거리측량은 측량학에서 두 지점 사이의 거리를 측정하는 작업을 말한다. 면적 계산, 지도 제작, 토지 경계 설정, 토목공사 등의 기초 자료를 얻기 위하여 수행되며, 측량 분야에서 가장 기본적이면서도 중요한 실측 작업 중 하나로 분류된다.
거리의 정의
측량에서 사용하는 거리는 일반적으로 두 점 사이의 최단 거리인 수평거리(Horizontal Distance)를 의미한다. 측량 현장에서 실제로 재는 거리는 지표면을 따라 측정되는 경사거리(Slope Distance) 또는 사거리인 경우가 많으므로, 이를 기준면(평균해수면)에 투영한 수평거리로 환산하는 보정 과정이 필요하다.
거리측량의 분류
거리측량은 측정 방법에 따라 크게 직접거리측량, 간접거리측량, 간략거리측량으로 구분할 수 있다.
직접거리측량
줄자, 측쇄(체인), 강철테이프, 인바테이프 등의 기구를 사용하여 두 지점 사이의 거리를 직접 재는 방법이다. 측량 범위가 비교적 짧고 정밀도가 요구되는 경우에 사용된다. 줄자를 이용한 직접거리측량에서는 여러 요인으로 인한 정오차를 보정해야 한다.
간접거리측량
거리를 직접 재지 않고, 각도나 시간, 전자파 주파수 등의 관측값을 기하학적 또는 물리적 원리로 환산하여 거리를 산출하는 방법이다. 전자파거리측량기(EDM, Electronic Distance Measurement)를 이용한 방법이 대표적이며, 높은 정밀도로 거리를 관측할 수 있어 현대 측량에서 널리 활용된다. 토탈스테이션(Total Station)도 전자파를 이용한 거리측량 기구에 해당한다.
간략거리측량
정밀도가 높지 않은 빠른 거리 추정이 필요한 경우에 사용된다. 다음과 같은 하위 방법이 포함된다.
- 보측: 발걸음 수를 이용하여 거리를 추정하는 방법
- 목측: 육안으로 거리를 어림하는 방법. 보측보다 정밀도가 더 낮다.
- 음측: 소리의 전달을 이용하여 거리를 추정하는 방법
- 윤정계(odometer): 바퀴의 회전수를 이용하여 거리를 재는 방법
- 시각법: 높이를 아는 두 대상물을 이용하여 거리를 재는 방법. 과거 포병 부대에서 사용되었다.
줄자 측량의 보정 항목
줄자를 사용한 직접거리측량에서는 여러 가지 요인에 의한 정오차(계통오차)가 발생하므로 이를 보정하여야 한다. 주요 보정 항목은 다음과 같다.
- 부정확한 줄자의 길이 보정: 사용 중 변형된 줄자의 길이를 표준줄자와 비교하여 보정하는 항목.
- 온도변화에 따른 신축 보정: 온도 변화로 인한 줄자의 열팽창·수축을 보정.
- 경사 보정: 경사진 지형에서 측정한 경사거리를 수평거리로 환산.
- 줄자 처짐 보정: 줄자의 자중에 의한 처짐으로 인한 오차를 보정.
- 인장 보정: 줄자를 당기는 장력에 의한 변형을 보정.
- 평균해수면 보정(표고 보정): 지표면상의 측정 거리를 기준면인 평균해수면상의 거리로 환산. 최종적으로 수행되는 보정 항목이다.
경사 보정의 경우, 경사각(α)을 각측량으로 직접 관측하였다면 수평거리 HD는 HD = SD·cos α로 구할 수 있다. 그러나 일반적으로는 수직거리 Δh를 알고 있을 때 피타고라스 정리를 이용하여 수평거리를 산출하며, 경사가 완만한 경우에는 이항 정리로 간략화한 근사식을 사용하기도 한다.
관련 개념
거리측량은 토지 측량, 지적 측량, 지형 측량, 삼각측량 등 측량의 여러 세부 분야에서 기초를 이루는 작업이다. 특히 삼각측량에서는 기선 측정 등에 정밀한 거리측량이 요구된다. 최근에는 인공위성 기반의 GNSS(GPS)와 레이저를 이용한 측정 기술의 발달로 거리측량의 정밀도와 효율성이 크게 향상되었다.
참고 문헌
- 이재기 외 (2013). 《측량학1》 2판. 형설출판사. ISBN 978-89-472-7336-7.
- 최용기, 박기용 (2015). 《토목기사 과년도 시리즈 - 측량학》. 성안당.
- 위키백과, "거리측량" 문서.
