국내 좌표계 towgs84 파라미터 계산

[tomyun]

EPSG:5174(TM 보정된 중부원점)과 같이 옛날 좌표계로 된 자료들을 네이버 지도의 EPSG:5179(UTM-K (GRS80)) 같은 좌표계로 변환해서 사용하다 보니 towgs84 파라미터를 입력해주지 않으면 400m 가까운 오차가 발생하여 불편하더라구요. 이 파라미터가 왜 EPSG DB에 기본적으로 들어있지 않은가 궁금하여 메일을 보냈다가 2가지 사실을 알게 되었습니다.

1. 국토지리정보원의 세계측지계 변환 계수는 EPSG:5189라는 이름으로 이미 정의되어 있다.

http://georepository.com/transformation_5189/Korean-1985-to-Korea-2000-1.html

2. 그런데 이것은 Molodensky-Badekas 모델의 10개 파라미터이므로, towgs84에서 사용하는 Bursa-Wolf 모델의 7개 파라미터에 그냥 넣으면 안 된다.

10개 파라미터는 이동(3개), 회전(3개), 축척(1개)의 7개에 회전기준점(3개)이 추가된 형태입니다. 국토지리원 고시(제2006-608호)를 보면 기준좌표가 함께 나와 있습니다.

국내 좌표계 정의(http://osgeo.kr/17)에서는 10개 파라미터 중 앞의 7개를 towgs84에 그대로 입력해서 사용하는데요. 아래 자료를 참고하여 계산해보았더니 조금 다른 값을 얻을 수 있었습니다.

http://lists.maptools.org/pipermail/proj/2010-October/005436.html

현재 +towgs84=-145.907,505.034,685.756,-1.162,2.347,1.592,6.342

신규 +towgs84=-137.119,482.505,648.953,-1.162,2.347,1.592,6.342

지도상에서 보면 약 5m 정도 차이가 납니다. 평소 사용하는 지적도 데이터를 네이버 지도에 올리면 예전에는 약간씩 틀어져서 수동으로 오프셋을 주어 맞췄는데 이제는 그럴 필요가 없어 보이네요^^; 기분 탓이려나요.

참고로, GDAL(따라서 QGIS도)에서 국내 EPSG 좌표계에 towgs84 파라미터가 누락되는 것도 이 값들이 10개 파라미터로 정의되어 있기 때문인 것 같습니다. GDAL 좌표계 DB를 자동 생성하는 build_pcs.py 스크립트를 보면 3개/7개 파라미터 모델(EPSG:9603/9606/9607)에 대해서만 towgs84 파라미터를 추가하도록 되어 있고, 10개 파라미터 모델(EPSG:9636)에 대해서는 정의가 되어 있지 않습니다.

이런 경우에는 위에서 처럼 수동으로 계산한 값을 별도로 추가해달라고 요청을 하던지, 아니면 스크립트 자체를 확장해야 하지 않을까 싶네요. 10개 파라미터를 사용하는 좌표계가 그리 많지 않아 별로 신경을 쓰지 않는 듯 합니다. 혹은 다른 기술적인 이슈가 있는 것일지도 모르겠구요.

아무튼 제가 사실 이쪽에는 문외한이라 이렇게 파라미터를 적용하는 것이 맞는지 다른 분들의 의견을 여쭙고 싶습니다.

윤경담 드림 

[tomyun]

제가 급하게 작성하다가 신규 계산된 towgs84 값을 잘못 적었습니다. 회전 파라미터의 부호를 바꿔서 계산해야 하는데 그냥 넣었네요.

신규 +towgs84=-114.62,475.963,675.018,1.162,-2.347,-1.592,6.342

아래 메일링 리스트에서도 처음에 숫자 하나 오타가 나서 한참 난리가 났었던데 같은 실수를 했네요^^;

혹시 다른 오류가 있을지도 모르니 함께 검증 부탁드립니다~

윤경담 드림

[BJ Jang]

제가 알고 있기로는 정부에서 고시한 값이 7개의 개수만으로 되어 있는 것으로 알고 있습니다.

다음 링크의 공공층량의작업규정세부기준운용세칙의 제 180조의1(국가좌표변환계수를 이용한 변환)을 보시면 됩니다.

http://www.law.go.kr/admRulInfoPWah.do?admRulSeq=2000000070485

그래서 당연히 7축 변환이 맞다고 생각하고 있었는데...

법령을 다시보니 Molodensky-Badekas모델이라 명확히 명시하고 7개의 파라미터만 제시하고 있군요.

맨붕인데요...

험...

2013년 5월 28일 오전 11:46, tomyun <tom...@gmail.com>님의 말:

--

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[Kyungdahm Yun]

링크해주신 자료에서도 "Molodensky-Badekas 모델에 의한 7변수" 테이블 아래쪽에 "좌표변환 기준좌표"가 함께 나와 있습니다. (아마 M-B 모델이 역변환이 불가능한 관계로) Bessel => GRS80인 경우와 GRS80 => Bessel의 2가지 경우가 나뉘어져 있는데요. towgs84라면 전자일테니 해당 좌표 (Xo, Yo, Zo)를 나머지 3개 파라미터인 evaluation (rotation) point를 사용하면 되는 것 같습니다.

실제 EPSG:5189 (Korean 1985 to Korea 2000) 및 EPSG:5191 (Korean 1985 to WGS 84)에도 해당 파라미터가 동일하게 등록되어 있습니다.

http://georepository.com/transformation_5189/Korean-1985-to-Korea-2000-1.html

http://georepository.com/transformation_5191/Korean-1985-to-WGS-84-1.html

윤경담 드림

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[BJ Jang]

이 논의사항은 공신력있는 기관의 검증이 있는 것이 좋을 듯 하여

국민신문고를 통해 아래와 같이 국토지리정보원에 문의하였습니다.

이제 한번 결과를 기다려 보지요.

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안녕하십니까? 

국제 오픈소스 지리정보 단체인 OsGeo 한국어지부에서 좌표계 관련 기술을 담당하고 있는 장병진입니다.

구 베셀 타원체 기반 측지계에서 세계측지계로 변환시 사용하는 Bursa-Wolf 모델용 7개 인자에 대한 검증을 국토지리정보원에 요청드립니다.

현재 많은 국민들이 지리정보자료의 좌표계 관련 정보로 우리 단체가 제시한 정보(http://osgeo.kr/17)를 이용하시고 계십니다.

이 중 구 베셀 타원체기준 측지계와 세계측지계간의 좌표계 변환시 변환계수가 명확치 않아 문의드립니다.

요즘 좌표계 변환에는 proj4라는 라이브러리가 광범위하게 사용되고 있고 이 좌표계는 타원체 변환에 7개의 파라미터를 사용하도록 되어 있습니다.

그동안 우리 단체에서는 베셀 타원체에서 세계측지계로의 변환을 위한 

공공층량의작업규정세부기준운용세칙의 제 180조의1(국가좌표변환계수를 이용한 변환)(http://www.law.go.kr/admRulInfoPWah.do?admRulSeq=2000000070485)에 명시한 7개의 파라미터를 다음과 같이 사용해 왔습니다. 

+towgs84=-145.907,505.034,685.756,-1.162,2.347,1.592,6.342

하지만, 공공층량의작업규정세부기준운용세칙의 제 180조의1(국가좌표변환계수를 이용한 변환)에 좌표계 변환에 사용되는 공식이 Molodensky-Badekas 모델로 되어 있고, 이 모델은 10개의 인자를 필요로 하기에 상기 규칙의 하단에 있는 "좌표변환 기준좌표"를 3개의 추가인자로 사용해야 하는 것으로 판단됩니다. 이는 우리 단체가 사용해 왔던 Bursa-Wolf 모델용 7개의 인자가 잘못되었음을 의미합니다.

때문에 10개 파라미터를 7개 파라미터로 변환하는 기술자료(http://lists.maptools.org/pipermail/proj/2010-October/005436.html)를 기반으로 Bursa-Wolf 모델용 파라미터를 재개산 하였더니 다음과 같은 인자를 얻을 수 있었습니다.

+towgs84=-114.62,475.963,675.018,1.162,-2.347,-1.592,6.342

이 인자가 타당한 좌표계 변환용 인자인지 확인을 공신력있는 국토지리정보원에 요청드립니다.

2013년 5월 28일 오후 2:44, Kyungdahm Yun <tom...@gmail.com>님의 말:

[BJ Jang]

국토지리정보원에서 답변을 받았습니다.

답변에서 중요사항은 현재 세계측지계 변환의 공식적인 방법은 Molodensky-Badekas 모델을 사용하는 것이 맞고, 여기에는 2003년 12월 고시된 10개의 변수를 이용하는 것이 맞답니다.

국토지리정보원에서 공지한 Bursa-Wolf 모델용 변수는 2002년 12월 고시되었는데 이는 현재 비공식적인 방법입니다.
참고로 그 값을 다음과 같습니다.

ㅇ 평행이동량(m))    
Δx : -115.80
Δy : +474.99
Δz : +674.11

ㅇ 회전량(″)
Rx :  -1.16
Ry :  +2.31
Rz : +1.63

ㅇ 축척변화(ppm)
λ : +6.43

상기 값을 이용하면 proj4의 towgs84 인자의 값은 다음과 같이 되는 것으로 판단됩니다.
+towgs84=-115.80,474.99,674.11,-1.16,2.31,1.63,6.43

좀 혼란스러운 것이 회전량의 부호인데...
제가 알고 있기로는 위와 같이 부호가 바뀌지 않는 것이 맞을 것 같습니다.
혹시 틀리다면 꼭 알려주십시요.

아래는 국토지리정보원에서 보내주신 답변입니다.
친절하게 전화까지해서 답변주신 측지과 문지영님 감사합니다.


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국토지리정보원 업무에 관심가지고 문의주셔서 대단히 감사합니다.  

우리나라의 (구)지역측지계와 세계측지계 변환계수 중 Bursa-Wolf 모델을 사용한 파라메터에 대해 문의해주셨는데요

현재 공식적으로 사용하는 변환모델은 2003년 12월 고시된 Molodensky-badekas 모델입니다.  

상세 변환계수는 우리원 홈페이지(http://ngii.go.kr > 알림/홍보 > 고시/공고) 또는 하단의 링크를 참조하시기 바랍니다.  

http://www.ngii.go.kr/kor/board/view.do?rbsIdx=44&key=%EC%A2%8C%ED%91%9C%EB%B3%80%ED%99%98&keyField=search1&idx=313


Bursa-Wolf 모델로 계산된 변환계수는 아래의 값으로 2002년 12월 고시되었으며 상기 고시와 함께 폐지되었습니다.  

ㅇ 평행이동량(m))    
Δx : -115.80
Δy : +474.99
Δz : +674.11

ㅇ 회전량(″)
Rx :  -1.16
Ry :  +2.31
Rz : +1.63

ㅇ 축척변화(ppm)
λ : +6.43

자세한 내용은 하단 링크의 고시문을 참고하시기 바랍니다.  
http://www.ngii.go.kr/kor/board/view.do?rbsIdx=44&key=%EC%A2%8C%ED%91%9C%EB%B3%80%ED%99%98&keyField=search1&idx=63


더 궁금하신 내용은 국토지리정보원 측지과(031-210-2665, 문지영)로 전화주시면 친절히 답변해드리겠습니다.  

2013년 6월 4일 오후 1:08, BJ Jang <jang...@gmail.com>님의 말:

[Kyungdahm Yun]

국토지리정보원에서 Bursa-Wolf 7변수 모델도 고시를 했었군요! 말씀하신 회전 부호에 대해서는 마침 지난 번에 확인한 자료들이 있습니다.

1. Bursa-Wolf 모델에서 회전 부호에는 2가지 기준이 있다고 합니다. 미국에서 사용하는 "coordinate frame rotation"(EPSG:9607)과 유럽에서 사용하는 "position vector rotation"(EPSG:9606)인데, 서로 부호만 다르기 때문에 값만 봐서는 알 수가 없고 직접 변환을 해봐야 한다네요. ArcGIS 문서에 그림과 식이 예쁘게 나와 있습니다~
http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//003r00000012000000

2. EPSG DB의 Molodensky-Badekas 모델(EPSG:9636) 파라미터는 전자인 "coordinate frame"을 따른다고 되어 있습니다. (p.86)
http://ftp.stu.edu.tw/BSD/NetBSD/pkgsrc/distfiles/epsg-6.11/G7-2.pdf

3. EPSG DB에 들어 있는 국토지리정보원의 M-B 모델과 이번에 확인된 B-W 모델의 회전 파라미터 부호가 동일한 것으로 보아 우리나라 역시 전자인 "coordinate frame"을 따르는 듯 합니다.

4. PROJ.4의 towgs84 파라미터는 후자인 "position vector" 기준이기 때문에 필요하다면 부호를 바꿔주라고 되어 있습니다.
http://proj.maptools.org/gen_parms.html#towgs84

따라서 국내 좌표계에는 부호를 바꿔서 최종적으로 아래 wgs84 파라미터를 사용하면 되려나요?

+towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43

윤경담 드림

[BJ Jang]

이를 검증할 명확한 샘플 자료가 있음 참 좋을 것 같은데...

베셀 타원체와 GRS80 타원체로 된 동일 지점의 명확한 자료를 가지고 계신분

누구 안계시려나요?

혹시 가지고 계신분~ 알려주세요.

국내 좌표계 변환에 대해 이번 기회에 아주 명확히 정리해 버립시다.

2013년 6월 4일 오후 4:33, Kyungdahm Yun <tom...@gmail.com>님의 말:

[손오공]

안녕하세요. ^^

산지정보시스템 손승우 입니다.

KLIS 중부원점데이터를 WGS84로 변환할때 도움이 된것 같습니다.

기존에는 ITRF2000으로 바꾸었다가 GRS80로 재변환하는 무식한 방법을 썼는데

이번에 나온 +towgs84=-115.80,474.99,674.11,1.16,-2.31,-1.63,6.43 이 값은 매우 간단하게 작업이 이루어질것 같네요 ^^

감사합니다 ^^

>> 2013년 6월 4일 화요일 오후 4시 33분 0초 UTC+9, tomyun 님의 말:

[BJ Jang]

최근에 QGIS 2.0 UI 번역작업에 밀려 towgs84 문제를 마무리 못했는데

잘 된다니 다행입니다.

저는 cs2cs 프로그램을 이용해 변환을 시도해 봤는데,

어이없게도 towgs84 인자와 상관 없이 동일하게 변환이 되어서,

맨붕상태에 빠진 후 더이상 진행을 못했습니다.

혹시 상세한 자료가 있고, 사람들에게 공개해주실 수 있다면

공개좀 부탁드립니다.

2013년 7월 2일 오후 3:33, 손오공 <nine...@gmail.com>님의 말:

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Google 그룹스 'OSGeo(Open Source GeoSpatial) 한국어 지부 - OSGeo Korean Chapter' 그룹에 가입했으므로 본 메일이 전송되었습니다.
이 그룹에서 탈퇴하고 더 이상 이메일을 받지 않으려면 osgeo-kr+u...@googlegroups.com에 이메일을 보내세요.
이 그룹에 게시하려면 osge...@googlegroups.com(으)로 이메일을 보내세요.

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[박은순]

장비님의 주옥같은 지식.. 잘 보고 있습니다. 감사합니다.~~

위의 글에서.. 국토지리정보원 링크가 잘못 연결되어 있어서.. 한가지 확인을 받고자 답글을 답니다.

제가 이해한 바로는.. 국토지리정보원에서 2002년에 고시한 '국가좌표변환계수'는 폐지하고.. 2003년에 고시한 계수를 활용하여야 되다는 것으로 보입니다.

그렇다면.. 2003년 계수에 해당하는 변환계수는 아래와 같은지.. 바쁘시겠지만 다시 확인 부탁드리고자 합니다.

[2002년 고시한 국가좌표변환계수 : 제2002-433호] 

ㅇ 평행이동량(m)) :   Δx : -115.80,   Δy : +474.99,   Δz : +674.11
ㅇ 회전량(″) : Rx :  -1.16, Ry :  +2.31, Rz : +1.63
ㅇ 축척변화(ppm) : λ : +6.43

+towgs84=-115.80,474.99,674.11,-1.16,2.31,1.63,6.43

[2003년 변경 고시한 국가좌표변환계수 : 2003-497호]

ㅇ 평행이동량(m)) :   Δx : -145.907,   Δy : +505.034,   Δz : +685.756
ㅇ 회전량(″) : Rx :  -1.162, Ry :  +2.347, Rz : +1.592
ㅇ 축척변화(ppm) : λ : +6.342

+towgs84=-145.907,505.034,685.756,-1.162,2.347,1.592,6.342

감사합니다.~~

2013년 7월 2일 화요일 오후 3시 48분 50초 UTC+9, 장비 님의 말:

[BJ Jang]

안녕하세요? 장병진입니다.

결론부터 말씀드리자면 OSGeo 한국어지부 홈페이지에 있는 좌표계관련 게시물[1]의 값이 맞습니다.

이 게시물에 있는 값은 2003년 국토지리정보원의 국가좌표변환계수 고시(제2003-497호)[2]한 값을 기준으로 작성되었습니다.

가장 최근에 국토지리정보원의 타원체 변환관련 인자 고시는 2006년 국가좌표변환계수 고(제2006-608호)시[3]입니다.

하지만, 이 방식은 10개의 인자를 사용하는 Molodensky-Badekas 방식을 위한 값인데, 아쉽게도 가장 많이 사용되는 좌표계 변환 라이브러리인 Proj4에서 이 방식을 지원하지 않습니다.

때문에 Porj4 라이브러리가 쓰고 있는 좌표변환 방식인 Bursa-Wolf로 발표된 2003년 국토지리정보원의 국가좌표변환계수 고시[2]를 이용해 변환을 하고 있는 것입니다.

이렇게 Porj4에 맞는 변환계수를 찾게 된 것은

국토지리정보원 측지과 문지영님이 공식적으로 도와주셔서 입니다.

다시 한번 문지영님께 감사를~~

도움이 되셨으면 좋겠네요.

감사합니다.

[1] http://osgeo.kr/17
[2] http://www.ngii.go.kr/kor/board/view.do?rbsIdx=44&key=2003-497&keyField=search3&sCate=1&idx=313
[3] http://www.ngii.go.kr/kor/board/view.do?rbsIdx=44&key=2006-608&keyField=search3&sCate=1&idx=1022

2015년 8월 7일 오후 3:09, 박은순 <parke...@gmail.com>님이 작성:

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이 메일은 Google 그룹스 'OSGeo(Open Source GeoSpatial) 한국어 지부 - OSGeo Korean Chapter' 그룹에 가입한 분들에게 전송되는 메시지입니다.

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Open Source GIS Technical Manager / e-Cartographer
장병진 팀장 | BJ Jang

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