UTM 좌표 시스템 (Universal Transverse Mercator)란?

UTM 공부한 내용입니다. 틀린 부분은 댓글로 알려주시면 감사 드립니다.

 

지구는 둥글지만, 지도를 평면 위에 펼쳐서 표현하려면 왜곡이 발생합니다. 이런 문제를 해결하기 위해 여러 좌표 시스템이 개발되었는데, 그중 하나가 UTM (Universal Transverse Mercator) 좌표 시스템입니다. 이번 글에서는 UTM이 무엇인지, 어떻게 사용하는지 공부해 보았습니다. 서두에서 말씀드린 듯, UTM은 3차원 세계를 2차원으로 표현한 지도 중 하나 입니다.

 

1. UTM 이란?

UTM은 지구 표면을 60개의 세로 띠(zone)로 나누고, 각 띠마다 투영법을 적용해 지리 좌표(위도, 경도)를 평면 좌표(x, y)로 변환하는 방식입니다. 이렇게 하면 지도 위의 위치를 더 정확하게 표시할 수 있습니다.

1.1. [경도]

60개 띠(zone): 각 띠는 경도 6도씩 나누어져 있습니다. 다 더하면 360도 입니다.
예를 들어, 본초자오선 기준으로 6도씩 60번 더하면 다시 본초자오선이 되겠네요. 
그런데, UTM의 경도의 시작은 본초자오선이 아닙니다. '서경 180도(동경 180도) 입니다.' 그림의 맨좌측이겠네요. 그럼 서경 180도에서 180도를 더한 곳이 본초자오선이 되겠네요. 아래 그림에서 30을 찾으면 대략 영국이 있고, 본초자오선이 거기에 속하겠습니다.

 

1.2. [위도]

극부터 북극까지 A~Z로 나눕니다. I와 O는 제외 합니다. (1,0과 혼동을 막기위함). 그리고 8도 간격입니다.

 

1.3. 좌표 단위

미터(m)를 사용하여 위치를 표시합니다.

 

1.4. 투영법

횡방향 메르카토르(Transverse Mercator) 투영법을 적용합니다.
메르카토르는 둥근 표면을 평면 지도로 표현할 때 생기는 왜곡 문제를 줄이려고 사용했습니다. UTM은 널리 사용되지만, 극지방으로 갈수록 왜곡이 심해집니다. 극지방은 주로 UPS(Universal Polar Stereographic) 좌표계를 사용한다고 합니다.

 

UTM 좌표계 - 출처)위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

 

2. 왜 UTM 좌표계를 사용할까?

2.1. 정확한 거리 계산 가능

위도/경도 좌표는 각도 단위라서 거리 계산이 까다롭습니다. 예를 들어, 2개의 지점 사이의 거리를 구하려고 할때 위도/경도/고도를 이용한 두 점 사이의 거리를 구하려면 ECEF 좌표계로 변환하여 유클리디 거리를 구해야 합니다. 번거롭죠. UTM은 그냥 두 점 간의 유클리드 거리를 바로 적용하면 됩니다. 면적 계산도 더 편리하겠네요.

2.2. 지도 제작과 GIS 분야에서 표준

GPS나 GIS(지리 정보 시스템)에서 위치 데이터를 다룰 때 UTM 좌표는 널리 사용된다고 합니다. GPS에서는 별도의 고도를 따로 관리해야 합니다.

2.3. 전 세계 어디서든 사용 가능

지구를 60개 띠로 나누어 세계 어디서든 동일한 방식으로 좌표를 표시할 수 있습니다.

 

3. 우리나라는?

3.1. 우리나라는 UTM 어디에 속할까?

우리나라는 UTM zone 52N에 속합니다. (경도 126~132E 사이, 위도 0~84N 사이)

UTM 좌표계에서는 51S, 51T, 52S, 52T 구역에 속합니다.

 

3.2. 원점은?

동서 좌표(Easting) 

- 중앙 경선에 대해 Easting 500,000m 설정 즉, X = 500,000m인 상태를 동서의 원점 

 

남북 좌표(Northing)

- 북반구에서는 적도를 Northing = 0으로 설정 즉, 적도에서 북쪽으로 측정된 거리가 Northing

 

 

3.3. 서울의 한 위치에 대한 좌표는?

대략 (315000,4210000)m가 된다고 하네요.