수준측량의 전부 (종류, 용어 등)

이번에는 측량학중에서 자주 쓰이는 수준측량에 대해서 살펴보도록 하겠습니다. 수준측량은 공간 상의 점들의 표고를 결정하는 측량입니다. 일반적으로 흔히 표고차를 측정하고, 표고는 한 점에서 연직방향으로 지오이드까지의 거리를 말합니다. 표고데이터는 도로설계, 토공량 산출 등에 활용됩니다. 수준측량에 대한 용어 설명을 하겠습니다. 수준측량에는 연직선, 수준면, 기준면, 지평면, 지평선, 수준점, 수준망 등의 용어들이 있습니다. 이 용어에 대해서 하나씩 간단하게 설명하고 넘어가도록 하겠습니다.

 

연직선은 한 지점에서 중력방향을 말합니다. 수준면은 흔히 수평면이라고도 하고 모든 점에서 연직방향과 수직인 면을 말합니다. 기준면은 표고의 기준이 되는 수준면을 말합니다. 수준선 수평면 안에 있는 하나의 선이고, 지평면은 지평선이라고도 하는데 어느 점에서 수평면에 접하는 평면 또는 연직선에 직교하는 평면입니다. 수준점은 표고를 정확하게 측정하여 표시해둔 점을 말합니다. 국도 및 주요 간선도로를 따라 수준점들을 설치하고, 수준점들을 잇는 선의 형태를 수준망이라고 합니다.

 

수준측량의 분류는 직접수준측량과 간접수준측량 그리고 교호수준측량으로 분류할 수 있습니다. 직접수준측량은 레벨을 사용하여 두 점간에 세운 수준척의 눈금으로 직접 두 점사이의 표고차를 구하는 측량이다. 간접수준측량은 삼각수준측량, 스타디아 수준측량, 기압수준측량으로 총 3가지로 나누어진다. 삼각수준측량은 두 측점간의 연직각과 수평거리를 측정하여 삼각법에 의한 표고차를 구하는 방법이다. 스타디아 수준측량은 스타디아선을 이용하여 표고차를 구하는 것이다. 기압수준측량은 기압계를 이용하여 기압차에 의해 표고차를 구하는 것이다. 교호수준측량은 하천을 사이에 두고 있는 두 점간의 표고차를 이용하여 직접, 간접적으로 구한다.

 

망원경에는 여러가지의 레벨의 구조가 있습니다. 대물렌즈는 시준하여야 할 목표물의 상을 십자선 면에 정확하게 일치하도록 하는 역할입니다. 초준렌즈는 대물렌즈에 의해 형성된 상을 초점 면에 오도록 하여 분명하고 명확한 상을 얻도록 하는 렌즈입니다. 십자선은 직각으로 되어있고 대물렌즈 초점면에 고정시키고, 대안렌즈는 십자선 면에 형성된 매우 작은 목표물의 상을 확대하여 명확하게 보이도록 하는 역할입니다. 시준이란 대안렌즈를 사용하여 십자선이 명확히 보이도록 조정 한 다음 초춘나사로 목표물의 초점을 맞추는 것입니다. 기포관은 측량기기의 수평을 나타내는 도구입니다. 유리관 안쪽에 일정한 반지름을 가지는 원호를 만들어 작은 기포가 남도록 점성이 적고 얼지 않는 액체를 넣어서 수평 시 기포가 중앙에 위치하도록 제작하면 된다. 기포관의 곡률반경이 크면 클수록 기포관의 미세한 움직임에 대해서 움직임도 큽니다. 

 

또한, 수준척이라는 것이 있습니다. 수준척은 망원경의 시준선의 높이를 알기 위하여 사용하는 눈금이 그려진 막대기 모양의 표척입니다. 수준척에 붙어 있는 작은 원형 기포관을 이용하여 연직으로 세운 것을 의미합니다. 관측자가 수준척의 눈금을 읽을 때에는 표척수로 하여 수준척이 기계를 향하게 하여 제일 작은 눈금을 읽으면 됩니다. 

 

직접 수준측량의 용어는 후시와 전시, 기계고, 이기점, 중간점, 지반고 등이 있습니다. 표고를 이미 알고 있는 점에 세운 수준척 눈금의 읽은 값을 후시, 표고를 알고자 하는 곳에 세운 눈금의 읽은 값을 전시라고 합니다. 기계고는 망원경의 시준선의 표고를 의미합니다. 측량 도중 레벨을 옮겨 세우기 위해 한 측점에서 후시와 전시를 동시에 읽을 때 이기점이라고 하며 어느 한 점의 표고를 구하기 위해 그 점에 수준척을 세우고 전시만 읽는 점을 중간점이라고 합니다. 지반고는 기준면으로부터 어느 점까지의 표고를 말하고, 기계고에서 전시 또는 중간시를 뺀 값을 말합니다.

 

종단수준측량은 철도, 도로 등 노선의 중심을 따라 일정한 간격으로 말뚝을 박고 그 점들의 표고를 구하여 노선의 종단면을 작성한 것을 의미합니다. 지형이 급하게 변하거나 중요한 지점에서는 추가말뚝을 설치하고, 종단말뚝은 보통 20cm 간격으로 합니다. 횡단수준측량은 종단수준측량에서 설치한 중심말뚝에서 종단의 중심선 방향에 직각 방향으로 지형이 변한 점까지의 거리와 고저차를 측정하여 횡단면을 작성하는 것을 말합니다. 비교적 넓은 지역에 횡단 수준측량을 실시합니다. 삼각수준측량은 연직각을 측정하고 기준이 되는 어느 특정한 거리를 측정하여 삼각법의 원리에 따라 두 점간의 표고차를 구하는 방법입니다. 접근하기 어렵거나 멀리 떨어진 두 점간의 고저차를 구할 때 적당하고, 직접수준측량에 비해 정확도가 떨어집니다. 

 

이렇게 간단하게 수준측량에 대해서 알아보았습니다. 다른 글에서도 유익한 정보가 많으니 참고해주시면 감사하겠습니다.