국가기준점체계

왜 배우는가: 국가기준점은 지도 제작, 공간정보 구축, 각종 건설공사가 같은 위치와 높이 기준을 쓰도록 하는 골격이다. 실무에서는 기준점 성과의 연계가 측량 결과의 일관성을 좌우하므로 기준계와 높이 기준을 함께 이해해야 한다. 시험에서는 여러 교시에서 종류, 역할, 기준점 간 연계를 반복해 묻는 주제이다.

출제 이력: 제138회 2교시 4번, 제135회 3교시 2번, 제134회 2교시 2번, 제110회 2교시 4번, 제101회 4교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

국가기준점은 국가가 측량의 출발점으로 설치하고 관리하는 위치·표고 기준점이다.

국가기준점은 측지측량으로 설치되어 위치와 표고가 결정·표시된 점이다. 지도 제작, 공간정보 구축, 각종 건설공사가 같은 기준 위에서 이루어지도록 하는 골격이 된다. 좁은 의미로는 삼각점, 수준점, 다각점을 총칭하고, 넓은 의미로는 중력점과 지자기점까지 포함한다. 답안 첫 줄에는 이 정의를 두괄식으로 쓰고, 이어서 기준점이 왜 중요한지 한 문장으로 덧붙인다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 국가기준점: 측지측량으로 설치된 기준점의 총칭
• 측량원점: 측량의 출발점이 되는 경위도원점과 수준원점
• 경위도원점: 수평위치의 기준이 되는 원점
• 수준원점: 높이의 기준이 되는 원점
• 삼각점: 삼각측량으로 위치를 결정한 기준점
• 수준점: 수준측량으로 표고를 결정한 기준점
• 통합기준점: 여러 측량분야에 통합 활용하는 기준점

2. 개념 풀이

국가기준점의 정식 정의는 국토지리정보원이 측량으로 위치와 표고를 결정하여 표시한 점이다. 이 정의는 세 요소로 나뉜다. 첫째는 설치 주체로, 국가가 설치하고 관리하는 점이다. 둘째는 설치 방법으로, 측지측량에 의해 위치와 표고가 결정된 점이다. 셋째는 제공 정보로, 표석이나 성과표로 그 위치와 표고가 공개되는 점이다. 세 요소가 함께 있어야 국가기준점의 성격을 갖춘다.

국가기준점은 공통의 원점에서 출발하여 하위 점으로 차례로 연결되는 원리를 따른다. 법령은 측량의 원점을 대한민국 경위도원점과 수준원점으로 정하고, 위치를 원칙적으로 세계측지계에 따른 경도·위도와 평균해수면으로부터의 높이로 표시하도록 한다. 수준원점의 높이는 인천 앞바다의 평균해수면에서 정하였으며, 그 표고는 26.6871m이다. 평균해수면을 수준측량에 직접 쓸 수 없으므로, 같은 높이의 기준을 지상의 영구표석으로 옮겨 설치한 것이다.

수평 위치는 경위도원점, 높이는 수준원점이 기준이 된다.

국가기준점 체계의 핵심 용어는 다음과 같이 풀이한다.

• 측지측량: 지구의 곡률과 중력장을 고려하여 넓은 지역의 위치와 높이를 정밀하게 결정하는 측량이다. 국가기준점은 이 방식으로 설치되므로 일반 현장측량의 기준으로 쓰인다.
• 측량원점: 위치와 높이 측량의 출발점이 되는 점이다. 경위도원점과 수준원점이 이에 해당하며, 그 밖의 기준점은 이 원점에 연결되어 성과가 결정된다.
• 지오이드고: 타원체면에서 지오이드면까지의 높이이다. 식으로 쓰면 타원체고 = 정표고 + 지오이드고이다.

측지기준계는 기준이 되는 타원체와 원점의 위치, 방위를 정한 체계이다. 국가기준점의 성과는 이 기준계에 맞춰 결정되어야 하며, 기준계가 바뀌면 같은 점이라도 좌표값이 달라진다.

삼각측량은 삼각망에서 기선의 길이와 각을 관측하여 나머지 변과 좌표를 계산하는 방법이다. 수준측량은 두 점 사이의 높이차를 연속해서 관측하여 누적하는 방법이다. 두 측량으로 얻은 성과가 각각 삼각점의 평면 위치와 수준점의 표고가 된다.

위성항법시스템(GNSS)으로 얻는 높이는 타원체고이고, 수준측량으로 얻는 높이는 정표고이다. 두 값은 지오이드고만큼 차이가 나므로, 위성측량 성과를 기존 수준 성과와 맞추려면 지오이드 모델이 필요하다.

3. 등장 배경과 필요성

국토 개발과 토지 이용을 계획하거나 지도를 만들고 건설·토목공사를 시행하려면, 그 모든 측량의 골격이 되는 기준점이 먼저 있어야 한다. 기준점이 없으면 사업마다 서로 다른 좌표와 높이 기준이 쓰여 측량 성과를 함께 이용할 수 없다. 그래서 국가가 공통의 기준점을 설치하고 관리하는 체계가 필요해졌다.

국가기준점은 지적측량에서 필지 경계를 정하는 기준으로, 건설측량에서는 노선의 평면 위치와 설계고를 정하는 기준으로 쓰인다. 여러 응용 시스템이 같은 공간정보를 공동으로 이용하려면 평면 위치와 높이의 기준이 한 체계 안에서 맞물려야 한다. 이 점이 국가기준점이 일반 측량점과 구분되는 이유이다.

전통적으로는 삼각측량으로 평면 위치의 골격을, 수준측량으로 높이의 골격을 만들었다. 삼각점은 정확도에 따라 1등부터 4등까지 구분되며, 화강암 표석을 매립하여 표시한다. 전국에 2.5~20km 간격으로 배치되어 있고 대부분 산 정상에 설치되어 있다.