공간 데이터_3
Part2. 공공데이터 시각화 및 탐색
서울에서 워싱턴 DC를 갈 때 왜 굳이 앵커리지를 거쳐야 하는가?
왜 앵커리지를 우회하는걸까?위의 그림과 아래 그림중 일부는 군산대학교 남광우 교수님의 지구의 형상과 좌표 체계 강의 자료중 일부이다.(앵커리지를 거치는 이유는 아래에...)
1. 좌표계(coordinate system)의 개념
좌표계는 공간 데이터의 위치를 지표면 상에 표시하기 위한 측위(測位, Positioning)의 기준이다. 공간 데이터를 지도에 매핑(mapping)하려면 좌표계에 대한 이해가 반드시 필요하다.
지표면상의 위치는 3차원 타원체 또는 2차원 평면 상에 표시할 수 있으며, 이를 각각 지리 좌표계와 투영 좌표계라 한다.
지리좌표계와 투영좌표계2. 지리 좌표계(Geographic Coordinate System, GCS)
지리 좌표계는 지표면상에 위치를 정의하기 위하여 3차원의 구면을 이용하며, 한 지점의 위치를 경도(longitude)와 위도(latitude)로 표현한다.
경도와 위도는 지구 중심에서 지표면 상에 지점까지 측정된 각을 뜻하며 각도(degrees)로 표시한다. 참고로 대한민국은 북위 33°~43°, 동경 124°~132°에 위치한다.
지리좌표계는 기준점에 상관없이 위치가 달라지지 않으므로 절대좌표계라고도 한다.
지리좌표계지구의 형태는 적도반지름이 극반지름보다 약간 길고 그 표면은 산과 바다 등으로 굴곡져 있다. 지구타원체는 이런 지표면의 요철을 무시하고, 지구의 모습을 실제와 가깝게 나타낸 타원체로 경도와 위도의 기준이 된다.
지구 타원체과거에는 국가마다 서로 다른 지구 타원체를 사용하였으나, 최근에는 GRS80 타원체가 널리 이용되고 있다. 우리나라는 GRS80 타원체 또는 WGS84 타원체를 이용한다.
GRS80(Geodetic Reference System 1980) : 국제측지학협회와 국제측지학 및 지구물리학연합에서 채택한 지구 타원체
WGS84(World Geodetic System 1984) : 미국이 군사 및 GPS 운용을 목적으로 구축한 지구 타원체
3. 투영 좌표계(Projected Coordinate System, PCS)
투영 좌표계는 3차원의 지구 타원체를 2차원 평면 상에 투영한 좌표계이다. 다양한 방식으로 3차원 좌표를 2차원으로 투영할 수 있으며, 경도와 위도가 직각인 형태가 되기도 한다.
다양한 투영 좌표계평면 직각 좌표계(plane coordinate system)는 3차원 지구 타원체를 2차원 평면 상에 투영한 좌표계이다.
UTM(Universal Transverse Mercator Grid System)은 전세계의 일정 구역(남위 80°∼ 북위 84°의 범위)을 고유번호로 분류하고, 구역 내에 기준 원점을 정하여 이로부터의 거리를 미터로 표기한다. 우리나라는 S52 구역에 해당한다.
평면 직각 좌표계평면 직각 좌표계에서 특정 위치는 지정된 단위(미터, 피트 등)에 의해 X, Y 값으로 표시된다. 이 때 (0,0) 지점에 해당되는 측량원점이 필요한데, 우리나라에는 4개의 원점이 있다.
서부원점 : 북위 38도선과 동경 125도선의 교차점
중부원점 : 북위 38도선과 동경 127도선의 교차점
동부원점 : 북위 38도선과 동경 129도선의 교차점
동해원점 : 북위 38도선과 동경 131도선의 교차점
대한민국의 4개 원점원점 기준으로 위치를 표시할 때, 음수 표기를 방지하기위하여 X(종좌표)에 200,000m, Y(횡좌표)에 600,000m를 각각 가산한다.
예를 들어, 중부 원점 좌표계로 (X:212677, Y:555378)이면, 중부 원점(북위 38도, 동경 127도)에서 동쪽으로 12,677m, 남쪽으로 44,622 떨어져 있음을 의미한다.
참고로, 전국의 인허가신고 데이터를 공개하고 있는 www.localdata.kr 에서는 중부원점TM(EPSG:2097) 좌표계로 위치정보를 제공하고 있다.
우리나라에서 많이 사용하는 좌표계는 아래 표와 같다.
출처 : http://www.biz-gis.com/서울에서 워싱턴을 갈때 앵커리지를 우회한다는 사실은, 지리좌표계(3차원)를 투영좌표계(2차원)로 변환하면서 발생한 착시 현상때문에 발생한 오해이다(실제로는 직선으로 간다)
앵커리지는 서울과 워싱터의 직선상에 있다. 4. 지오코딩
(좌표 없이) 주소만 있는 데이터는 어떻게 지도에 표시해야 하나?
주소나 지명을 지리 좌표(위도, 경도) 로 변환하는 작업을 지오코딩(GeoCoding)이라고 한다.
예를 들어, '서울도서관' 또는 '서울 중구 태평로1가 세종대로 110'을 지오코딩 하면 해당 좌표(37.566270, 126.977833 )을 얻을 수 있는 식이다.
구글과 네이버 같은 포털사이트에서 개발자를 위한 지오코딩 openAPI서비스를 제공하지만, http://www.biz-gis.com 에서 제공하는 지오코딩 툴을 추천한다. 대규모의 데이터를 정확하고 신속하게 처리하면서 무엇보다 '무료'라는 장점이 돋보인다.
아래 그림은 지오코딩 툴을 이용하여 어린이집 주소로부터 좌표를 추출하고,
서울시 소재 어린이집 데이터QGIS를 이용하여 구글 지도에 어린이집 위치를 표시한 사례이다.
QGIS로 시각화한 서울시 어린이집 위치