[GIS] 자바 기반의 오픈소스를 이용한 좌표계 변환 정리

안드로이드 기반의 GIS 솔루션인 블랙포인트(BlackPoint-Xr)에는 다양한 좌표계간의 변환을 위한 클래스가 제공됩니다. 이 클래스들은 이미 다음 포스트를 통해 오픈소스 형태로 꽤 오래전부터 소개해 드렸는데요. 이번 기회에 다시한번 종합적으로 정리를 해봅니다.

• 가벼운 좌표변환 오픈소스
• 타원체간의 경위도 좌표계 변환 오픈소스 라이브러리

이 좌표 변환을 위한 클래스를 소개하기 위해서 2가지 시나리오를 정하겠습니다. 첫째는 동일한 타원체를 갖는 서로 다른 좌표계간의 좌표변환이고 둘째는 서로 다른 타원체를 갖는 서로 다른 좌표계간의 좌표변환입니다. 이렇게 두개의 예를 드는 이유는 두개의 좌표계가 서로 다른 타원체를 갖느냐 갖지 않느냐에 따라 좌표변환의 과정이 매우 달라지기 때문입니다.

앞서 언급한 두가지 시나리오 중에서 첫번째인 동일한 타원체를 갖는 서로 다른 좌표계간의 좌표변환으로써 Bessel1841 타원체인 UTMK 좌표계에서 역시 Bessel1841 타원체를 갖는 카텍 좌표계로 변환하는 코드를 예로 살펴보겠습니다. 이 두 좌표계 간의 변환은 크게 2가지로 구분됩니다.

1. UTMK 좌표계를 Bessel1841의 경위도 좌표계로 변환
2. Bessel1841의 경위도 좌표를 카텍 좌표계로 변환

먼저 1. 번에 대한 코드는 다음과 같습니다.

String[] projParamsUTMK_B = {   
    "+proj=tmerc",   
    "+lat_0=38N",   
    "+lon_0=127.50289E",   
    "+ellps=bessel",   
    "+x_0=1000000",   
    "+y_0=2000000",   
    "+k=0.9996",   
    "+unit=m"  
};   
			    		     
Projection projUTMK_B 
    = ProjectionFactory.fromPROJ4Specification(projParamsUTMK_B);
			    		
Point2D.Double in = new Point2D.Double(986967, 1817577);
Point2D.Double out = new Point2D.Double();
projUTMK_B.inverseTransform(in, out);

1~10번 코드는 UTMK 좌표계를 정의하는 PROJ.4 형식의 파라메터입니다. 전세계에 존재하는 대부분의 좌표계는 위와 같은 파라메터로 구성이 가능합니다. 위의 코드는 UTMK 좌표계인 (986967, 1817577)를 in 객체에 담아 카텍으로 변환하여 out 객체에 저장하는 코드입니다. 이제 2. 번에 대한 코드는 다음과 같습니다.

String[] projParams_KATECH = {   
    "+proj=tmerc",   
    "+lat_0=38N",   
    "+lon_0=128E",   
    "+ellps=bessel",   
    "+x_0=400000",   
    "+y_0=600000",   
    "+k=0.9999",   
    "+unit=m"  
};   
			        	     
Projection projKatech 
    = ProjectionFactory.fromPROJ4Specification(projParams_KATECH);

in.x = out.x;
in.y = out.y;
projKatech.transform(in, out);

이 코드는 1. 에서 얻는 경위도 좌표가 담긴 out 객체를 다시 in 객체에 복사하고 카텍 좌표계로 변환합니다. 최종적으로 out 객체에 변환된 카텍 좌표가 저장되어 있습니다.

두번째 시나리오는 Bessel1841 타원체인 카텍 좌표계에서 WGS84 타원체인 UTM 52Zone 좌표계로 변환하는 내용입니다. 이 두개의 타원체는 서로 다른 타원체를 갖으며 이렇게 서로 다른 타원체를 갖는 좌표계 간의 변환은 다음과 같은 절차를 갖습니다.

1. 카텍 좌표를 Bessel1841의 경위도 좌표계로 변환
2. Bessel1841의 경위도 좌표를 WGS84 경위도로 변환
3. WGS84 경위도를 UTM 52Zone 좌표계로 변환

동일한 타원체를 갖는 좌표계간의 변환에서 한단계(2번)가 추가되었습니다. 위의 세가지 단계에 대해서 하나 하나 코드를 통해 살펴보겠습니다. 먼저 1. 번에 대한 코드는 다음과 같습니다.

String[] projParams_KATECH = {   
    "+proj=tmerc",   
    "+lat_0=38N",   
    "+lon_0=128E",   
    "+ellps=bessel",   
    "+x_0=400000",   
    "+y_0=600000",   
    "+k=0.9999",   
    "+unit=m"  
};   
			        	     
Projection projKatech 
    = ProjectionFactory.fromPROJ4Specification(projParams_KATECH);
			        	
Point2D.Double in = new Point2D.Double(342353, 417704);
Point2D.Double out = new Point2D.Double();
projKatech.inverseTransform(in, out);

다음으로 2. 번에 대한 코드입니다.

Ellipsoid bessel1841 = new Ellipsoid(6377397.155, 1.0 / 299.1528128254262);
Ellipsoid wgs1984 = new Ellipsoid(6378137, 1.0 / 298.257223563);   
Parameters7 params = 
    new Parameters7(-145.907, 505.034, 685.756, -1.162, 2.347, 1.592, 6.342);   
Ellip2Ellipsoid ellip2ellip = new Ellip2Ellipsoid(bessel1841, wgs1984, params);
Values3 src = new Values3(out.y, out.x, 0);
Values3 dst = new Values3();
ellip2ellip.transform(src, dst);

위의 코드를 보면 타원체 간의 변환에 필요한 7개의 파라메터가 사용되고 있음을 알 수 있습니다. 파라메터가 필요없다면 7개의 값을 모두 0으로 지정하면 됩니다. 이제 3. 번에 대한 코드입니다.

String[] projParams_UTM52 = {   
    "+proj=tmerc",   
    "+lat_0=0",   
    "+lon_0=129E",   
    "+ellps=WGS84",   
    "+x_0=500000",   
    "+y_0=0",   
    "+k=0.9996",   
    "+unit=m",
    "+no_defs"
};   
			        	     
Projection projUTM52 
    = ProjectionFactory.fromPROJ4Specification(projParams_UTM52);
			        	
in.x = dst.V2;
in.y = dst.V1;
projUTM52.transform(in, out);

이상으로 서로 다른 좌표계간의 좌표변환에 대한 내용을 마칩니다.