 증수되었고, 측지연속 적심과 관행관수 처리구가 54,670 kg/ha으로 $25\%$ 증수되었으며, 측지 1줄 연장재배와 관수부위 확대 처리구는 46,400kg/ha으로 $6\%$ 증수효과가 있었다. 즉, 백침계 오이를 재배할 경우, 측지는 연속 적심을 하고 관수부위를 생육 중후기에 이동시켜 주는 것이 측지 1줄기를 연장재배하고 관수 부위를 확대하지 않는 처리에 비해 측지 발생도 많고 수량이 증가하는 것으로 나타났다.
측량법 개정으로 세계측지계를 전면 사용하게 됨에 따라 기존 한국측지계로 구축된 원주시 UIS DB의 좌표 변환을 수행해야 한다. 그러나 원주시는 한국측지계의 구성과와 신성과로 이원화된 기준점 성과를 이용하여 지형공간정보 자료가 구축되어 있어 좌표체계가 통일되어 있지 않음으로 각 기준점 성과에 대한 세계측지계 변환 방안이 요구된다. 이에 본 연구에서는 한국측지계의 기준점 성과별 좌표변환계수를 산출하고, 변환계수에 대한 정확도를 검증하여 한국측지계상 이원화된 원주시 도시기반정보 DB를 효과적으로 세계측지계로 전환할 수 있었다.
현재 우리나라의 측량체계는 크게 측지분야와 지적분야로 이원화되어 있으며 측지분야에서는 2001년도에 측량법을 개정하여 ITRF2000좌표계와 GRS80 타원체를 측량기준으로 사용하는 세계측지계를 도입하였다. 하지만 지적 분야에서는 국민의 재산권과 직접적으로 관련이 있는 필지의 경계와 면적의 변화 연구는 미미한 상태이다. 따라서 본 연구는 2010년 세계측지계 도입 후 지적분야에서 발생할 수 있는 필지별 면적 변동에 따른 사회적 혼란 여부를 판단하기 위하여 서울특별시 종로구 숭인등 숭인4구역주택재개발지구를 연구 대상지로 선정하여 세계측지계 전환에 지적 필지별 면적 변화를 분석하였다. 분석결과 연구대상지는 세계측지계와 지역측지계가 종선(X)축으로 305.87m. 종선(Y)축으로 70.87m 편차로 두 좌표계 간 북동방향으로 313.97m의 차이가 있고, 현행성과와 비교한 결과 종선(X) 방향으로는 평균 +4.0cm, 횡선(Y) 방향으로는 평균 -3.0cm의 차이가 나타났으며, 필지별 면적의 변동량은 $1.0m^2{\sim}3.0m^2$ 차이가 있지만 허용오차 범위 내에 있으므로 세계측지계 전환에는 문제점이 없는 것으로 판단된다. 하지만 본 연구의 결과는 그 대상범위가 한정되어 있고 기 검증된 지적기준점 성과를 사용한 결과이므로, 향후 보다 효율적인 세계측지계 전환과 도입을 위해서는 현 지적기준점체계의 정확한 세계좌표계 변환 성과를 기준으로 한 대단위의 필지별 면적 변동량 및 허용범위 분석과 같은 추가적인 연구가 조속히 이루어져야 할 것으로 판단된다.
우리나라에 세계측지계 기반의 한국측지계(KGD2002)가 도입됨에 따라 국가 측지기준점에 대한 새로운 성과의 산정이 필요하다. 본 연구에서는 국가 2등측지기준점의 세계측지계 성과 산정을 위하여 GPS관측데이터의 처리를 통해 얻어진 3차원 기선벡터를 이용한 측지망조정을 실시하였다. 3단계에 걸친 최소제약조정을 통하여 기선벡터에 포함된 과대오차를 체계적으로 검출소거하고 경험적 통계모델링 기법을 적용하여 기선벡터의 수평 및 수직방향의 오차 크기를 4mm+0.4ppm와 8mm+0.8ppm으로 각각 결정하였다. 국가 1등측지기준점 성과의 다점고정에 의한 망조정을 실시하여 수평과 수직방향에 2cm와 4cm 정확도로 최종성과를 산정하였다.
본 연구의 목적은 WGS84 세계타원체를 기준으로 다양한 거리의 '표준측지선'은 물론, 극 및 적도와 그 주변을 지나면서 '특이영역에 위치하는 측지선'을 대상으로 측지 역 문제의 해석기법 별 정확도 및 특정을 비교 분석하는 것이다. 이를 위해 측지 역 문제를 해석할 수 있는 전통적인 방법은 물론 최근 제시된 방법 등 다양한 측지 역 문제 해석기법의 알고리즘, 총 18종을 분석하여 프로그래밍 하였다. 두 측점의 배치 상태에 따른 '표준 측지선' 및 '특이영역'에 위치한 측지선을 대상으로 거리 및 전방 방위각을 각기법별로 산출하고 Karney 해석법을 기준으로 비교하였다. 연구결과, 표준측지선에서 약 100km 이하의 단 측지선의 경우, 18가지 역 문제 해석 기법 모두, 매우 근접한 측지선의 길이를 나타낸 반면, 4,000km 이상의 중 장 측지선의 경우는 길이 및 전방 방위각에서 Karney, Vincenty 및 Pittaman 기법이 매우 근접한 결과를 보였다. 또한, '특이영역'에 대한 다양한 역문제의 해석결과, Karney 기법이 일관성 있는 종합적인 해석결과를 제시한 반면, 수정 Vincenty 기법을 제외한 다른 해석법들은 특이영역의 상황에 따라 좀더 면밀한 측지선의 거동분석과 함께 알고리즘의 수정 보완이 요망되었다.
측지망은 측량작업과 조정계산의 기준으로써 그 구성이 측량성과의 품질에 많은 영향을 미침에도 불구하고 대부분의 측지망 설계는 경험적 또는 단순한 기하학적 강도만을 기준으로 설계되어진다. 본 논문은 해석적 기법에 의한 측지망의 최적화 설계를 위하여 측지망의 품질을 평가하기 위한 다양한 기준을 분석하고 제시하기 위한 것으로써 측지망 품질평가 기준으로 정밀도(오자타원, 2DRMS, CEP), 신뢰성(내적신뢰성) 및 견인성(최대전단변형률, 주변형률, 면적변형률)을 제시하고 이를 실제 측지망의 설계에 적용함으로써 그 효용성을 평가하였다. 기관측된 실제 측지망에 8가지 품질평가 인자를 적용하여 측지망 최적화 설계의 효용성을 평가한 결과, 최적화 설계 전 후 품질평가 인자는 평균값에 있어서 정밀도는 2%, 신뢰성은 3%, 견인성은 3,001%로 향상되었으며, 최대값에 있어서 정밀도는 5% 신뢰성은 7%, 견인성은 16,957% 향상된 것으로 분석되었다.
세계적으로 세계측지좌표계의 도입이 확대됨에 따라 우리나라도 2001년 측량법의 개정을 통해 현재의 지리정보 좌표계변환을 위한 노력을 시행하고 있다. 이러한 측면에서 본 연구에서는 세계측지좌표계 변환방법론, 변환사례 등을 검토 후 한국토지정보시스템 데이터를 대상으로 시범지역을 선정하여 변환실험을 실시하였다. 그 결과 변환 후의 데이터는 국가GIS활용 및 업무지원을 위한 참조적 데이터로서 충분히 이용이 가능한 수준으로 도출되었다. 하지만 한국토지정보시스템 데이터의 세계측지좌표계로의 변환을 위해서는 각 지역별 변환계수를 산정할 필요가 있으며, 지적데이터가 가지고 있는 다양한 원점을 통일원점으로 변환되어야 할 것으로 판단된다. 또한 마지막으로, 기존의 지적데이터가 가지는 다양한 문제점을 그대로 내포하는 수준으로 변환되었다. 따라서 한국토지정보시스템의 세계측지좌표계 변환을 위해서는 본 연구의 결과를 기초로 하여, 더 많은 대상지역에 대한 변환을 통해 오차와 오류의 유형별 원인 분석 후 한국토지정보시스템의 세계측지좌표계 변환의 체계적이고 계획적인 전략을 수립할 필요가 있다.
우리 나라에서도 세계적 추세에 따라 세계공통으로 사용되는 $\ulcorner$세계측지계$\lrcorner$ 에 의거한 신국가기준좌표계를 결정하고, 대한민국경위도원점을 고정도로 유지 관리하기 위해 국립 지리원이 주관해서 측지 VLBI 사업을 추진하고 있다. 국내에서는 처음으로 추진되는 측지 VLBI 사업이기 때문에 사업을 성공적으로 수행하기 위해서는 면밀한 사전조사 연구와 추진전략이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 국가측지 VLBI 사업을 효율적으로 수행하기 위한 추진전략에 대해서 논하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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