[R] GIS분석Ⅱ — 좌표시스템의 이해

HSLee
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Nov 6 · 10 min read

GIS 데이터 분석 목차


이전 글에서 GIS데이터 중 Vector데이터를 주제로 할 것이며 Vector 데이터는 x, y좌표로 이루어진다는 것을 알았다. 그런데 한번 생각해보자. 우리가 좌표평면에서 벡터를 표현할 땐 ‘원점’ 이라는 기준이 있었다. 예를 들어 (3,4)라는 벡터는 원점을 기준으로 x축으로 3만큼, y축으로 4만큼 이동한 점을 표현하는 것이었다. 그렇다면 마찬가지로 vector데이터를 나타내는 x, y좌표도 분명한 기준이 있을 것이다. 이것이 바로 좌표시스템이다. 이 글에서는 이러한 좌표시스템에 대하여 알아보자


지구는 구형이라고 하지만 안타깝게도 지구는 완벽한 구가 아니며 조금 더 복잡해지는 타원체도 아니다. 산도 있고 바다도 있기에 울퉁불퉁하게 찌그러진 원이다. 이러한 지구의 표면은 평균 해수면에 가장 근접한 지구 중력의 포텐셜이 같은 등포텐션면인 지오이드를 기준으로 하며 좌표시스템은 이와 근사한 타원체를 기준으로 삼는다. 이 타원체를 지구타원체라 하며 좌표시스템에 따라 이 타원체는 달라지게 된다. 이 타원체에는 GRS80, WGS84, Bessel 1841 등이 있다. 국제적으로 표준으로 사용하는 타원체는 GRS80, WGS84이며 이를 국제표준타원체라 한다.

타원체가 정해지게 되면 해당 지역에 가장 적합하도록 타원체의 위치 기준을 정하게 되는데 이를 Datum(데이텀) 이라 하며 기준점, 방향 등을 정의하게 된다. 실제로 기준점과 표현하고자 하는 지역이 멀어지게 되면 그만큼 오차가 커지게 되므로 기준점은 매우 중요하다.

실제로 R에서 좌표체계가 다르면 공간분석을 할 수 없다! 그렇기 때문에 R을 이용하여 공간분석을 하기 위해서는 반드시 좌표체계를 맞춰주는 작업이 필요하다.

각 좌표계는 EPSG라는 고유 번호가 존재한다. 실제로 이러한 좌표계를 전부 표현하지 않더라도 EPSG만 알고있다면 특정 좌표계를 표현할 수 있다.


GIS분석을 위한 좌표계에 대한 설명은 이정도로 충분하다. 더 깊게 들어가게 되면 너무 전문적이기도 하기에 다음에 더 알아보기로 하고 마지막으로 우리나라에서 사용하는 주요 좌표계를 정리해보기로 하자.

[전지구 좌표계]

전세계를 한번에 나타내야 할 때 많이 쓰이는 좌표계들입니다.

*WGS84 경위도: GPS가 사용하는 좌표계

EPSG:4326, EPSG:4166 (Korean 1995)

+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs

*Bessel 1841 경위도: 한국과 일본에 잘 맞는 지역타원체를 사용한 좌표계

EPSG:4004, EPSG:4162 (Korean 1985)

+proj=longlat +ellps=bessel +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*GRS80 경위도: WGS84와 거의 유사

EPSG:4019, EPSG:4737 (Korean 2000)

+proj=longlat +ellps=GRS80 +no_defs

*Google Mercator: 구글지도/빙지도/야후지도/OSM 등 에서 사용중인 좌표계

EPSG:3857(공식), EPSG:900913(통칭)

+proj=merc +a=6378137 +b=6378137 +lat_ts=0.0 +lon_0=0.0 +x_0=0.0 +y_0=0 +k=1.0 +units=m +nadgrids=@null +no_defs

[UTM]

전세계를 6도 단위로 나누는 표준적인 TM으로 군사지도에서 많이 사용합니다.

*UTM52N (WGS84): 경도 120~126도 사이에서 사용

EPSG:32652

+proj=utm +zone=52 +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs

*UTM51N (WGS84): 경도 126~132도 사이에서 사용

EPSG:32651

+proj=utm +zone=51 +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs

[보정안된 오래된 지리원 표준]

이 좌표계들은 EPSG에 등록되어 있지만, lon_0값의 문제로 실제로는 거의 사용되지 않습니다.

[오래된 지리원 표준]이 현업에서 실제 사용된 좌표계입니다.

*동부원점(Bessel): 강원도 등 동부지역

EPSG:2096

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=129 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*중부원점(Bessel): 서울 등 중부지역

EPSG:2097

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*서부원점(Bessel): 서해5도 등 서부지역

EPSG:2098

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=125 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

[오래된 지리원 표준]

2002년 이전에 지리원의 지형도와 KLIS 등 국가 시스템에서 사용되었던 좌표계입니다.

*보정된 서부원점(Bessel) — KLIS에서 서부지역에 사용중

EPSG:5173

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=125.0028902777778 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*보정된 중부원점(Bessel): KLIS에서 중부지역에 사용중

EPSG:5174

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127.0028902777778 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*보정된 제주원점(Bessel): KLIS에서 제주지역에 사용중

EPSG:5175

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127.0028902777778 +k=1 +x_0=200000 +y_0=550000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*보정된 동부원점(Bessel): KLIS에서 동부지역에 사용중

EPSG:5176

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=129.0028902777778 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*보정된 동해(울릉)원점(Bessel): KLIS에서 울릉지역에 사용중

EPSG:5177

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=131.0028902777778 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

[KATEC 계열]

한반도 전체를 하나의 좌표계로 나타낼 때 많이 사용하는 좌표계입니다.

*UTM-K (Bessel): 새주소지도에서 사용 중

EPSG:5178

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127.5 +k=0.9996 +x_0=1000000 +y_0=2000000 +ellps=bessel +units=m +no_defs +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

*UTM-K (GRS80): 네이버지도에서 사용중인 좌표계

EPSG:5179

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127.5 +k=0.9996 +x_0=1000000 +y_0=2000000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

[타원체 바꾼 지리원 표준]

과거 지리원 좌표계에서 타원체와 lon_0 문제를 수정한 좌표계로 2000년대 초반에 잠시 많이 사용되었습니다.

*서부원점(GRS80)-falseY:50000

EPSG:5180

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=125 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

*중부원점(GRS80)-falseY:50000: 다음지도에서 사용중인 좌표계

EPSG:5181

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

*제주원점(GRS80)-falseY:55000

EPSG:5182

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127 +k=1 +x_0=200000 +y_0=550000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

*동부원점(GRS80)-falseY:50000

EPSG:5183

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=129 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

*동해(울릉)원점(GRS80)-falseY:50000

EPSG:5184

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=131 +k=1 +x_0=200000 +y_0=500000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

[현재 국토지리정보원 표준]

2002년 이후에 국토지리정보원 지형도에서 사용중인 좌표계입니다.

*서부원점(GRS80)-falseY:60000

EPSG:5185

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=125 +k=1 +x_0=200000 +y_0=600000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

*중부원점(GRS80)-falseY:60000

EPSG:5186

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=127 +k=1 +x_0=200000 +y_0=600000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

*동부원점(GRS80)-falseY:60000

EPSG:5187

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=129 +k=1 +x_0=200000 +y_0=600000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

*동해(울릉)원점(GRS80)-falseY:60000

EPSG:5188

+proj=tmerc +lat_0=38 +lon_0=131 +k=1 +x_0=200000 +y_0=600000 +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

좌표계 출처 : OSGEO 한국어지부

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Data Scientist를 꿈꾸는 MathScientist

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