OziExplorer Map Calibration 및 우리나라의 1:25,000 지형도

 

언제 정리 해봐야지 하면서도 미루고만 있었던, OziExplorer의 Map Calibration에 관해 도움말의 내용을 참조하여 설명해 보기로 한다.

 

여담이지만, 산행을 시작한 후 GPS의 필요성을 느껴 알아보던중에 등*매*아 라는 Software를 알게 되었다. 그런데 사용하다 보니 기대에 한참 못미칠 뿐만 아니라 Data의 형식에 관해서도 뭔가 개운치 않은 느낌이 들어 다른 Software를 찾던중 OziExplorer를 알게 되었고 한눈에 바로 이거다라는 확신이 들어 Shareware를 사용해보고 자시고 할 것도 없이 바로 PayPal을 통하여 3D와 CE까지 몽땅 Licence를 구입해 버렸는데, GPS 입문후 가장 잘 한일이 아닌가 생각하고 있다. 그후 지도책을 구입하여 한권을 몽땅 자가 Scan하여 밤새워 Caliblation하여 전국지도를 확보하고 관련 Data도 수집하여 구축하며 유용하게 사용하고 있는데, 그중에서도 OziExplorer의 .map 파일은 호환성이 뛰어나 약간의 수고만 거치면 여러 Software에서 범용으로 사용할 수 있으므로 한번의 작업으로 대부분의 Software에서 Map의 아쉬움을 느끼지 않게되었으니 적어도 나에게는 아주 유용한 Tool로 자리매김 되어있다. OziExplorer외에도 사용해보고 싶은 고기능의 Software가 다수 있지만, 가격이 부담스러운 경제적인 이유가 가장크고 아마츄어의 입장에서는 이정도로도 충분하다고 느끼고 있어 참고있다.

 

본론으로 돌아와서, 

먼저 이 Post에 원용된 Image는 국토지리원 발행 1 : 25,000 축척의 357114 대성 최신도엽이며 모든 이미지는 Click하면 원본크기로 볼수 있음을 밝혀둔다.

 

GPS 운용에 있어서 가장 기본이 되는 것이 Map이고, 그중에서도 OziExplorer의 Map은 대부분의 GPS프로그램에서 쉽게 변환하여 사용할 수 있는 범용성을 갖고 있고, Calibration을 거쳐 생성된 .map 파일은 일반 Text 파일의 속성이므로 뒤에 Text Editor를 이용하여 수정 할 수 있기도 하다.

 

먼저 Map Calibration의 의미에 관해 정의해 보자.

Map Calibration이란 Raster 또는 Vector Image상에서 2개이상의 점(Calibration Point)을 지정하고 그 점들에 해당되는 실제의 지리좌표를 대응시켜(Calibration), 전체 Image에서 어떤 점의 Pixel 좌표라도 해당되는 지리좌표로 환산할 수 있게 해주는 작업이라고 말할 수있다. 간단하게 말하자면, Image를 해당되는 실제의 지리좌표에 대응시키는 행위 또는 Image에 지리적속성을 부여하는 행위(GerReferencing)라고 할 수 있겠다. 또, 정식용어는 아니지만 User들 사이에서 통용되는 Map Matching도 Image를 실제의 지리좌표에 대응시킨다는 관점에서 생각해본다면 틀린 말은 아닐 것같고 新造語로 취급되어야할 듯하다.

 

OziExplorer에서의 Map은 .map과 Map Image의 2개파일로 구성되는데, Map Image는 글자그대로 지도 그림이고, .map 파일은 Map Image 파일의 링크(파일의 위치)를 포함하여 Calibration 정보가 포함되어 있는 파일인데, OziExplorer에서의 Map Calibration이란 이 .map 파일을 생성하는 작업이라고도 할 수 있다. 추후 귀찮은 일을 피할려면 Image 파일과 .map 파일의 명칭은 모두 숫자 혹은 영문으로 작명할 것을 추천한다. 또 OziExplorer는 shp파일등의 Vector Format의 Map을 Import할 수 있는 것과는 별도로 Raster Image의 Map만을 Calibration의 대상으로하고 있다.

 

Map Image를 Calibration 하려면 먼저 당연히 Map Image를 확보하여야만 하는 데, 지도책을 구입하여 Scan하든지, Internet상에 올려져 있는 Image를 다운받아 사용하든지 방법은 여러가지가 있겠지만, 그중에서도 환경부에서 제공하고 있는 1:25,000 지형도 기반의 "생태자연도"를 다운받아 필요한 형태로 편집하면 양질의 지도 Image를 무료(?)로 확보할 수 있을 것이다. 또 1 : 75,000 지형도를 기반으로 하고 있어 약간 정밀도가 떨어지긴 하지만 한국하천정보시스템(K-River)에서 제공하고 있는 지도를 다운받아 사용할 수도 있는데, 이 지도는 Calibration을 완료한 Tif Format으로도 제공되고 있으므로 별다른 수고없이 OziExplorer에서 불러와 바로 사용할 수도 있다. 본인의 경우에는 GPS 입문초기에 마땅한 지도가 없어 *진 출판사에서 간행된 1:50,000 지형도를 구입하여 A4 Scanner로 몽땅 Scan해서 지도 Image를 확보했었는데, 직접 한장이라도 이런 류의 작업을 해본 사람이라면 그 고생스러움을 아리라 믿는 바, 당시에 이런 Service가 있었으면 그 고생을 하지 않았어도 되었을 터이므로 좀 억울 하기도 하다.

 

다음은 OziExplorer에서 사용할 수 있는 여러가지 Image 파일의 Format에 대해 알아보자.

참고 : 여기서 언급하는 Paging이란 Memory의 효율적 사용을 위해 화면에 표시되는 부분만 Ram에 Loading 시키는 Memory 운용기법을 의미한다.

 

BMP : 압축을 하지 않으므로 파일의 용량이 대단히 크고 파일전체가 Ram에 Loading 되어야 하기 때문에 Memory사용이 비효율적이다. 비등록판에서는 이 BMP Format만을 사용할 수 있다.

 

TIF : Image를 다양한 방식으로 압축할 수 있고 Paging이 가능하므로 Memory 운용이 효율적이다.

대표적인 압축방식에는 LZW 와 Packbit이 있는데, 파일 용량이 문제가 되지않을 경우 Packbit 압축을 사용한 TIF Format이 권장 표준 Format이다.

 

PNG : 압축율이 높아 파일의 용량은 작아지지만, 파일의 압축이 해제되어야 하고 전체가 Ram에 Loading되어야 하는데, Non Paging Format으로는 권장된다.

 

ECW : 고압축 Format으로 Paging이 가능하다.

 

SID : 고압축 Format으로 Paging이 가능하다.

 

JPG : 압축율은 높지만 Loading이 늦고 압축해제되어야 하며 파일전체가 Ram에 Loading 되어야하므로 Memory 사용이 비효율적이다.

 

Ozf2 및 Ozfx3 : OziExplorer의 Img2Ozf 또는 Map Merge Utility를 사용하여 .map 파일을 매개로 위에 열거한 Image들을 변환한 Format으로서 OziExplorer의 전용/독자적 Format 인 바,

1. 신속한 Paging

2. 필요한 부분만 압축해제

3. Zoom Level에 따른 별도의 Image를 내장

과 같은 특징을 가지는데, 위 3의 특징으로 인해 파일의 크기가 약간 크진다는 단점이 있지만 부드러운 Zoom이 이 단점을 상쇄한다.

 

결론적으로 지도 Image를 확보할 때에는 TIF Format이 가장 적절할 것으로 생각된다.(무료 Software인 AlSee에서 변환하여 사용하기를 추천한다.)

 

다음은 가장 중요한, 이렇게 확보한 Image 파일을 OziExplorer에서 Calibration하는 방법에 관해 설명한다.

 

OziExplorer를 실행시키고, Menu의 File → Load and Calibrate Image를 차례대로 Click하면

아래 그림에서 보는 바와 같이 File Browser가 열린다.

여기서 Calibration할 Image를 선택하고 Double Click 하거나 열기 버턴을 Click 하면,

 

  

 

아래 그림과 같이 Calibration 화면이 열린다.

 

 

그림만으로도 어느정도 알 수 있으리라 생각하지만, 각각의 구성요소를 설명하자면,

 

Map View Window : 현재 화면에 보이는 Image가 전체 Image에서 어느 부분인가를 적색사각형으로 나타내며, 적색사각형을 마우스를 사용하여 이동시키면 Main 화면에 해당 범위가 표시된다.

 

Zoom Window : 마우스 커스가 위치한 부분을 확대하여 보여준다.

 

Map View Window 및 Zoom Window는 오른쪽의 Map View, Zoom Window 버턴을 클릭하면 보였다 안보였다 표시가 전환된다.

 

우상단의 Setup 및 Point 탭 : Setup 탭에서는 해당 Map Image에 적용될 전체적인 설정을 하게되고, Point 탭에서는 9개까지의 Point를 지정하여 Image의 Pixel 좌표 및 그에 해당되는 지리좌표를 입력한다. Point 탭의 우측 Scroll 버턴으로 Point 탭을 SCroll 할 수 있는데, 여기의 Calibration 화면상으로는 9개까지 Calibration Point를 지정할 수 있지만 .map 파일을 Text Editor로 편집하면 최대 30개 까지 지정할 수 있다.

 

Map Name : 여기에 입력한 명칭이 OziExplorer의 Title Bar에 나타나게 된다. 적절한 명칭을 입력한다.

 

Map Datum : DropDown 목록에서 해당 Map Image의 제작에 사용된 Datum을 선택한다.

 

Mar Var : 자기편차 입력. 입력하지 않으면 GPS 수신기가 제공하는 값 또는 자체 계산값을 사용한다.

 

Map Projection : 이 DropDown 목록에 있는 항목들은 글자 그대로 투영법을 뜻하는 항목도 있고, 좌표계를 의미하는 항목도 있으며, 투영법과 좌표계를 함축한 항목(예, Tranverse Mercator : 횡 머케이터 투영법으로 제작한 지도의 직교좌표계)도 있다.

 

Projection Setup 버턴 : Map Projection DopDown 목록에서 Parameter를 설정해야하는 항목을 선택했을 때 활성화 되며, Click하면 아래그림과 같은 Dialog가 열린다. 아래그림은 Tranverse Mercator를 선택했을 경우.

 

 

Latitude Origin : 위도 원점

 

Centeral Merdian : 중앙자오선(경도)

 

Scale Factor : 축척계수 UTM, UTM-K의 경우 0.996, TM투영에서 투영의 중앙자오선에서 동서로 멀어질수록 확대되는 거리에 대한 보상계수이지만, User Grid를 적용할 경우에는 순수한 Scale의 의미로도 사용되므로 의미를 잘 파악해 두기 바란다.

 

False Easting : 동향 가산값

 

False Northing : 북향 가산값

 

이 설정항목들은 User Grid 설정시에도 반드시 알아야 하는 내용들이므로 반드시 익혀 둘 것.

 

Options : Options 버턴을 Click 하면 아래그림과 같은 Dialog가 열린다.

 

 

Attach Files to Map : Track, Waypoint 등의 파일을 Map에 첨부할 수 있다. 여기서 첨부한 파일들은 해당 Map을 열 때에 Map과 함께 Loading 되게 된다. 지형도에 표시되어 있지 않은 임도, 등산로등의 표시에 사용하면 편리하다. 하지만 약간의 제한사항도 있는데 아래의 내용을 참조하기 바란다.

1. Track 파일은 50개까지 첨부할 수 있긴 하지만 많은 Track Point를 가진 다수의 Track을 첨부하게 되면 실행속도가 느려진다. 따라서 첨부할 Track 파일은 Track Control Dialog를 이용해 Track Point의 갯수를 줄이는 등의 추가적인 조치가 필요하다.

2. Waypoint, Route, Event 파일은 각각 1개씩만 첨부할 수 있고, 환경설정내의 (Maps Tab에 있는)Map Load Options에서 Keep Map Objects (Waypoints, Events 및 Routes)로 설정해두었다면, 현재 Loading 되어있는 Object들을 유지하기 위하여 이들 File은 메모리내에 지정한 Object Type의 파일이 없을 경우에만 Load 되게 된다. 

 

Including in Moving Map : Moving Map Mode에서, 위치가 해당 Map 범위의 경계를 벗어날 경우에 행해지는 자동 Map 탐색시 해당 Map의 포함여부를 지정할 수 있다. 이 옵션은 Moving Map Mode에서의 자동 Map 탐색시에만 적용되며, Map 탐색의 다른 경우에는 해당되지 않는다.

 

Use Polynomial Calibration for Map : 다항수식을 사용한 Calibration 계산 적용여부, Map이 전체에 걸쳐 일정한 곡률로 휘어져 있을 경우 설정하면 자동으로 보상하여 계산된다. 단, 완벽한 직교좌표계의 지도를 직교좌표를 사용하여 Calibration할 경우에는 설정하게 되면 예기치않은 오류를 일으키게된다.

 

BSB Calibration : BSB Chart의 제작사에서 제공하는 Calibration 수식을 사용할 것인지, 그 수식(왕왕 오류가 있는 경우가 있으므로) 대신 OziExplorer 자체적으로 파악한 수식을 사용할 것인지를 선택한다.

 

Corner Maker 버턴 : Corner Marker를 설정할 수 있다.

 

 

Corner Marker는 의외로 소홀히 하는 것 같은데, OziExplorer에서는 Corner Marker를 연결한 선(위의 그림에서 청색으로 표시한 선)을 도곽(지도의 경계)로 간주하므로 중요하다면 중요하다고 할 수 있다. 설정은, Corner Marker Button(위의 그림에서 Option 우측에 적색사각형으로 표시해둔 Button)이 눌려진 상태에서 보이게되는 Corner Marker를 도곽의 4모서리에 Drag하여 일치시키면 된다.

OziExplorer에서 여러 상황에서 Map을 탐색시 이 Corner Marker를 연결한 선을 해당 Map의 경계로 인식한다. 또, Map Merge Utility로 복수의 Map을 병합시에 Corner Marker를 연결한 선의 바깥부분은 제외되게 된다. 간단하게 말하자면 Map Image의 도곽을 OziExplorer에 인식시키는 도구라고 할 수 있겠다. 따라서 적어도 OziExplorer에서만 사용하거나 Map Merge Utility로 병합하여 추출한 Map을 Image 파일로 변환하여 사용할 경우에는 여백을 잘라내는 Crop 작업은 의미가 없게된다. 참고로, Calibration Point 지정시에 이 Corner Marker 내에서는 Cursor가 사라지게 되므로 일단 Off로 해두고 각 Point의 설정을 마친후 활성화하여야 한다.

 

Point 1 ~ 9 : Point 탭을 선택하면 마우스 Cursor가 우측아래에 Point 번호가 부기되어 있는 Cross Hair(십자선)으로 바뀐다.

 

 

이 Cross Hair 모양의 Cursor를 Zoom Window를 보면서 Image상에서 지리좌표를 알고있는 위치에 위치시킨후 左Click 하면 Click한 위치에 Point 번호가 右下에 부기된 3개의 적색동심원이 표시되고, 우측의 Image Coordinates 입력란에 Image상에서의 해당 Pixel 좌표가 자동적으로 입력된다. 표시되는 적색동심원을 도움말에서는 Bulls Eye(황소눈)으로 표현하고 있는데, 재미있는 명칭이라고 생각되지 않는가? Pixel 좌표 입력란 우측의 CheckBox는 Calibration에 해당 Point의 사용여부를 설정하는 것이다. Check를 해제하면 이 Point는 Calibration 계산에서 제외되게 된다. 그 다음에 Point에 상응하는 지리좌표를 입력한다.

이런 방법으로 9개의 Point를 입력할 수 있는데, 선택한 Projection이 격자 좌표계(Tranverse Mercator등)이면 일부는 경위도 좌표로, 일부는 격자좌표로 입력할 수도 있다. 하지만 하나의 Point에 대해 두가지 모두를 입력할 수는 없다. 도움말에는 두가지 모두를 입력한 경우 위경도좌표만이 계산에 사용된다고 나와 있다.

확인 해보기 위하여 실제로 아래 그림처럼 1, 2번 Point는 직교좌표로, 3, 4번 Point는 경위도로 좌표를 입력(도, 도분, 도분초방식을 혼용하여 입력)하여 Calibration하고 저장하여 Track을 Load 하여 확인해 보았더니 이상없이 나타났다.

 

  

 

또 지리 좌표 입력란의 형식은 환경설정에서 설정한 형식(도, 도분, 도분초)으로 나타나지만, 입력은 어떤 형식으로 하더라도 인식된다. 심지어 동일한 Poin에 대하여 위도는 도분 형식, 경도는 도 혹은 도분초의 형식으로 입력하더라도 인식된다. 따라서 좌표의 입력은 상당히 자유롭다고 생각할 수 있다. 의심스러우면 직접 실험을 통해 확인들 해 보시길,,,

 

입력방법 예 35도 22분 30초의 경우

도       35    .375

도분    35    22.5

도분초 35    22 30

 

Tip : Calibration Point 지정시에 Keyboard로도 Point 지정이 가능한데, Mouse로 지정할 Point 부근에 Cursor를 위치시킨 후, Keyboard의 Shift Key를 누른상태에서 화살표키를 사용하면 해당 방향으로 Cursor가 이동한다. 이 방법으로 Mouse보다는 좀 더 세밀하게 Cursor 위치를 지정할 수 있으므로 활용해 보기 바란다.

 

또, 지정한 Point에 해당되는 지리좌표는 대부분 위에서 설명한 바와 같이 직접 입력하겠지만, Degrees & Mins 우측의 Wp 버턴을 눌러 미리 Load 해둔 Waypoint를 이용하여 입력할 수도 있으므로 참조하기 바란다.

 

다시 Setup 탭을 Click하고 숨겨두었던 Corner Marker를 버턴을 Click하여 활성화한 다음 Save 버턴을 눌러 저장한다. 이 경우 Ozi Explorer에서 Image명칭을 이용한 .map 파일의 명칭을 제시하여 주는데(예, 357114_DaeSeong) Image 명칭을 영문 및/또는 숫자로 작명하여 두었다면 그대로 저장하여도 무방할 것이다.

 

다음으로, OziExplorer에서는 Calibration Point를 2개 에서 30개(Calibration 화면상에서는 9개)까지 지정할 수 있으므로 상당히 정밀한 Calibration이 가능한 바, Calibration Point 의 갯수에 따른 Calibration 방법에 대해 알아보자.

 

먼저, 2 Point Calibration

Calibration Point로 2개 만을 지정하므로, 입력한 Calibration Point에 대한 값들과 측정점의 값과의 1차적 비례관계만을 계산(x:y = x':y')하여 지리좌표를 산출하게 되므로, 당연히 지도 이미지의 경위도선(혹은 격자선)이 화면의 테두리와 평행이어야만한다. 즉, 위도 혹은 격자의 가로선은 수평, 경도 혹은 격자의 세로선은 수직이어야 하고 서로 직교하여야만한다.

 

비등록판에서는 이 2 Point Calibration만이 가능하고, 더불어 이미지형식은 .Bmp, Datum은 WGS84, 좌표입력은 경위도좌표만이 가능한 제한이 있다.

 

그래서 비등록판은 1 : 25,000 종이지형도를 스캔한 이미지이든, 생태자연도를 변환한 것이든 가로도곽선을 수평으로 이미지를 수정한다고 하더라도(아래에서 지형도의 도곽이 사다리꼴이라고 설명하는 부분을 참조) Calibration 결과가  부정확할 수 밖에 없다.(2점 Calibration만이 가능한 GTM도 마찬가지) 하지만, 실용상 큰 지장은 없는 것 같다.

 

하지만 등록판이라면 직교좌표계의 값을 입력할 수 있으므로 2 Point Calibration이라도 꽤 정확한 결과를 얻을 수 있는 방법이 있다.

 

위에서 이야기했다 시피 우리나라의 지형도에는 도곽선 둘레에 중부원점을 적용한 직교좌표계의 값이 기재되어 있으므로 이 좌표값을 활용하면 가능하다.

 

 

위그림은 실제 357114대성 도엽인데(클릭하면 확대됨), 상하좌우변에 기재된 직교좌표(Km 단위)와 본인이 그어놓은 적색선을 유심히 살펴보기 바란다.

그림에서 보는 것처럼, 도곽에 가장 가까운 직교좌표계의 동일한 값들을 연결하는 직선(격자, Grid)를 긋고 가로선을 수평으로 맞춘다음 격자 교차점의 좌상 ,우하(혹은 좌하, 우상)의 2점을 Calibration Point로 취하여 Calibration 하게되면 정확한 결과를 얻을 수 있다.

 

   

  

실제로 위의 방법으로 Calibration하여 8개의 경위도 교차점을 취하여 Calibration했던 Map과 Track을 불러와서 비교해보니, 적어도 눈으로는 차이를 알 수 없었다.

 

3 Point Cablibration

경위도선 또는 격자선이 직선이어야하고 1차적 비례관계만을 따진다는 점에서는 2 Point 방식과 동일하지만, 3 Point 방식에서는 이미지가 회전 혹은 기울어져 있어도 자동으로 보상되어 좌표가 산출된다. 따라서 Calibration Point를 3개이상 지정하여 Calibration하게되면 Image의 수평보정작업은 불필요하게된다.

 

4, 5, 6 Point Calibration

4, 5, 6 Point 방식은 3 point 방식과 동일하지만 모든 Calibration Point에 입력한 값의 평균을 취하여 좌표를 산출하게 된다.

 

7 Point 이상의 Calibration

7 Point 이상을 지정하는 Calibration은, 회전 또는 기울어진 이미지를 대상으로 하며, 또 Use Polynomial Calibration for Map 옵션을 설정하여 위경도선 또는 격자선이 휘어져 있는(곡선) 이미지도 Calibration할 수 있다. 하지만 곡률(휘어진 정도)는 이미지의 전체에 걸쳐 일정하여야만한다. 실제로 이 옵션을 선택하고 Calibration 완료후에 확인해보면, 도곽경계점의 좌표를 제외하고 Image 내부에 지정한 Calibration Point들에 입력한 지리좌표들은 입력값과 다르게 조금씩 변경되어 있는 것을 발견할 수 있다.

주의: 완벽한 직교좌표계의 지도 이미지에 Use Polynomial Calibration for Map 옵션을 적용하면 예기치 못한 결과를 가져올 수 있다.(위의 해당항목 설명 참조)

 

이렇게 까지 할 필요는 없겠지만, 실제로 9개 이상의 Calibration Point를 지정할 수 있는 지 확인하기 위하여 위에서 거론했던 방법으로 9점 Calibration한 357114_DaeSeong.map을 메모장으로 열고 16개의 경위도 교차점중 위에서 지정한 9개를 제외한 7개를 메모장에서 입력한 후 저장하고 OziExplorer에서 열어보았다. 경위도 교차점의 Image 상 Pixel 좌표는, Calibration 화면에서 Cursor 위치의 Pixel 좌표를 좌표 표시란에서 파악할 수 있다. 

 

  

 

위 그림에서 보다시피 아주 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 이방법은 Scan과정등에서 왜곡된 Map Image를 Calibration할 경우 사용하면 조금은 나은 결과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

 

.map 파일을 메모장등의 Text Editor로 열어서 내용을 확인/편집하는 것에 관한 사항은 다음 Post를 참고하기 바란다.

 

 

이제 국토지리원에서 간행되는 1 : 25,000 지형도에 관해 알아보기로 하자.

 

여기서 예를 드는 것은 1 : 25,000 지형도이지만 투영법이 동일할 터이므로 타 축척에서도 동일할 것이고 또, 시중의 지도들도 국토지리원의 지형도를 原圖로 사용하고 있을 것이므로 같은 관점에서 생각해볼 수 있을 것이다.

 

먼저 지형도가 어떻게 생겼는 지 부터 확인해보자.

 

아래는 국토지리원의 지도검색 서비스 화면을 캡쳐한 그림이다. 더 자세한 그림을 구하지 못하여 부득이하게 사용하였으나, 여기서 설명하는 내용을 이해하기에는 별로 부족함이 없을 듯 하다.

 

 

25,000 지형도의 범위를 나타내고 있는 작은 Tile말고 큰 Tile을 보면, 위도선이 휘어져 있고(가장 위쪽의 위도선을 보면 명확하게 알 수 있을 것이다.) 경도선사이의 간격도 위로 갈수록 점점 좁아지고 있는데, 이것은 작은 Tile에서도 마찬가지일 것으로 생각된다. 또, 중부원점의 경도선인 동경 127도 선을 중앙으로 좌우대칭을 이루고 있으며(동경 127도의 자오선은 수직이고, 그 좌우의 자오선들은 좌우로 기울어져 있는데, 북쪽으로 연장해 가면 한점 즉, 북극에서 모두 모이게 될 것이다), 좌우의 지형도들은 각각 좌우로 기울어져 있음을 알 수 있다. 

 

여기서 아래의 1 : 25,000 지형도의 난외주기의 내용을 살펴보자.

단, 이 글에서 원용하고 있는 357114 대성도엽은 하단부를 자르고 Scan하여 난외주기가 없어, 비교적 오래된 지형도의 난외주기를 인용한 바, 맨 아랫줄의 청색 수치 운운 부분은 무시하기 바란다.

 

 

Datum은 GRS80 타원체(WGS 84 타원체와 극히 유사하므로 동일하게 생각해도 무방하다.)를 기준으로하는 ITRF2000 을 사용하고 있고, Tranverse Mercator(횡 머케이터) 투영법을 이용하여 투영하였다고 되어 있으며, 직교좌표계의 값은 중부원점을 원점으로 삼고 있다고 기재되어 있다.

 

여기서 Tranverse Mercator 투영법에 관한 약간의 고찰. 

      

TM 투영이란 위그림에서 보다시피 지구를 원통을 가로로하여 둘러싸고 지구의 중심에서 빛을 투사하여 원통에 비춰진 영상를 취하는 투영법을 말한다.

 

따라서 그림에서 알수 있다시피, 투영원점을 통과하는 자오선의 남북 방향으로는 왜곡이 없고, 동서방향으로는 멀어질수록 왜곡이 커지게 되는데, 그럼으로해서 동서로는 좁고 남북으로는 긴 지역의 지도를 작성하기위해 주로 사용된다. 위의 오른쪽 그림에서 동서방향으로 거리가 멀어질 수록 왜곡이 커지게 된다는 점(이 왜곡을 평균화하기위하여 Scale Factor를 사용)을 알 수 있는데, 투영원점에 동서로 근접한 지역의 지도를 제작하기위해 사용된다.

 

또 왜곡을 최소화 하기 위해 투영원점을 여러개 취할수도 있는 바, 우리나라 지형도의 경우에는 위 그림에서 표시해놓은 바와 같이 동서방향으로 4부분으로 나누어 서부원점, 중부원점, 동부원점 및 동해원점에서 각각 투영하여 제작한다고 알고있다. 즉 왼쪽 그림에서 적도에 위치한 것으로 보이는 투영원점을 각각의 원점에 맞추어 투영한다는 것이다. 또, 투영원점이 38도선에 위치하고 있는 것은, 지형도가 한반도 전체를 대상으로 하기 때문으로 이해했다.

 

참고로, 국토지리원의 자료에 따르면

국가기본도 평면직각좌표계의 원점은 서부, 중부, 동부, 동해(위 그림참조) 원점에서의 축척계수(Scale Factor)는 1, 동향가산값 200,000 북향가산값 600,000

 

단일(원점)평면직각좌표계(UTM-K, 한국형 UTM)의 원점은 동경 127˚ 30’ 00”, 북위 38˚ 원점에서의 축척계수는 0.996, 동향가산값 1,000,000 북향가산값 2,000,000

 

축척계수 : 타원체상의 측지선의 길이와 이에 대응하는 평면좌표상의 거리와의 비, TM투영에서는 투영의 중앙자오선에서 동서로 멀어질수록 확대되는 거리를 평균화하기위해 사용되는 보상계수.

 

직각좌표계(격자, Grid Coordinate System)의 지도라고 해서 경위도선을 수평, 수직선으로 만들어 서로 직교하게 한다는 의미는 아니고, 지도는 변형하지 읺은 상태에서 원점에서의 수평 수직선에 평행인 선(격자, Grid)를 그어 그 선들의 교점의 원점에 대한 값을 좌표로 이용하게 된다.

 

TM 투영법으로 제작한 지도의 직교좌표계의 값을 TM좌표로 부르기도 한다.

 

자, 그럼 실제 이런 방법으로 제작된 지형도를 살펴보자.

아래그림은 357114대성 도엽을 도형으로 표현해 본 것이다.

흑색사각형은 지형도의 도곽선, 청색사각형은 지형도를  둘러싸도록 임의로 그린 것이다.

 

 

보다시피 왼쪽으로 기울어져 있다. 또, 그림으로는 눈치채기 어렵겠지만 (흑색도형, 즉 지형도는) 상변이 하변보다 짧은 부채꼴(미세하지만)이고, 좌우의 경도선은 직선이지만 상하의 위도선은 곡선이다.

 

위의 사항들을 종합해볼 때,

우리나라의 지형도를 Calibration 하는 경우에는 Calibration Point를 7 Point 이상 취하여 Calibration하는 것이 보다 정밀한 결과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 또, 위도선이 곡선이긴 하지만 (상대적으로 좁은 지역을 범위로 하고 있어,)곡률이 미미하므로 Use Polynomial Calibration for Map 옵션은 선택하지 않아도 그다지 오차가 있으리라고는 생각되지 않는데, 실험결과도 역시 동일하였다.

부득히 2 Point Calibration을 해야하고 위경도좌표만 입력할 수 있는 경우에는 경도선을 수직으로 보정하기보다는 도곽의 좌우 모서리(또는 위도선과 도곽선의 좌우교차점)을 수평선상에 위치하도록 보정하는 것이 합리적일 것으로 생각된다. 정확하게 아래위 도곽선의 좌우중앙을 연결하는 선을 수직으로 보정하는 것도 생각할 수 있으나 사실상 불가능에 가까운 방법이다.

 

또, 도곽 교차점 4군데의 좌표만을 파악할 수 있는 생태자연도의 경우에는 약간의 오차는 감수할 수 밖에 없을 것이며, 2 Point Calibration만이 가능한 비등록판이라면 그 오차는 더 커지리라 생각된다.

 

사다리꼴 형태의 지형도를 다른 Software를 사용하여 직사각형으로 변환하는 방법도 있으나 여기서는 설명하지 않는다.

 

참고로 .map File과 여러개의 Data File을 일괄로 열수있는 "Poject" File, Moving Map Mode에서 주화면의 지도가 포함되는 대범위지도상에서 GPS 위치를 파악할 수 있는 "Regional Map"도 알아두면 유용할 것이므로 도움말을 찾아보기바라며, 현재는 Bug로 인해서인지 기능이 빠져있지만, 추후 Version에서는 가능할 것으로 생각되는 "Seamless Map"에 관해서도 도움말을 통해 알아보기 바란다.