A study on the Accuracy Analysis of the World Geodetic System Transformation for GIS Base Map and Database

GIS 기본도 및 DB의 세계측지계 좌표변환 정확도 분석에 관한 연구

This study aims to derive a practical coordinate transformation method for the existing geographic information database. After analyzing the status and problems of existing 1/1,000 digital base map and GIS application database, the transformation parameters are estimated and the accuracy of the transformation is determined based on the transformed coordinates. We analyzed the accuracy of a transformation using the published national transformation coefficients as well as the estimated local transformation coefficients using national and urban control points in a study area. In addition, the 1/1,000 digital base map from aerial triangulation is compared with respect to the coordinates of urban control points. Based on the comparison, the biases on the national control points which were used at the time of digital map generation was analyzed. Then, the accuracy of transformed coordinates based on the world geodetic system using local transformation coefficients estimated from urban control points are determined. We also analyzed the transformation accuracy of underground infrastructure database using the same transformation method as the case of 1/1,000 digital base map. Through this study, it was found that the estimation of transformation coefficients by Molodensky-Badekas using urban control points was suitable for a local government. Furthermore, it was obvious that the accuracy of a 2-dimensional affine transformation was comparable to that of 7 parameter transformation for a local area. Applying the coordinate transformation and bias correction, we could transform GIS application database which was built by an offset surveying based on digital base map within the transformation accuracy of 10 cm. Therefore, it was judged that there will not be a big problem on the transformation of the GIS DB to the world geodetic system.

본 연구에서는 세계측지계 기준에 따라 지리정보를 효율적이고 정확하게 좌표변환하기 위한 방안을 도출하기 위하여 기존 1/1,000 수치지형도와 GIS 응용시스템 DB의 구축 현황 및 문제점을 파악하고, 좌표변환 파라미터 산출과 변환 성과의 정확도 평가 등을 수행하여 실용적인 좌표변환 방안을 제시하였다. 국가좌표변환계수에 의한 좌표변환 정확도를 분석하였으며, 연구대상지역의 국가기준점 및 도시기준점을 이용하여 지역좌표변환계수의 특성을 고찰 하였다. 또한 항공삼각측량 성과를 이용한 1/1,000 수치지형도를 도시기준점을 이용한 측량성과와 비교 하여 수치 지형도 제작 당시 국가기준점의 편의량을 분석하고, 도시기준점을 이용하여 추정한 좌표변환계수를 사용하여 세계측지계로 좌표변환한 성과의 정확도를 분석하였다. 마지막으로 1/1,000 수치지형도의 좌표변환 방법을 적용하여 지하시설물 DB를 대상으로 좌표변환 정확도를 평가하였다. 본 연구를 통하여 지자체 단위의 좌표변환을 수행하는데 있어 도시기준점을 이용한 Molodensky-Badekas 방법에 의한 좌표변환계수 적용과 2차원 Affine 변환도 국지적인 범위에서 적용 가능하였음을 확인하였다. 또한 수치지형도를 기반으로 지거측량 방법으로 구축된 GIS 응용 DB의 경우에도 좌표변환 및 편의보정을 통해 약 10cm 이내의 변환 정확도로 좌표변환이 가능하여 세계측지계 전환에 큰 문제가 없다고 판단하였다.