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선형 참조

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목차

1. 개요

선형 참조는 도로와 같은 선형 피처를 따라 위치를 정의하는 데 사용되는 시스템이다. 미국 연방 고속도로 관리국(FHWA)은 주(州) 교통부(DOT)가 선형 참조 시스템(LRS) 데이터 표준화를 추진하도록 요구했다. 선형 참조는 적은 정보로 지점을 정의할 수 있고, 위도 및 경도 좌표를 사용하는 것보다 정확하고 저렴하며, 도로 정렬 변경에 따른 측정 변경, 광범위한 참조 스테이션 네트워크 구축 및 지속적인 유지 관리의 한계를 가진다. 선형 참조는 여러 지리 정보 시스템 소프트웨어에서 지원되며, 계획, 엔지니어링 및 유지 관리에 활용된다.

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선형 참조

2. 역사적 배경

미국 연방 고속도로 관리국(FHWA)은 각 주(州) 교통부(DOT)에 선형 참조 시스템(LRS) 제출 요건을 확대하면서, 관련 기술과 표준화 논의가 진행되고 있다.[1]

2. 1. 미국 연방 고속도로 관리국의 ARNOLD 요구 사항

미국 연방 고속도로 관리국은 ARNOLD 요건을 통해 각 주(州)들이 LRS 데이터 표준화에 더 가까워지도록 추진하고 있다.[1]

2012년 8월 7일, 미국 연방 고속도로 관리국(FHWA)은 각 주 교통부(DOT)가 모든 공공 도로를 포함하도록 LRS 제출 요건을 확대한다고 발표했다. 이 요건은 선형 참조 데이터의 모든 도로 네트워크(ARNOLD)라고 한다.[1]

ARNOLD 요건은 LRS와 좌표를 모두 활용하는 시스템의 기반을 마련한다. 두 시스템 모두 다른 맥락에서 유용하며, 위도와 경도를 사용하는 것은 전 세계 좌표 데이터를 캡처하고 표시하기 위한 실용적이고 저렴한 장치의 보급으로 인해 매우 인기를 얻고 있지만, LRS의 사용은 계획, 엔지니어링 및 유지 관리에 널리 채택되었다.

3. 장점

선형 참조는 위치를 표현하는 여러 방법 중 하나이다. 위도 및 경도와 같은 좌표나, "에어즈 록에서 남쪽으로 5km"와 같은 랜드마크 참조도 위치 표현 방법의 일종이다. 선형 참조는 도로 및 파이프라인 유지보수와 같은 엔지니어링 분야에서 전통적으로 선택되는 표현 방식이었다. 좌표 쌍이나 랜드마크 대신 참조 지점에서 도로를 따라 12.7km 떨어진 다리에 작업자를 파견하는 것이 더 현실적이다. 도로는 위도와 경도에서 지구가 참조 프레임 역할을 하는 것과 마찬가지로 참조 프레임 역할을 한다.

선형 참조는 도로 이름, 도로를 따라 랜드마크로부터의 거리 및 방위와 같은 적은 양의 정보만으로 선형 피처를 따라 지점을 정의하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, "주 고속도로 4번, 마일 표지 187에서 동쪽으로 20피트"와 같이 간단하게 표현할 수 있다. 작업 팀에게 위도 및 경도 좌표를 제공하는 것은 좌표를 지도에 표시하지 않는 한 의미가 없다. 종종 작업 팀은 무선 연결이 없는 외딴 지역에서 작업하므로 온라인 디지털 지도는 실용적이지 않으며, 오프라인 지도나 인쇄된 지도를 제공하는 데 드는 비교적 높은 노력은 선형 피처를 따라 오프셋 또는 오프셋 범위를 간단히 진술하는 것만큼 경제적이지 않다.

선형 참조 시스템은 특히 미터 이하의 정확도를 목표로 할 때, 고정밀도로 위도 및 경도 좌표를 수집하는 데 필요한 것보다 훨씬 저렴한 비용으로 매우 정확하고 정밀하게 만들 수 있다. 이는 선형 피처의 너비, 중심선, 선형 참조 오프셋을 정의하는 데 사용되는 랜드마크 및 표지판의 가시성에 따라 크게 달라진다.

종종 도로는 지리 공간 참조가 전혀 없는 CAD 도구를 사용하여 엔지니어가 생성하며, LRS(Linear Referencing System, 선형 참조 시스템)는 선형 피처에 대한 데이터를 정의하는 데 선호되는 방법이다.

4. 한계

선형 참조의 주요 제한 사항은 선형 피처에 없는 지점을 지정하는 것이 어렵고 오류가 발생하기 쉽다는 점이다. 예를 들어 북쪽으로 이동하는 도로에서 100미터 오른쪽에 위치한 스키 롯지를 생각해 보자. 선형 참조 시스템은 측면 오프셋을 지정하여 확장할 수 있지만, 도로에 대한 좌표가 지정되지 않으면 롯지의 절대 위치(즉, 좌표)를 결정할 수 없다. 특히 곡선 도로에서는 이 과정에서 오류가 발생하기 쉽다.[1]

도로 정렬이 변경되는 경우(예: 마을 주변에 우회로 건설) 모든 하류 지점을 참조하는 측정이 변경된다는 점도 또 다른 주요 단점이다. 이 시스템은 광범위한 참조 스테이션 네트워크와 지속적인 유지 관리가 필요하다. 모바일 지도 및 GPS 시대에 선형 참조 시스템에 대한 이러한 유지 관리 오버헤드는 장기적인 생존 가능성에 문제를 제기한다. (하지만 모든 주 DOT에서 LRS를 사용하도록 요구하는 미국 연방 고속도로 관리국의 요구 사항은 아래를 참조).[2]

그럼에도 불구하고 도로를 따라 이동하는 것은 선형적인 경험이며, 최소한 선형 참조는 대화적 역할을 계속 수행할 것이다. 선형 참조 시스템은 미국 연방 정부에서 통행 권한 데이터를 지정하는 데 유용한 도구로 인정받고 있으며, 현재 주에서 실제로 요구하고 있다. 따라서 LRS 사용량이 조만간 감소할 것으로 보이지 않는다.[3]

5. 지원 플랫폼

선형 참조는 인터그래프[10][11], GE 글로벌 트랜스미션 오피스[12], ArcGIS[13], GEOMAP GIS[14], GRASS GIS[15], PostGIS[16], QGIS[17] 등 여러 지리 좌표계 및 지리 정보 시스템 소프트웨어에서 지원된다.

참조

[1] 웹사이트 All Road Network of Linear Referenced Data (ARNOLD) Reference Manual https://www.fhwa.dot[...] Federal Highway Administration 2016-11-15
[2] 웹사이트 An LRS Model Supporting Event Location Stability and Temporal Data Management http://www.intergrap[...]
[3] 논문 White Paper: An Automated Approach to Managing Components of a Linear Reference System Network and Event Data http://www.intergrap[...]
[4] 웹사이트 Smallworld Global Transmission Office http://www.gedigital[...]
[5] 웹사이트 ArcGIS 9.3: An overview of linear referencing http://webhelp.esri.[...] Esri 2011-03-08
[6] 웹사이트 GEOMAP GIS 2012: Solution for linear referencing and dynamic segmentation over Autodesk, ESRI or MapInfo products http://gs-web.geomap[...] Geomap Services 2011-11-11
[7] 논문 Introducing the Linear Reference System in GRASS http://www.gisdevelo[...] 2007-05-01
[8] 웹사이트 PostGIS 1.5.2 Manual http://postgis.refra[...] 2011-03-08
[9] 웹사이트 LRS Plugin for QGIS https://blazek.githu[...]
[10] 저널 An LRS Model Supporting Event Location Stability and Temporal Data Management http://www.intergrap[...]
[11] 저널 White Paper: An Automated Approach to Managing Components of a Linear Reference System Network and Event Data http://www.intergrap[...]
[12] 웹인용 Smallworld Global Transmission Office http://www.gedigital[...]
[13] 웹인용 ArcGIS 9.3: An overview of linear referencing http://webhelp.esri.[...] Esri 2011-03-08
[14] 웹인용 GEOMAP GIS 2012: Solution for linear referencing and dynamic segmentation over Autodesk, ESRI or MapInfo products http://gs-web.geomap[...] Geomap Services 2011-11-11
[15] 저널 Introducing the Linear Reference System in GRASS http://www.gisdevelo[...] 2007-05-01
[16] 웹인용 PostGIS 1.5.2 Manual http://postgis.refra[...] 2011-03-08
[17] URL http://blazek.github[...]


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