개념 한 쪽
지오이드는 평균해수면을 육지 아래까지 가상으로 연장한 곡면으로, 측량에서 높이의 기준면으로 사용한다는 핵심 개념을 다룬다.
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출제기준 단원 「지오이드」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 정의 판단 | 1 | 지오이드의 기본 정의를 고르는 능력 |
| 기준면 구분 | 1 | 지오이드·타원체·의사지오이드의 구분을 묻는 유형 |
| 성질·편차 이해 | 1 | 지오이드와 타원체의 관계 및 편차 원인을 묻는 문제 |
지오이드(geoid)는 오랜 관측으로 얻은 평균해수면을 육지 아래까지 이어붙인 가상의 닫힌 곡면이라 정의한다. 이 면은 중력 퍼텐셜이 일정한 등퍼텐셜면이므로 어느 지점에서나 중력 방향인 연직선과 수직한다는 성질을 가진다.
지오이드는 물리적으로 정의되는 기준면으로서 울퉁불퉁한 실제 지표면과 매끄러운 수학적 지구타원체의 중간쯤을 지나며 지역별로 높낮이가 달라진다. 이러한 높낮이 차이는 지하 물질의 밀도 불균일 등 질량 분포에 따라 발생하므로 지오이드와 타원체의 편차는 지역마다 ±로 다양하다.
측량 실무에서는 지오이드를 표고의 기준면으로 삼고, 각도·지도 제작·부피 계산 등 수학적 계산과 삼각측량의 기준은 지구타원체를 사용한다는 점을 구분해야 한다. 넓은 지역의 측지계 기준으로는 그 지역 지오이드에 가장 근사한 준거타원체를 선정한다는 관습을 따른다.
지오이드와 타원체의 법선(연직선과 타원체 법선)의 불일치는 연직선 편차로 정의하며, 이 편차를 통해 두 기준면의 관계와 관측상의 차이를 이해해야 한다.
문제 유형에서는 지오이드를 '평균해수면을 육지까지 연장한 가상 곡면'으로 바로 식별하면 정답을 고르기 쉽다. 예컨대 지오이드가 연직선과 수직인 등퍼텐셜면이라는 문장이 보이면 옳은 설명으로 판단한다. 반대로 지구타원체와 지오이드를 혼동하여 각도나 지도제작의 기준을 지오이드로 적거나, 지오이드와 타원체의 높낮이에 대해 일률적인 규칙을 단정하면 오답이 된다.
실무적 구분 문제에서는 '각도·지도 제작의 기준=지구타원체, 높이의 기준=지오이드'라는 한 줄 원칙으로 답을 찾는 방법이 대표적이다. 또한 '지오이드를 회전시켜 타원체를 만든다'는 표현은 개념적으로 틀린 서술이므로 배제해야 한다.
지오이드를 옳게 설명한 것은?
정답 ④ · 지오이드의 개념을 묻는 문제로, 평균해면을 육지 아래까지 연장하여 전 지구를 덮었다고 가정한 가상의 곡면이 지오이드이다. 지오이드는 중력 등위면으로서 연직선과 항상 수직을 이루며, 측량의 높이 기준면으로 사용된다.
지오이드는 평균해면을 육지 아래까지 연장해 전 지구를 덮은 가상의 곡면이다.
지구의 형상을 결정하기 위하여 사용되는 지표면이 아닌 것은?
정답 ④ · 지구의 형상을 결정하기 위한 기준면이 아닌 것을 고르는 문제이다. 지구 형상 결정에 사용되는 대표적인 면으로는 평균해수면을 연장한 지오이드, 지오이드를 수학적으로 근사한 지구 타원체, 그리고 GNSS 높이 결정에 활용되는 의사 지오이드가 있다.
지구 형상의 기준면은 지오이드·지구타원체·의사 지오이드 셋뿐이며, 지구 구면체는 사용되지 않는다.
지오이드에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 지오이드에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 지오이드는 평균해수면을 육지까지 연장하여 지구 전체를 덮는 상상의 곡면이며, 등포텐셜면이므로 항상 중력 방향에 수직이다.
지오이드와 타원체의 편차는 지역의 질량분포(중력이상)에 따라 ±로 다양해 '대륙=낮음·대양=높음' 규칙은 없다.
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