지도 관련 용어의 설명 및 우리나라의 지형도와 맵매칭

지도와 관련하여 여기저기에서 파악한 사항들과 내 나름의 견해를 모아 종합해 본다.

Geoid : 평균해수면(조석이 없다고 가정했을 때의 해수면)을 육지까지 연장한 곡면을 의미하는 데, 중력을 고려하므로 밀도가 높은 곳은 볼록하게 밀도가 낮은 곳은 오목하게 나타난다. 준거타원체는 이 Geoid에 가장 근사하게 정의한다.
추측 : Geoid 모델이 필요한 이유는 지구 회전의 중심이되는 질량중심(무게중심)을 찾고 그곳을 중심으로 Geoid 면과 근사한 표면을 가지는 타원체를 정의하기 위해서가 아닐까???

수준원점(OBM, Original bench mark) : 고도의 기준원점은 검조장에서 다년간 조석 관측한 결과를 평균조정한 평균해수면(MSL, Mean sea level)인데, 이 평균해수면은 일종의 가상면으로 수준 측량에 직접 사용할 수 없으므로 평균해수면을 기준으로 계산하여 육상에 설치한 고도의 기준이되는 원점. 현재 사용하고 있는 우리나라의 수준원점은 인하공업전문대학 교정 내에 설치되어 있으며, 인천만의 평균 해면상으로부터 26.6871m 고도에 존재한다. 따라서 수준원점으로 부터의 고도가 100m 라면 실제 고도는 126.6871m가 된다.
참고로 수심의 기준은 가장 낮은 수준면인 기준수준면인데, 가장 얕을 때의 수심을 표시하여 선박통항의 안전을 도모하기위해서이다.

준거타원체(準據楕圓體, Reference Ellipsoid) : 형상이 불규칙하여 계산이 불가능한 실제의 지구를 대체하여 계산이 가능하도록 실제지구의 형상과 가장 가깝게 수학적 으로 규격을 정의한 가상의 타원체로서 여러 가지가 있으며, 가상지구타원체 라고도 한다. 준거타원체는 물리적 표면과 Geoid 면에 근사하는 조건을 가지고 있어야 하며 중심축과 중심은 Geoid의 중심과 회전축에 일치한다.

  GRS80(Geodetic Reference System 1980) : 국제측지학협회(IAG - International Association of Geodesy) 와 국제측지학 및 지구물리학연합(IUGG - International Union of Geodesy and Geophysics)에서 1979년에 채택(정의)한 타원체(장반경: 6378137.0m, 단반경: 6356752.3141m). 국제지구회전관측사업(IERS)라고하는 국제적인 학술 기관이 구축하고 있는 3 차원 직교좌표계인 국제지구기준 좌표계(ITRF - International Terrestrial Reference Frame)에서 채택하고 있다. 현재 지구를 가장 잘 나타내고 있는 타원체로서 널리 이용되고 있다.

  WGW84((World Geodetic System 1984) : 미국방성에서 군사 및 GPS 운영을 목적으로 규정한 타원체. WGS60, WGS66, WGS72 타원체를 거쳐 현재는 민간과 타원체를 통합하기위해 1984년에 정의한 타원체인 WGS84(장반경: 6378137.0m, 단반경: 6356752.3142m, 1/298.257)를 사용하고 있다. GPS 수신기는 GPS위성으로 부터 신호를 수신하여 이 WGS84 타원체에 근거한 위치를 계산하여 알려준다.

GRS80 과 WGS84 타원체는 모두 지구의 질량중심을 타원체의 중심으로 하고 있는데, WGS84 타원체는 인공위성측량으로 지구의 질량중심을 산출하여 타원체의 중심으로 한다. 인공위성은 지구의 질량중심을 중심으로  지구 상공의 궤도를 돌고있다. GRS80과 WGS84와의 차이는 단반경이 약 0.1mm 다를 뿐이므로 거의 동일한 것으로 간주할 수 있다.
  
  Bessel1841 : 독일의 과학자 Bessel이 1841년에 개발(정의)한 타원체(장반경 : 6,377,397.2m, 단반경 : 6,356,079.0m, 편평율 : 1/299.15) Tokyo 측지계에서 채택하고 있다.

측지계(Datum) : 준거타원체를 수학적으로 정의한 값(원점요소, 장반경, 단반경, 평편률, 이심률) 및 타원체 원점의 위치값을 포함하여 지리 위치를 정의하기위한 여러가지 수학적 공식과 데이터의 집합으로서 포괄적 의미를 지닌다.(역으로 이야기하자면 위치좌표값의 산출근거, 예: WGS84 데이텀, Tokyo 데이텀 등) Bessel 1841 타원체를 채택한 측지계의 경우, 타원체는 동일하지만 나라마다의 지리적 특성에 맞춰 타원체의 중심위치를 변경하여 타원체의 표면이 그 지역의 지표면을 통과하도록 수정한다든지 하여 사용하고 측지계의 명칭도 달리 사용한다.
또 수평기준원점과 수직기준원점을 각각 수평데이텀, 수직 데이텀 으로 부르기도 하는 것 같다.

지축(Axis of the Earth) : 지구의 회전축, 양끝을 지구의 양극(남극, 북극)이라 하며, 북극 방향이 진북 방향이다. 
  지구의 양극과 지자기의 극은 일치하지 않는데, 이 차이를 편차(Variation, V)라한다. 즉 편차란 진자오선 과 자기자오선이 이루는 교각을 의미한다. 또 지자기의 극은 고정되어 있지 않고 960년을 주기로 진극을 중심으로 이동하기때문에 편차는 장소와 시간의 경과에 따라 변한다. 지도의 난외주기에 진북, 자북 도북의 차이가 기재되어 있다.

大圈(Great Circle) : 지구의 중심을 중심점으로 하고 원주가 지구의표면에 접하는 원(다른 말로 표현하자면 지구표면에 작도할 수 있는 원 중에서 중심점이 지구의 중심인 원)으로서 지구상에 무수히 존재한다. 지구상의 두지점사이의 가장 짧은 거리는 두지점을 연결하는 대권의 호의 길이이다. 대권항해란 여기서 비롯된 항법.

  子午線(Merdian) : 대권중에서 지구의 양극을 지나는 선. 적도와 직교하며 무수히 많이 존재한다. 그중에서 영국의 그리니치(Greenwich) 천문대를 통과하는 자오선을 0˚로 하여 경도의 기준으로 삼고 본초자오선(Prime Meridian)이라고 한다. 경도란 본초자오선과 어느 지점을 통과하는 자오선이 지구중심에서 이루는 각도 또는 적도상의 호의 길이. 경도 180˚ 선은 날짜 변경선이라하여 서쪽에서 동쪽으로 넘으면 하루를 빼고(같은 날짜 반복) 동쪽에서 서쪽으로 넘으면 하루를 더한다.(하루를 건너뜀) 경도는 각도 대신 시간으로 표시하는 경우도 있는데, 경도 15°는 1시간, 15'은 1분, 15"는 1초에 해당한다. 따라서 어떤 지점의 지방시(地方時)와 그리니치시(時)의 시차로 그 지점의 경도를 알 수 있다. 옛날의 항해자들은 그리니치시에 맞춘 시진의(Chronometer, 정밀한 시계)의 시각과 천문관측으로 측정한 지방시를 비교해서 그 지점의 경도를 구하였다. 위도는 야간에 북극성의 고도를 측정하여 알아내었다. 지구상공에 인공위성이 떠 있는 오늘날에도 해상에서는 숙달된 항해사가 육분의로 별의 고도와 방위각을 측정하고 그 측정값을 바탕으로 AlManac을 이용하여 산출한 위치가 GPS가 알려주는 위치보다 정확한 경우도 왕왕 있으므로 구식방법이라고 무시하지마시라.
       
   赤道(Equator) : 대권중에서 지축과 직교하는 원. 하나만 존재한다. 위도 0˚

小圈(Small Circle) : 지구의 표면에 원주가 접하는 대권 이외의 원으로서 이 역시 무수히 존재한다.

   거등권(Parallel) : 무수히 많은 소권중에 적도와 평행한 소권. 위도선.
위도에는 지리위도, 지심위도, 천문위도가 있는바, 지리위도는 어떤 지점에서 지표면에 수직인 직선이 적도면과 이루는 각도를 말하며 지심위도는 그 지점을 지구중심과 연결한 직선이 지구중심에서 적도면과 이루는 각도이고 천문위도는 그지점에서의 수준면에 대한 연직선이 지구의 자전축과 이루는 각도인데 천체를 관측하여 결정한다. 지심위도와 천문위도의 차는 몇초정도로 미소하지만 지리위도와 지심위도의 차이는 가장 클 때 11˙ 30˝ 이다. 또 지도에 사용되는 위도는 지리위도 이다.

지도 : 3차원의 지구표면을 평면상에 표현한 그림

圖法
3차원의 지구표면을 평면상에 나타내는 방법, 즉 지도의 제작방법을 의미하는데, 상상으로 지구를 투명한 구로 가정하고, 중심에서 지구의 표면 또는 한점에 접한 스크린에 빛을 투사하여 스크린에 나타나는 영상을 취하는 방법을 사용하므로 투영도법(Method of Projection) 또는 투영법(Projection, Map Projection)이라고도 한다. 
상상속에서 스크린은 지구표면에 접하는 꼬깔(Cone), 원통(Cylinder) 또는 지구표면의 한 점에 접하는 평면(Plane) 등으로 가정하는데, 가정하는 스크린에 따라 표현되는 지구의표면의 모양(지도)가 달라지게되므로 지도를 제작할 지역의 실제지형을 최소의 왜곡으로 나타낼 수 있는 스크린을 채택(도법선택)하게 된다. 

또, 지도의 특징으로 도법을 분류하자면
정거도법(正距圖法): 투영면상의 거리가 일정한 도법, 기본지형도
정적도법(正積圖法): 투영면상의 면적이 일정한 도법, 각종 분포도
정각도법(正角圖法): 투영면상의 방위각이 일정한 도법, 항행도
로 나눌 수 있는데, 거리, 면적, 방위각이 모두 정확한 지도를 만들 수 있는 도법은 없고 필연적으로 왜곡이 발생할 수 밖에 없으므로 사용목적에 따라 적절한 도법을 선택하여 제작하게 된다.

지도를 제작하기위해서는(현재는 WGS84 타원체로 통일되어 가는 추세이지만) 먼저 준거타원체를 선택하고 투영법을 선택하여 제작하게 된다.

이중에서 스크린으로 원통을 가정하고 원통의 가로선을 지구표면의 적도에 접하게하여 투영하고 극쪽으로 갈수록 좁아지는 경도선 사이의 간격을 적도상에서의 경도선 간격과 동일하게 늘이고 그 비율만큼 위도선의 간격도 늘이는 투영법을 1569년에 네덜랜드인 Gerardus Mercator가 개발한 바, 개발자의 이름을 따서 Mercator 투영법이라고 하는데, 적도부근에서는 거의 왜곡이 없으나, 적도에서 남북으로 멀어질수록 왜곡이 커진다. 또, 정각원통도법(正角圓筒圖法)인 이도법은 극쪽으로 갈수록 경도간격이 원래의 간격보다 넓어지고 그 비율만큼 漸次 위도 간격이 넓어지므로(漸長: 점차적으로 길어짐) 漸長圖法이라고도 한다. 이런 이유로 극으로 갈수록 실제면적과 비교하여 지도상의 면적이 확대(위도 60 °에서 경도선사이의 간격이 2배로 확대되고 그에따라 위도선 사이의 간격도2배로 확대되므로 면적은 약 4배로 확대됨. 위도 60 °에서의 실제 경도선사이의 간격은 적도상의 동일한 경도선사이 간격의 1/2 이다)되어 표시되는 단점이 있다. 눈치 못채고 있었던 분들이 많이 있겠지만 주위에서 흔히 볼 수 있는 세계지도는 거의 Mercator 투영법으로 작성되어 있는데 고위도 지역이 실제보다 훨씬 넓게 표현되어 있다.(멕시코보다 훨씬 크게 나타내어져 있는 알래스카가 실제로는 멕시코보다 작다던가..)
이런 단점에도 불구하고 경위도선 사이의 간격이 같은 비율로 늘어남으로서
① 경위도선이 평행한 직선이 되어 경도선과 위도선이 직각을 이루게 되며, 경도선은 진북(眞北)을 표시한다.
② 항정선이 자오선과 동일한 각도로 만나게 되어 해도에 게재되어 있는 나침도(Compass Rose)로 선박의 침로나 방위를 결정할 수 있다.
③ 육지의 모든 물표의 방위각이 해도상에서 나침도로 측정한 각도와 일치하므로 배의 위치를 파악하기 수월하다.
④ 두 지점 사이의 거리가 직선으로 표시된다.
는 장점이 있으므로 해도는 주로 이 Mercator 투영법으로 제작한다.(국제수로기구의 권고사항이기도 하다.)
참고로 위도 1°간의 실제 거리는 지구가 적도반지름이 극반지름보다 큰 타원체이므로 극으로 갈수록 길어지며, 위도 45도에서의 위도 1분의 길이에 해당하는 자오선상의 호의 길이를 1海浬(NM: Nautical Mile, Sea Mile, 해상마일, 1852m)이라고 하는데, 점장도상에서는 위도눈금 1분의 길이가 극으로 갈수록 길어지므로 위도눈금으로 거리를 측정할 때는 측정대상 위치 부근의 위도눈금으로부터 취하여야 한다.
陸浬(Land Mile, Mile) : 1609.3m. 로마시대의 행군 단위에서 유래하였다고하며 자연의 어느수치와도 관계가 없다.

Mercator 투영
    

그리고 Mercator 투영에서 원통을 90도로 회전시켜 원통의 가로선을 투영범위의 중앙자오선과 일치시켜 투영하는 투영법을 Tranverse Mercator(TM, 橫 Mercator) 투영법이라고 하는데 중앙자오선 부근에서는 왜곡이 적고 중앙자오선에서 동서로 멀어질수록 왜곡이 크므로 길이가 길고 너비가 좁은 지역을 표현하는데 적합하다. 우리나라의 지도는 이 TM 투영법을 이용하여 제작한다.

참고로 TM과 UTM은 원래 투영법을 의미하지만 해당 투영법으로 투영하여 제작한 지도의 평면직각좌표계도 TM 좌표계와 UTM 좌표계라고 한다.

TM 투영
    

UTM 투영은 아래의 좌표계에서 함께 정리.

심사도법(Gnomonic Projection)은 스크린으로 지구표면의 한점에 접하는 평면을 가정하고 그 평면위에 지구표면을 투영하는 투영법인데 항해관계에서는 大圈圖法(Great Circle Projection)이라는 용어를 주로 사용한다.

참고로 심사도법으로 작성된 지도상에서는 대권은 직선으로 항정선은 곡선으로 나타나며, 점장도법으로 작성한 지도상에서는 대권은 곡선으로 항정선은 직선으로 나타난다. 항정선(Rhumb Line)은 모든 자오선과 동일한 각도로 만나는 선이다.

이외에도 여러가지 도법이 있는 줄 알고 있으나 요정도로만 정리.

좌표계
공간 상의 한 점의 위치를 나타내기 위한 일종의 규칙(약속)으로서 수학적 체계이다.

지심좌표계 : 3차원 직각좌표계, 우리가 사용할 일은 없을 듯하다.

경위도좌표계 : 적도와 본초자오선의 교점을 원점으로 하는 구면좌표계로서, 원점을 중심으로 적도를 따라 동서로 180˚씩 나누고(경도), 원점을 중심으로 자오선을 따라 남북으로 90˚씩 나누어(위도) 원점을 기준으로 지구중심으로부터 남북/동서 방양의 각도 혹은 적도 및 자오선상의 호의 길이로 위치를 표시한다. 임의로 원점을 지정할 수 있는 직교좌표계와 달리 단일 원점을 가지는 절대좌표계 이다.

직교좌표계(직각좌표계, MBRG: Map Based Rectanglar Grid) :  임의의 원점을 지정하고(통상 투영의 원점을 원점으로 지정한다) 원점으로부터 동서방뱡과 남북방향의 거리(m)로 평면상의 위치를 표시하는 2차원 좌표계. TM좌표계, UTM좌표계도 직교좌표계의 일종이다. 좌표계에 음수가 출현하는 것을 방지하기위해 원점으로부터의 북향가산값(False Northing)과 동향가산값(False Easting)을 사용하기도 한다. 사용자가 임의로 원점을 지정하여 사용하는 직교좌표계를 User Grid라한다.
직교좌표계의 명칭은 투영법의 명칭을 그대로 사용하는 경우가 많다.(예: TM좌표계, UTM좌표계)

UTM(Universal Tranverse Mercator)는 전 지구상의 위치를 통일된 체계로 나타내기 위해 미육군이 1947년에 개발한 직교좌표계 방식으로서 TM 투영을 그 기본으로 하는데, 북위 84도에서 남위 80도 사이의 지역을 경도 180˚를 기준으로  경도 6˚ 폭으로 구획하여 서경 180˚ ~ 174˚ 구역(Zone)을 1번으로하여 동쪽으로 향하며 구역번호를 부여하고 (동일한 좌표가 북반구와 남반구에 두개 존재하게 되므로 구분할 수 있도록)적도를 기준으로하여 위도 8˚ 폭(단 가장 북쪽의 N72˚~N84˚ 구역은 12˚ 폭)으로 구획하여 북반구는 N~X 남반구는 M~C 의 구역기호(I와 O는 사용하지 않음)를 부여하여 구역번호와 구역기호를 조합하여 구역명칭으로 한다. 구역마다 중심자오선을 취하여 투영하며 각 구역의 중앙자오선과 적도의 교점을 원점으로 하여 m단위로 위치를 표시하는데(주의: 구역기호에 따른 원점변경은 없음, 즉 같은 구역번호를 가진 구역은 원점이 동일) 좌표에 -값이 사용되는 걸 방지하기 위하여 동향(Easting)값에는 500,000 남반구의 북향(Northing)값에는 10,000,000을 더하여 표시한다. UTM 투영에서는 중심자오선과 평행한 남북방향으로의 scale 왜곡은 일정하지만 중심자오선으로 부터 동쪽이나 서쪽으로 멀어질 수록 Scale 왜곡이 심하게 되므로 왜곡을 동일하게 하기 위하여, 측정된 모든 길이에 대하여 Scale factor(축척계수 또는 선증대율) 0.9996을 곱해준다. UTM 좌표계와 경위도 좌표계 간의 좌표계 변환시에는 이 값을 적용하여야 한다.(중앙자오선에서 동서방향으로 약 180Km 지점에서 선확대율이 1.0000이 되고 중앙자오선상의 선확대율은 0.9996이 된다. 따라서 중앙자오선상에서의 수평오차는 180,000 x (1-0.9996)=72m가된다.
북위 84도에서 남위 80도 이외의 지역은 UPS(Universal Polar Stereographic) 투영법으로 지도를 제작한다.
군용지도의 좌표계인 MGRS(Military Grid Reference System)은 이 UTM 좌표계를 바탕으로 만들어지는데, UTM 좌표계 그자체라고도 생각할 수 있다.(UTM 좌표계의 각 구역을 가로세로 각100KM로 구획하여 각각의 구역에 알파벳 두자리의 구역기호를 부여하고 UTM구역원점으로 부터의 거리 좌표를 사용, 좌표값이 UTM 좌표에서 끝의 5자리 숫자와 동일)

 

Datum, Projection, 좌표계의 개념을 확실히 파악하기위해 지도제작과정을 나름대로 정리해보자면,

먼저 Datum이 결정되면 Datum에는 이용하는 준거타원체의 선정도 포함되므로,
해당 준거타원체를 적절한 투영법으로 투영하여 지도를 작성하고,
작성된 지도에 필요한 좌표계의 좌표를 표시한다.

지도를 이용하는 입장에서는 위의 사항들을 기억하고 있으면 혼동을 겪지않을 것이다.

위의 내용들은 기초적인 내용들이고, 지금부터는 우리나라지형도의 경위도 좌표계와 직교좌표계 및 Ozi Explorer에서의 맵매칭에 관해 생각해 본다.

우리나라 지형도의 경위도좌표와 직교좌표계의 좌표
2009년 12월 10일 부터 시행되고 있는 우리나라의 직교좌표계(2009 TM)은 원점을
서부원점
38˚ 00˙ 00˝ N, 125˚ 00˙ 00˝ E
중부원점
38˚ 00˙ 00˝ N, 127˚ 00˙ 00˝ E
동부원점
38˚ 00˙ 00˝ N, 129˚ 00˙ 00˝ E
동해원점
38˚ 00˙ 00˝ N, 131˚ 00˙ 00˝ E
의 위치로 각각 정하고
동향가산값은 200,000m, 북향가산값은 600,000m 로 부여하였다.
이전에는 북향가산값이 500,000m(제주도 및 인근 섬의 경우는 550,000m)였으나 600,000m로 통일/변경되었다.

UTM-K : 2004년 6월 15일에 건설교통부(현, 국토해양부)에서 "한국형 UTM좌표계"라고 명명하여 고시한 직교좌표계로서 원점을 동경 127˚ 30＇ 00.000˝ 북위 38˚ 00＇ 00.000˝로 정하고 동향가산값을 1,000,000m 북향가산값을 2,000,000m 로 부여하였으며 이외의 사항은 UTM과 동일하다. 기존 TM좌표계에서는  지역에 따라 서부, 중부, 동부, 동해 원점을 각각 사용하였으나, 전국 단위의 연속적인 기본 지리 정보의 위치 기준을 통일함으로서 분야별 기본 지리 정보와 여러 GIS를 상호 연계, 통합하기 위해 하나의 원점을 가지는 단일평면직각좌표계를 제정하였다고 한다. 하지만 나는 아직 UTM-K 좌표값이 기재된 지도를 접해 보진 못했다. 

아래그림은 경위도격자와 직교좌표계의 격자를 비교해 보기 위해 작성한 경위도 좌표로 구획한 우리나라 1 : 25000 지형도 전체이다.
청색사각형은 지형도를 구획한 경위도 선(도곽)이며, 흑색선은 직교좌표계의 격자를 그려 본 것.
(서부, 중부, 동부, 동해 원점 각각에 대하여 작성해야 정확하겠지만, 구찮기도 하고 경위도좌표계와 직교좌표계의 차이만 파악할 수 있으면 될 것이므로 중부원점 기준으로만 작성했다.)
보는 바와 같이 투영의 중앙자오선인 동경 127도선을 중심으로 경위도 선이 좌우로 기울져 있고 직교좌표계의 격자와 어긋나 있다.

여기서 아래와 같은 사항을 생각해 볼 수 있다.
우리나라의 지형도는 경위도좌표로 범위를 구획하고, 외곽선을 투영의 중앙자오선과 평행/직교하는 직선으로 작도 하였다고 추측된다. 따라서 우리나라의 지형도는 중앙자오선과의 위치관계에 따라 경위도선이 좌 혹은 우로 기울어진 지도가 되고 윗변과 아랫변의 길이가 (미세하게) 차이가 나는 사다리꼴의 모양이 된다. 그러므로 GPS에 사용을 하기위하여 편집을 한다면 흔히들 얘기하는 진북수정이란 얘기는 터무니 없는 이야기가 되겠고, 대신 위도선을 수평교정을 하고 도곽선 바깥의 여백을 제거하여 Calibration을 하여야 할 것으로 생각한다.
또 위의 추측이 맞다면, 우리나라의 지형도의 난외주기에 표기되어 있는 아래와 같은 도자각, 도편각 그림에서 도북선은 중앙자오선과 평행관계를 가질 것 같다.
또 한가지, 만약 자기 나침반으로 지도정치를 한다고 가정했을 때, 우리나라 지형도의 경우는 이미 도상에 진북(경도선)이 표시되어있기 때문에, 자편각만 파악하여 적용하면 되는 데, 그림에서 보다시피 정작 필요한 자편각은 기재가 되어 있지 않으므로 그림을 보고 계산으로 구할 수밖에 없다. 아래그림의 경우 자편각은 6˚ 41＇W(자북이 진북보다 서쪽, 즉 서편각)이 된다. 따라서 경도선을 자기 나침반의 눈금 6˚ 41＇(이렇게 정밀한 눈금이 있는 휴대용 나침반이 있을 리는 없지만)에 일치시키면 된다. 자북선이야 필요에 따라 긋든지 말든지 알아서 하면 될 것이고....
그리고 도북을 영어로 Grid North 라고 하여 그의미에 관해 설왕설래 하는 걸 본 기억이 있는데, 도북을 구지 영어의 North Grid에 대응시켜 옳니 그르니 하기 보담은 도북은 글자 그대로 지형도의 수직선 윗쪽방향을 뜻하는 것으로 생각하는 것이 적절할 것 같다.(도북이란 단어가 Grid North를 한글로 번역한 것인 지는 모르겠으나 우리나라 지형도에서의 도북은 위에 이야기한 의미로 사용되는 것 같다.) 위에서 이야기 했다 시피 이미 진북이 표시되어 있으므로 도북을 참조할 이유는 전혀 없으므로 잊어버리고 도편각이나 계산하여 기재해두면 될 것 같다.
정확하게 매칭된 지도에 User Grid를 긋고 GPS와 좌표를 동기화해서 이용하면 더욱 편리할 테고...

직교좌표계로 구획한 지도의 경우는 직교좌표계의 수직 눈금선이 도북이며 당연히 진북과는 방향이 다르다.

이 경우에는 도곽선을 수직 혹은 수평 교정하고 직교좌표계의 좌표로 Calibration하면 될 것으로 생각한다.

우리나라 1 : 25000 지형도의 欄外註記의 내용중 일부

난외주기의 내용중에 TM 과 "직각좌표"에 특히 주목.
즉, 우리나라의 1 : 25000 지형도는,
측지계로서 GRS80 타원체를 채택하고 있는 ITRF2000 측지계를 채택하였다고 되어 있으므로 GRS80 가상지구타원체를 TM 투영법으로 투영하여 작성하고 경위도좌표와 중부원점을 기준으로 한 직각좌표계의 좌표(KM 단위)를 모두 표기하고, 고도의 기준은 인천만의 평균해수면(제주도는 제주만, 기타도서는 별도기준)이라는 이야기. 여러가지 방법(항공사진, 삼각측량 등)으로 확보한 데이터를 적용하여 제작하게 될 것이며, 경위도좌표계의 좌표를 기준으로 동서/남북 각 7˚ 30˙ 씩의 간격으로 구획한다.(참고로 우리나라에서 간행되는 海圖는 WGS84 데이텀을 사용하며, 군사지도도 UTM 기반이므로 WGS84 데이텀을 사용한다는 것을 알 수 있다.)

따라서 경위도 좌표를 이용하여 매칭을 할 수도 있고, 원점을 설정하고 직각 좌표계의 좌표로 매칭을 할 수도 있겠지만 경위도 좌표계를 기준으로 구획한 지도이므로 경위도좌표로 매칭하는 것이 여러면에서 편리하다.(직교좌표계의 좌표값은 도곽을 따라 동향값 혹은 북향값만이 표기되어있고 직교좌표계의 격자가 작도되어있지 않기 때문에 좌표값 파악이 무지 번거럽다.) 하지만 수치지도를 캐드에서 매칭할 경우에는 직각좌표계의 좌표로 매칭을 할 수 밖에 없다. 만약 직교좌표계의 좌표로 매칭한다면 같은 경도선이나 위도선상에 위치한 지점이라도 직교좌표계로는 가로값(Easting)과 세로값(Northing)이 다르게 되므로 주의가 필요할 것 같다. 같은 경도선상의 지점이라도 세로위치에 따라 동향값이 상이할 것이고, 같은 위도선상의 지점이라 할지라도 가로위치에 따라 북향값이 상이하다는 이야기.

지도는 투영의 특성상 투영의 중앙자오선을 기준으로 어느 한쪽으로 기울어지게 되는데, OziExplorer에서는 한쪽으로 기울어져 있는 지도를 수평 교정을 하지않고 매칭을하더라도 다점 매칭을 하면 정확한 위치를 산출해주므로(Map Merge를 하게되면 설정하는 Projection에 의거하여 수정된 이미지도 출력해 준다) 귀찮은 수평교정작업을 할 필요가 없지만, 도곽바깥의 여백이 OziExplorer의 화면상에 나타난다. Corner Maker를 도곽에 맞춰 설정하여도 프로그램에 의해 자동으로 수행되는 Map Search 시나 Map Merge 시에는 도곽 바깥의 여백이 무시되지만 OziExplorer의 화면상에는 여전히 여백이 나타나므로, 도곽바깥의 여백을 최소화 하고자 상변 혹은 하변을 수평으로 교정하여 매칭하더라도 Map Merge에서 TM으로 설정하면 다시 원래의 기울어진 형태가 된다.

경험에 의하면, 2점 매칭한 가능한 GTM이나 OziExplorer 트라이얼버전 등과는 달리 OziExplorer 정식판으로 多點매칭을 한다면 최소한 매칭을 위한 수평교정작업은 전혀 필요없다. 이미지를 꺼꾸로 뒤집어서 매칭하고 인접도엽과 Merge 해보라. 어떤 결과가 나올까?? 하지만 위에서 이야기한 것처럼 Corner Marker 바깥의 여백을 제거하기위해서는 필요할 수도 있다. 이것 마저도 Map Merge하여 사용한다면 필요없다.

아래는 OziExplorer에서 8점으로 다점매칭한 우리나라 지형도 전체를 Ozi의 Map Merge 프로그램에서 읽어와  Destination Map 탭에서 Lat/Long으로 설정했을 경우 와 Mercator로 설정했을 경우의 이미지 캡쳐(이미 Tranverse Mercator로 투영한 지도임을 상기하자)

Lat/Long 으로 설정한 경우(위도선이 수평)
이상태에서 Merge한 결과물을 확인해 보면 당연한 이야기지만 위도선이 수평이다.
또, Merge한 결과물은 윗쪽의 경도선 간격이 아랫쪽 경도선 간격보다 좁다.

중부원점을 채택한 Mercator로 설정한 경우(직각좌표계의 가로선이 수평)
또, 북쪽으로 갈수록 좁아지는 경도선 사이의 간격을 점점 늘려 모두 동일하게 만들고 경도선의 간격역시 같은 비율로 늘린다.
이상태에서 Merge한 결과물을 확인해 보면 직각좌표계의 좌표점을 이은선은 수평이고, 위도선은 기울어져 있다.