측 량 학 측량학 개론

주요 내용 1 측량학이란 2 측량학의 분류 3 측량 원점 4 지구의 형상 5 지진파 6 지구 좌표계

○ 측량학이란 거리 수평각 수직각의 관측을 통해 지구 1 측량학이란? ○ 측량학이란 거리 수평각 수직각의 관측을 통해 지구 표면상의 위치를 결정하고 인간이 이용하는 토지 등의 형상이나 면적을 관측하고 이를 그림으로 나타내는데 필요한 모든 지식을 말함

2 측량학의 분류 ○ 측량구역의 넓이에 따른 분류 ○ 측량의 목적에 따른 분류 ○ 사용하는 기계에 따른 분류 - 소지측량, 평면측량 - 대지측량, 측지측량 ○ 측량의 목적에 따른 분류 - 토지측량, 수준측량, 지형측량, 노선측량, 하해측량, 터널측량 건축측량, 시가지측량 ○ 사용하는 기계에 따른 분류 - 거리측량, 평판측량, 컴퍼스측량, 트랜싯측량, 레벨측량, 스타디아측량, 육분의측량, 기압측량, 사진측량 ○ 측량법에 의한 분류 - 기본측량, 공공측량, 일반측량

평면 측량 (소지 측량) ○ 지구의 곡률을 고려하지 않는 측량으로 정도 이하로 할 때 반경 11km 이내의 지역을 평면으로 간주하는 측량 (1) 거리오차(d-D)= (2) 정도 = (3) 평면거리 (D)=

측지 측량 (대지 측량) ○ 지구의 곡률을 고려한 정밀한 측량으로 측량지역의 넓은 곳에서 사용 ○ 지구상의 모든 점의 정밀한 위치 또는 지구의 형상과 크기를 구하는 측량 (1) 기하학적 측지학 : 지구 및 전체에 대한 점들간의 상호 위치관계를 결정하는 것 (2) 물리학적 측지학 : 지구 내부의 특성, 지구의 형태 운동을 해석하는 것

측지 측량 (3) 측지학의 대상한도 물리학적 측지학 기하학적 측지학 측지학적 3차원 위치의 결정 길이 및 시간의 결정 수평위치의 결정 높이 결정 천문 측량 위성측지 하해측지 면적 및 체적의 산정 지도제작(지도학) 사진측량 지구의 형상해석 중력측정 지자기 측정 탄성파측정 지구의 극운동과 자전운동 지각변동 및 균형 지구의 열 대륙의 부동 해양의 조류 지구조석

지구물리 측정 (1) 지자기 측정의 3요소 - 지자기는 그 방향과 크기를 구함으로써 정해짐 편각, 복각, 수평분력 ① 편각 : 지자기의 방향과 자오선이 이루는 각 ② 복각 : 지자기의 방향과 수평면과 이루는 각 ③ 수평분력 : 수평면 내에서의 지자기장의 크기를 말함 (2) 지자기 데이터의 이용 - 전국의 지자기도 작성 및 지형도 등의 자침방위 수정 - GPS,수준, 중력 등의 관측을 통한 지구내부구조 해석

지구물리 측정 (2) 탄성파(지진파) 측정 - 탄성파 측정은 자연지진이나 인공지진 지진파로 지하구조를 탐사하는 것 - 굴절법과 반사법 ① 굴절법(refraction) : 지표면으로부터 낮은 곳의 측정 ② 반사법(reflection) : 지표면으로부터 깊은 곳의 측정

경·위도 원점 (세계측지계) 2 측량 원점 ○ 경기도 수원시 원천동 111번지 국토지리정보원 내에 위치 - 경도 : 동경 127˚03´ 14.8913초 - 위도 : 북위 37˚16´ 31.3659초 ○ 원방위각 : 3˚17’32.195초(원점으로부터 진북을 기준하여 우회로 측정한 서울산업대학교 내 위성측지기준점 금속표 십자선 교점의 방위각)

경위도 원점

표고의 기준

세계 측지계

세계 측지계로 변환 의미

지구중심측지계 (개정측량법) (1) 지구중심축지계 = 세계측지계 ① 세계적으로 지구의 형상과 크기가 가장 근접하는 측지계 ② 타원체의 중심이 지구질량 중심과 일치 ③ 활용분야와 지역도 전세계를 대상으로 하고 있음 (2) ITRF(국제지구기준좌표계) ① ITRF란 IERS(국제지구회전관측사업)라고 하는 국제적인 학술기관이 구축하고 있는 3차원 직교좌표계 ② GRS80타원체는 IAG(국제측지학회) 및 IUGG(국체측지학 및 지구 물리학연맹에서 1979년에 채택한 타원체)

지구중심측지계 (개정측량법) ③ GRS80과 WGS84와의 타원체 값 차이는 단반경이 약 0.1㎜ 다를 뿐이므로 실용적으로 동일한 것으로 취급하여 계산 ④ WGS84 미국방성이 구축·유지하고 있는 세계측지계임 WGS84는 지금까지 몇 번의 개정을 통하여 ITRF계에 접근 현재는 거의 동일 구분 벳셀(구) GRS80(신) 비고 장반경(a) 6,377,379.155m 6318137m -739.84mm 단반경(b) 6,356,078.963m 66,356,752.31m -673.35mm 평편률(f) 1/299.152813 1/298.257222

평면직각좌표계

투영 방법

우리나라의 평면직각좌표계

한국의 중심좌표 서부원점 중부원점 동부원점 동해원점 경도 동경 125˚ 동경 127˚ 동경 129˚ 동경 131˚ 위도 북위 38˚

UTM 좌표 (1) 적도를 횡축, 자오선을 종축으로 하는 국제적인 평면 직각 좌표 (2) 지구 전체를 회전타원체로 간주 (3) 지도 투영의 적용범위 : 남, 북위 80˚까지 큰 위도 지역 (4) 경도 : 동경 180˚ 기준, 지구 전체를 6˚간격으로 60등분 (5) 위도 : 적도에서 8˚간격으로 20등분 (6) 한국 : 51 및 52 지대에 해당 (7) 자오선에 대하여 원추도법의 횡 Mercator법 적용 (8) 중앙자오선에서의 축적계수는 0.9996 (9) 경도의 원점은 중앙자오선에 있음 (10) 위도의 원점은 적도상에 있음

UTM 좌표계

우리나라의 UTM 구역

3 지구의 형상 지구의 형상과 크기

지구의 형상과 크기

지오이드

지오이드 (1) 해양에서는 평균해면과 일치 - 육지에서는 이 가상면 (평균해면)을 육지가 없는 것으로 - 육지에서는 이 가상면 (평균해면)을 육지가 없는 것으로 생각하고 해양이 연장되어 있는 것 - 지구가 육지가 없는 해양으로 형성 되었다고 생각하면 그 평균해면이 지오이드가 됨 (2) 지오이드는 도처에 중력방향이 이 면에 수직 평균해수면 일치하는 등 포텐셜(potential)면으로 일종의 수면 (3) 지오이드에서 중력 포텐셜은 어느 곳에서나 같음 중력이 작용 방향선을 연직선이라 하면 지오이드는 연직선에 직교

지오이드 (geoid) (4) 지오이드는 내부의 밀도분포에 따라 기복이 생김 (5) 지구의 현재 모양을 가장 근사하게 표현한 것 지구의 물리표면, 회전타원체 지오이드 면

물리적 표면, 지오이드 타원체간의 관계

지구 (earth) (1) 지구는 구(球)에 가까우나 엄밀한 의미에서 구는 아니며 회전 타원체에 더욱 가까움 (2) 지구를 구로 간주하고 사용하는 예가 많으며 그 예를 들면 천문학에서나 항해측량, 지구물리학 등에서 구로서의 크기는 회전타원체의 삼축반경을 산술평균하여 사용하고 있음 지구의 형태

지구가 타원체라는 원인 (1) 극으로 갈수록 값이 커지기 때문 (2) 극으로 갈수록 곡률반지름이 길어지기 때문 (3) 극으로 갈수록 전자시계가 빨라지기 때문 (4) 극으로 갈수록 위도1˚ 사이의 호의 길이가 길어지기 때문

회전 타원체 ○ 지구가 회전타원체라는 것은 많은 측지학자들의 측지측량 성과에 하여 증명되어 왔으며 회전 타원체는 장반경과 단반경 또는 장반경 편평률의 2개의 양이 지정되면 그 형상과 크기가 결정

회전 타원체 (1) 제성질 ① 편심률(이심률,e) = ② 편평률(P)= ③ 자오선 곡률반경(M)= ④ 횡곡률 반경(N) = ⑤ 중등곡률 반경(R) =

회전 타원체 (2) 위도 ① 측지위도 지구상의 한 점 A에서 회전타원체의 법선이 적도면과 만든 각 ② 천문위도 지오이드에 대한 연직선이 적도면과 이루는 각

회전 타원체 ③ 지심위도 지구상의 한 점 A와 지구중심 O를 맺는 직선이 적도면과 이루는 각 ④ 화성위도 반경으로 한 원을 그리고 이 원과 지구상의 A점을 지나는 종선의 연장이 만나는 점 A´와 지구의 중심 O를 맺는 선이 적도면과 이루는 각

구과량 (1) 구면 삼각형의 3변과 길이가 같은 평면삼각형을 가상하여 그 면적을 E라 하면 구과량 (2) 한 변의 길이가 20km 이상일 때, n 다각형의 내각의 합은 180˚(n-2)보다 반드시 크게 나타남. (3) 구면삼각형의 구과량은 그 삼각형의 면적에 비례 (4) 구면삼각형의 내각의 합이 180˚+ ε´´ (구과량)이 됨

지진파의 종류 4 지진파 ○ 지진이 일어났을 대 지진계에 기록되는 순서 - P파  S파  L파 (1) P파(종파) ① 진동방향은 진행방향과 일치 ② 도달시간 “0”분 ③ 속도 7~8km/sec ④ 모든 물체에 전파하는 성질을 가지고 있음 ⑤ 아주 작은 폭으로 일어남

지진파의 종류 (2) S파(횡파) ① 진동방향은 진행방향에 직각 ② 속도는 3~4km/sec ③ 고체 내에서만 전파 ④ 보통 폭으로 일어남 (3) L파(표면파) ① 진동방향은 수평 및 수직 ② 속도 3km/sec 이하 ③ 지표면에 진동하는 성질 ④ 아주 큰 폭으로 일어남 P파와 S파의 지구내부에서의 속력