KR100216077B1

KR100216077B1 - 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법

Info

Publication number: KR100216077B1
Application number: KR1019970000470A
Authority: KR
Inventors: 김성룡; 김영만; 백송훈; 김효실; 안병익; 김민
Original assignee: 이계철; 한국전기통신공사
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 1999-08-16
Also published as: KR19980065456A

Abstract

본 발명은 지리정보시스템의 기반 데이터베이스로 사용되는 전자지도의 좌표 체계 변환 방법에 관한 것으로, 특히 현재 지리정보시스템에서 적용 가능한 경위도 좌표, TM, UTM, WGS84 체계 상호간에 좌표를 변환시키기 위한 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법은 포인트 단위, 파일 단위, 전자지도 도엽단위로 사용자 입력을 받아 국내에서 사용가능한 모든 지리정보 시스템 좌표체계로 좌표를 변환시키는 방법에 관한 것으로 사용자 입력을 받아들이고 GUI 환경의 초기 환경을 설정하며, 변환 대상 및 변환 종류를 설정하여 12개의 좌표체계별로 변환하여 최종적으로 출력 파일 설정 및 좌표를 출력하는 단계를 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

지리정보시스템(GIS)용 좌표체계 변환 방법

본 발명은 지리정보시스템(Geographic Information System ; 이하, GIS라 한 다)의 기반 데이터베이스로 사용되는 전자지도의 좌표체계 변환 방법에 관한 것으로, 특히 현재 지리정보시스템에서 적용 가능한 경위도 좌표, TM, UTM, WGS84 체계 상호간에 좌표를 변환시키기 위한 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법에 관한 것이다. 종래에는 서로 다른 데이터 공급자, 또는 공급 기관으로부터 지리정보 데이터를 받음으로써 좌표체계의 불일치로 인한 문제점을 가지고 있었다. 국내에서는 TM(Transverse Mercator), UTM(Universal Transverse Mercator), WGS84(World Geodetic System 1984) 등의 서로 다른 좌표체계를 상호 혼용하고 있으며 이로 인해 기반 지리정보 데이터베이스의 자료 교환시에는 좌표체계가 변환되지 않음에 따라 같은 데이터베이스를 공유하지 못하고 극단적으로는 지리정보 데이터베이스를 재구축하여 사용하므로써 많은 예산 및 시간의 낭비 요소를 초래하였다.

그리고 실질적으로 파일이나, GIS 도엽 단위로 좌표 변환이 이루어져야 되는 사용자 요구 사항에도 불구하고 현재까지는 포인트 단위로만 좌표변환이 이루어져 각기 다른 공급업체에서 서로 다른 좌표 체계로 데이터베이스를 구축하였을 때 데이터베이스의 공유 문제가 많은 문제점으로 대두되었다. 또한 좌표 체계를 연동하는 프로그램들도 필요에 따라 일부 모듈만을 구현하여 사용함으로써 어떠한 좌표체계라도 연동할 수 있는 프로그램 즉, 유연성(Flexibility)을 가진 프로그램의 구현에도 문제점이 있었다

본 발명은 상기에 기술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 포인트 단위, 파일 단위, 전자지도 도엽 단위로 사용자 입력을 받아 국내에서 사용 가능한 모든 GIS 좌표 체계 상호간에 좌표체계를 변환시킬 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

제1도는 본 발명이 적용되는 하드웨어 구성도,

제2도는 본 발명에 따른 지리정보시스템용 좌표체계 변환 과정의 전체적인 처리 흐름도,

제3도는 경위도 좌표계에서 TM, UTM, WGS84 좌표계로의 변환과정의 흐름도,

제4도는 TM 좌표계에서 경위도, UTM, WGS84 좌표계로의 변환과정의 흐름도,

제5도는 UTM 좌표계에서 경위도, TM, WGS84 좌표계로의 변환과정의 흐름도,

제6도는 WGS84 좌표계에서 경위도, TM, UTM 좌표계로의 떤환과정의 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 중앙처리장치 2 : 주기억장치

3 : 입출력제어기 4 : 보조기억장치

5 : 입출력장치

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 사용자 입력을 받아들이고 그래픽 사용자 인터페이스 환경의 초기 환경을 설정하는 단계, 사용자 입력을 제어하고 동작시킬 수 있는 주변 환경을 설정하는 단계, 포인트 단위, 파일 단위, 지리정보시스템용 도엽 단위로 좌표를 입력받아 변환 대상을 설정하는 단계; 상기 입력된 단위에 따라 경위도, TM, UTM, WGS84 좌표체계 상호간의 12개 변환과정 중에서 선택하여 좌표변환하는 단계, 및, 상기 좌표변환된 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지리 정보시스템용 좌표체계 변환 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 하드웨어 구성도이다. 제1도에서 나타낸 바와 같 이, 본 발명을 수행하기 위한 하드웨어는 컴퓨터의 전체 동작을 제어 관리하고 작업을 수행하는 중앙처리장치(1), 중앙처리장치(1)에서 수행할 프로그램을 저장하고 작업 수행중 이용되는 각종 데이터를 저장하는 주기억장치(2)와, 내부 연결 버스에 접속되고 보조기억 장치(4)와 입출력 장치(5)에 배한 입출력을 제어하는 입출력 제어기(3)로 구성된다. 상기 보조기억 장치(4)는 대량의 데이터를 저장하는 역할을 하며 상기 입출력 장치(5)는 키보드, 표시 장치, 프린터 등을 포함한다.

상기와 같은 장치에서 주기억장치(2)에는 본 발명의 GIS용 좌표체계 변환을 자동으로 변환해주는 프로그램이 저장되고 중앙처리장치(1)의 제어에 따라 수행되어 진다.

제2도는 본 발명에 따른 포인트 단위, 파일 단위, GIS 도엽 단위로 데이터를 입력받아 각기 다른 알고리즘을 적용하여 좌표 변환하는 과정을 나타낸 것이다. 좌표 변환프로그램을 보조기억장치(4)에서 주기억장치(2)에 올린 후 중앙처리장치(1)에 의해 작업이 시작되면 GUI 환경의 초기환경을 설정하고(S1), 사용자 입력을 제어하고 동작시킬 수 있는 주변환경을 설정하며(S2), 사용자 입력 부분에서 포인트 단위, 파일단위, GIS용 도엽 단위로 좌표를 입력받아 변환 대상을 설정한다(S3).

상기 과정 후 입력된 단위(포인트, 파일, GIS 도엽)에 따라 12개의 변환과정 중에서 원하는 변환을 선택한다(S4). 좌표변환 종류는 경위도, TM, UTM, WGS84 좌표계 상호간에 12가지 변환이 발생한다. 선택된 변환종류에 따라 각기 서로 다른 알고리즘을 적용하여 실질적인 좌표 변환이 수행되어지고(S5), 최종적으로 선택되어진 단위별로 변환 좌표를 출력하게 된다(S6). 그리고, 출력된 파일의 메뉴 인터페이스 부분과 연결되는 과정이 순차적으로 수행된다(S7).

상기의 좌표 변환 프로그램을 순차적으로 수행한 후 사용자가 작업 종료를 지시하지 않는 한, 사용자 입력 부분에서 포인트 단위, 파일단위, GIS용 도엽 단위로 좌표를 입력 받는 단계(S3) 이후로 프로그램의 수행을 분기 시켜 상기 과정을 반복 수행한다.

제3도는 제2도의 좌표변환 수행과정(55)에서 경위도로부터 TM, UTM, WGS84 좌표체계로 바꾸는 세부과정(S5a)을 나타내었다, 경위도로부터 TM(평면직각좌표체계)으로 변환하는 파정은 베셀타원체상의 경위도 좌표를 가우스상사이중 투영방식을 적용하여 우리나라 전역을 3계로 구분하여 평면상의 직각좌표로 변환하는 것이며, 경위도로부터 UTM(만국지도좌표계)으로 변환하는 과정은 베셀타원체상의 경위도 좌표를 가우스크뤼게 투영법을 적용하여 UTM으로 변환하게 한다. 경위도로부터 WGS84(범지구측지좌표계)로 변환하는 과정은 좌표 상호간의 좌표변환을 버사-울프 (Bursa-Wolf) 방식의 7매개변수(X, Y, Z 좌표, X, Y, Z 좌표의 회전변수, 이동 스케일 변수) 방식에 의하여 상사변환을 실시하게 된다.

제4도는 제2도의 좌표변환 수행과정(S5)에서 TM으로부터 경위도, UTM, WGS84 좌표체계로 바꾸는 세부모듈(S5b)에 대한 과정을 나타내었으며, TM에서 경위도 좌표계로의 변환은 원점경위도를 설정하고, 타원체 제원(A, E)을 설정하여 TM Y, X 좌표를 경위도 좌표로 변환하는 방식에 의해 직접 이루어지나 UTM, WGS84 체계로의 변환은 경위도 좌표를 거쳐서 변환이 이루어지게 된다

제5도는 제2도의 좌표변환 수행과정(S5)에서 UTM으로부터 경위도, TM, WGS84 좌표체계로 바꾸는 세부모듈(S5c)에 대한 과정을 나타내었으며 UTM에서 경위도 좌표계로의 변환은 UTM 구역(zone)을 설정하고 원점 보정량 및 타원체 제원(A, E)을 설정하여 UTM의 E, N 좌표를 경위도 좌표로 변환하는 방식으로 직접 이루어지나 TM, WGS84 체계로의 변환은 경위도 좌표를 거쳐서 변환이 이루어지게 된다.

제6도는 제2도의 좌표변환 수행과정(S5)에서 WGS84 좌표체계로부터 경위도, TM, UTM 좌표체계로 바꾸는 세부모듈(S5d)에 대한 과정을 나타내었으며 WGS84 체계에서 경위도 좌표계로의 변환은 7매개변수를 사용종류에 따라 설정하고 타원체 제원(A, E)을 설정하여 경위도 좌표계로 변환하는 방식에 의해 직접 이루어지나 TM, UTM으로의 변환은 경위도 좌표를 거쳐서 변환이 이루어지게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 첫째, GIS용으로 구축된 데이터베이스를 국내의 적용 가능한 모든 좌표 체계로 변환시켜 줌으로써 좌표 체계의 불일치로 인한 데이터베이스의 재구축 등에 소요되는 예산 및 인력의 낭비 요소를 없앴으며, 둘째, 현재 AVL 서비스(차량위치 확인 서비스)의 핵심 기술의 하나인 범지구위치 확인 시스팀(GPS)과 GIS에 사용되는 전자지도 사이에 서로 상이한 좌표체계를 상호 연동할 수 있는 프로그램으로서 본 발명을 바로 적용할 수 있게 하며, 셋째, 일반 개인용 PC의 그래픽 사용자 인터페이스 환경에서도 사용할 수 있도록 본 발명을 개발함으로써 사용자 누구나가 쉽게 접근하여 사용할 수 있는 유연성을 제공해 주는 효과를 수반한다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

사용자 입력을 받아들이고 그래픽 사용자 인터페이스 환경의 초기 환경을 설정 하는 단계, 사용자 입력을 제어하고 동작시킬 수 있는 주변 환경을 설정하는 단계, 포인트 단위, 파일 단위, 지리정보시스템용 도엽 단위로 좌표를 입력받아 변환 대상을 설정하는 단계, 상기 입력된 단위에 따라 경위도, TM, UTM, WGS84 좌표체계 상호간의 12 개 변환과정 중에서 선택하여 좌표변환하는 단계, 및, 상기 좌변환된 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지리 정보시스템용 좌표체계 변환 방법.
제1항에 있어서, 경위도 좌표계에서 TM 좌표계로의 변환은 베셀 타원체상의 경위도 좌표를 가우스상사이중 투영방식을 적용하여 평면상의 직각좌표로 변환하며, 경위도 좌표계에서 UTM 좌표계로의 변환은 베셀 타원체상의 경위도 좌표를 가우스 크뤼게 투영법을 적용하여 변환하며, 경위도 좌표계에서 WGS84 좌표계로의 변환은 버사-울프(Bursa-Wolf) 방식의 7매개변수 방식에 의해 상사변환하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법.
제1항에 있어서, TM 좌표계에서 경위도 좌표계로의 변환은 원점경위도를 설정하고, 타원체 제원(A, E)을 설정하여 TM Y, X 좌표를 경위도 좌표로 변환하며, TM 좌표계에서 UTM, WGS84 좌표계로의 변환은 TM 좌표계를 경위도 좌표계로 변환한 후 경위도 좌표계에서 UTM, WGS84 좌표계로 변환하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법.
제3항에 있어서, 경위도 좌표계에서 UTM 좌표계로의 변환은 베셀 타원체상의 경위도 좌표를 가우스 크뤼게 투영법을 적용하여 변환하며, 경위도 좌표계에서 WGS84 좌표계로의 변환은 버사-울프(Bursa-Wolf) 방식의 7매개변수 방식에 의해 상사변환하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법.
제1항에 있어서, UTM 좌표계에서 경위도 좌표계로의 변환은 UTM 구역(zone)을 설정하고 원점 보정량 및 타원체 제원(A, E)을 설정하여 UTM의 E, N 좌표를 경위도 좌표로 변환하며, UTM 좌표계에서 TM, WGS84 좌표계로의 변환은 UTM 좌표계를 경위도 좌표계로 변환한 후 경위도 좌표계에서 TM, WGS84 좌표계로 변환하는 것을 특 징으로 하는 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법.
제5항에 있어서, 경위도 좌표계에서. TM 좌표계로의 변환은 베셀 타원체상의 경위도 좌표를 가우스상사이중 투영방식을 적용하여 평면상의 직각좌표로 변환하며, 경위도 좌표계에서 WGS84 좌표계로의 변환은 버사-울프(Bursa-Wolf) 방식의 7매개변수 방식에 의해 상사변환하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법.
제1항에 있어서, WGS84 좌표계에서 경위도 좌표계로의 변환은 7 매개변수를 사용종류에 따라 설정하고 타원체 제원(A, E)을 설정하여 경위도 좌표계로 변환하며, WGS84 좌표계에서 TM, UTM 좌표계로의 변환은 WGS84 좌표계를 경위도 좌표계로 변환한 후 경위도 좌표계에서 TM, UTM 좌표계로 변환하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법.
제7항에 있어서, 경위도 좌표계에서 TM 좌표계로의 변환은 베셀 타원체상의 경위도 좌표를 가우스상사이중 투영방식을 적용하여 평면상의 직각좌표로 변환하며, 경위도 좌표계에서 UTM 좌표계로의 변환은 베셀 타원체상의 경위도 좌표를 가우스 크뤼게 투영법을 적용하여 변환하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템용 좌표체계 변환 방법.