방위좌표를 활용한 지적기준점측량에 관한 연구 = A study on the cadastral control point survey utilizing the direction coordinate

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The graphical cadastral maps, which were created as part of Land Survey Project in the 1910s, are still in use despite their low accuracy as the land boundaries are presented in dots and lines on paper plans. The year of 1975 marked the beginning of numerical cadastre in large land development projects to solve the problem. A numerical cadastre registered land boundary points in coordinates. In 2012, the Cadastral Resurvey Act was enacted as a national project to solve the issue of land of cadastral non-coincidence, which accounted for approximately 14.8%. Since then, the plan digitization project has been in progress. Another plan is being made to convert geographical cadastral maps into numerical ones in lots of cadastral non-coincidence. There have been remarkable technological advancements from the old plane table survey to the current total station-based electronic plane table survey and GPS survey. The survey errors due to plan extension and wear are gradually solved by the plan digitization project. Control points, which are the most important element in survey, are still mostly buried in roads that guarantee easy intervisibility and observation. Control points in the roads are, however, in a high risk of loss due to pavement, waterworks, and drainage works and accordingly require considerable maintenance costs.
This study thus set out to set roof edges of high-rise buildings, tips of ventilations on the rooftop, and tips of steel towers as control points of direction coordinates to prevent the loss of control points as they posed a low risk of loss and secured a clear view. It also aimed to propose the validity of cadastral survey with such control points of direction coordinates based on the observations and calculations at those control points. The investigator assumed the current cadastral control points and lot boundary points that had been announced as true values and compared and analyzed the accuracy of cadastral survey based on direction coordinates with the direction coordinate-based T/S survey and network-RTK survey methods.
First, the study tested X and Y coordinates that were generated by selecting, observing, and calculating control points of direction coordinates, which were found at the rooftops of buildings, tips of ventilators, and tips of steel towers, which posed a low risk of loss and no possibility of changes. Forward intersection was used to calculate the coordinate values of selected reference points of direction coordinates. The investigator drew a direction line by collimating the objects selected as direction coordinates at the cadastral control points of three points or higher and identified the points where direction lines were crossing each other based on the reference point values(X and Y) of direction coordinates, which were tested in backward intersection. After installing a machine at the current cadastral control points that had been announced, the investigator obtained the X and Y coordinate values of station marks by applying backward intersection(three points) to the control points of direction coordinates, which were then tested by comparing the coordinate values of announced cadastral control points with the X and Y coordinate values obtained by applying backward intersection to direction coordinates.
Secondly, all the control points and lot boundary points in the subject areas were observed in backward intersection(three points) based on the control points of direction coordinates as well as the network-RTK survey method. The experiment compared and analyzed X and Y coordinate values obtained in those two experimental methods as well as the announced cadastral control points that were assumed as true values and the lot boundary point coordinates registered in Registry of Boundary Point Coordinates, thus demonstrating the accuracy of direction coordinate reference point-based survey method.
Finally, the investigator analyzed the actual states of control points in Gwangju, Gyeonggi Province for the last three years and conducted analysis of current states of reference points and also installation and re-installation costs for control points, thus carrying out cost-benefit analysis of utilization of direction coordinate reference points with a relatively low risk of loss.
The utilization of control points of direction coordinates proposed in the study, however, requires intervisibility between the random station marks and the control points of direction coordinates. It will be thus difficult to apply them to downtown areas with a concentration of high-rise buildings, and there is a need for in-depth researches according to local characteristics.

국문 초록 (Abstract)

1910년대 토지조사사업에 의해 만들어진 도해지적은 토지경계가 종이도면에 점과 선으로 표현되어 정확도가 낮으나 현재까지 사용되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 1975년부터 대규모 토지개발사업 등에 토지경계점을 좌표로 등록하는 수치지적제도가 도입되었으며 2012년에 약 14.8%의 지적불부합지를 해결하기 위해서 국책사업으로 지적재조사법이 시행되면서 도면의 수치화사업이 시행되고 있다. 또한 지적부합지에 한하여 도해지적을 수치지적으로 변환하는 도해지역 수치화사업을 추진, 계획하고 있다. 현재 기술적 측면은 과거 평판측량에서 현재 토탈스테이션을 활용한 전자평판측량, GPS측량 등 괄목할만한 기술적발전이 이루어졌으며 도면의 신축 및 마모로 인한 측량의 오차는 도면수치화사업으로 점차 해결되어지고 있다. 그러나 측량을 하는데 있어 가장 중요한 기준점은 현재에도 기준점간의 시통 및 관측이 용이한 도로에 대부분이 매설이 되고 있다. 이러한 점은 도로의 포장과 상∙하수도공사 등의 사업에 의하여 망실의 위험이 크며 그로 인한 기준점의 유지관리비용도 만만치 않은 실정이다.
본 논문에서는 이러한 기준점의 망실을 대비하여 망실의 위험이 적고 시야확보가 가능한 고층건물 지붕모서리, 건물 위 환풍기 상단, 철탑상단 등을 방위좌표기준점으로 선점하여 관측, 계산하고 설치된 방위좌표기준점을 활용한 지적측량의 타당성을 제시하고자 한다. 또한 현재 고시되어 존재하고 있는 지적기준점 및 필지경계점을 참값으로 가정하고 방위좌표를 활용한 T/S측량방법과 Network-RTK 측량방법을 통하여 방위좌표를 활용한 지적측량의 정확도를 비교∙분석하였다. 본 연구의 세부 연구사항은 아래와 같다.
첫째, 방위좌표기준점을 선점, 관측, 계산하고 산출된 X,Y좌표를 검증하였다. 방위좌표기준점의 선점은 망실의 위험이 적고 기준점의 변동이 없을 것으로 보이는 지점으로 선점하였고 선점된 방위좌표기준점의 좌표 값을 산출하기 위해서 전방교회법을 이용하였다. 3점 이상의 지적기준점에서 방위좌표로 선점한 물체를 시준하여 방향선을 긋고 방향선들이 교차되는 지점을 좌표 값(X,Y)로 산출하였다. 이렇게 산출된 방위좌표기준점은 후방교회법을 통하여 검증하였다. 현재 고시되어 설치되어있는 지적기준점에 기계를 설치한 뒤 방위좌표기준점을 활용한 후방교회(3점)법을 통해 기계점의 X,Y좌표 값을 산출하였다. 그리고 고시된 지적기준점 좌표 값과 방위좌표를 활용한 후방교회법으로 산출한 X,Y 좌표 값을 비교하여 방위좌표기준점을 검증하였다.
둘째, Network-RTK측량방법과 방위좌표기준점을 활용한 후방교회(3점)법의 측량방법을 통해 실험대상지에 존재하고 있는 모든 기준점 및 필지경계점을 관측하였다. 이 실험을 통해 참값이라고 가정한 고시된 지적기준점 및 경계점좌표등록부에 등록된 필지경계점좌표와 위의 두 가지 실험방식을 통해 산출된 X,Y 좌표 값을 비교∙분석하여 방위좌표기준점을 활용한 측량방법의 정확도를 증명하였다.
셋째, 최근 3년간의 경기도 광주시의 기준점 실태조사 분석을 통하여 기준점의 망실현황과 그에 따른 기준점 설치 및 재설치에 대한 비용분석을 함으로써 상대적으로 망실의 위험이 적은 방위좌표기준점의 활용의 비용편익분석을 하였다.
그러나 본 연구에서 제시하는 방위좌표기준점을 활용하기 위해서는 임의로 설치한 기계점과 방위좌표기준점간의 시통이 이루어져야 하는데 고층건물이 밀집해 있는 도심지역에 있어서는 무리가 있을 것으로 사료되며, 지역별 특성에 맞는 심층연구가 필요할 것으로 생각 된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제1절 연구배경 및 목적 1
• 제2절 연구범위 및 수행방법 3
• 1. 연구범위 3
• 2. 수행방법 3
• 제3절 선행연구 동향 5
• 제2장 이론적 배경 7
• 제1절 지적측량기준점 7
• 1. 지적측량기준점종류 7
• 2. 지적측량기준점 성과취득방법 11
• 제2절 Network RTK 17
• 1. Network RTK 개념 17
• 2. Network RTK 방식의 종류 18
• 3. Network RTK 장단점 21
• 제3절 교회법 23
• 1. 전방교회법 23
• 2. 후방교회법 24
• 제3장 방위좌표기준점 선점 및 실측자료 취득 28
• 제1절 실험대상지 선정 28
• 제2절 방위좌표기준점 좌표취득 및 검증 31
• 1. 방위좌표기준점 선점 및 좌표취득 31
• 2. 방위좌표기준점 검증 37
• 제3절 측량방법별 관측계획수립 및 실측자료 취득 40
• 1. Network-RTK를 이용한 관측 44
• 2. T/S을 이용한 관측 46
• 제4장 방위좌표기준점활용에 따른 비용편익 및 정확도 분석 53
• 제1절 기준점 비용편익 분석 53
• 제2절 T/S와 Network-RTK 측량성과비교분석 57
• 1. 지적기준점과 T/S측량성과 비교분석 57
• 2. 지적기준점과 Network-RTK 측량성과비교분석 61
• 제5장 결 론 65
• 참고문헌 68
• ABSTRACT 70
• 감사의 글 74