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중앙경선 설정에 따른 세계지도 투영법의 상대적 적합도 평가: 로빈슨 도법과 빈켈 트리펠 도법의 비교 KCI 등재

Evaluation of the Relative Suitability of World Map Projections According to Central Meridian Setting: A Comparison of the Robinson and Winkel Tripel Projections

김용민, 이상일
  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/452038
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한국지도학회지 (Journal of the Korean Cartographic Association)
한국지도학회 (The Korean Cartographic Association)
초록

본 연구는 중앙경선의 선택이 육지부의 평균 투영 왜곡도와 투영법의 상대적 적합도에 미치는 영향을 로빈슨 도법과 빈켈 트리펠 도법의 비교를 통해 실증적으로 분석하였다. 이를 위해 티소의 지시타원을 기반으로 각도, 면적, 축척의 국지적 왜곡도를 정의하고, 수치적분을 통해 육지부 전체의 평균 왜곡도로 확장하였다. 또한 2.5° 간격의 경위도 격자망과 중앙경선 차원을 결합한 3차원 계산 체계를 구축하여, 중앙경선 변화에 따른 왜곡도의 분포를 체계적으로 산출하였다. 분석 결과, 두 도법 모두에서 왜곡도는 중앙경선의 설정에 의존하는 것으로 나타났다. 각도 왜곡의 경우 동경 30° 부근에서 최소, 서경 130° 부근에서 최대를 보이며, 일부 구간을 제외하면 대부분의 중앙경선에서 로빈슨 도법이 빈켈 트리펠 도법보다 우세하였다. 반면 면적 왜곡에서는 중앙경선의 위치와 무관하게 빈켈 트리펠 도법이 일관되게 우세하였으며, 두 왜곡 범주는 서로 상반된 공간적 분포를 보였다. 이러한 차이는 각 투영법이 지니는 고유한 왜곡의 공간적 구조와, 중앙경선의 변화에 따라 달라지는 수륙 분포의 재배치가 결합된 결과로 해석된다. 특히 중앙경선의 이동에 따라 육지부가 지도 중앙 또는 외곽으로 이동하면서 평균 왜곡도에 대한 기여 구조가 달라지는 점이 핵심적인 요인으로 작용한다. 이러한 분석을 바탕으로 중앙경선을 동경 150°로 설정한 경우를 평가한 결과, 로빈슨 도법은 각도 왜곡에서 상대적 개선을 보이는 반면 면적 왜곡은 증가하여 두 왜곡 속성 간 상충이 발생하는 것으로 나타났다. 그러나 각도와 면적 왜곡의 균형을 고려하되 각도 왜곡의 영향력이 더 크다는 평가 기준을 적용하면, 로빈슨 도법의 상대적 적합성은 본초자오선을 중앙경선으로 설정한 경우에 비해 높아지는 것으로 해석할 수 있다. 본 연구는 중앙경선을 투영 왜곡 분석의 핵심 변수로 도입함으로써, 투영법의 성능을 보다 일반화된 틀에서 재평가할 수 있는 방법론을 제시하였다는 점에서 의의를 가진다.

This study investigates how the choice of central meridian affects mean projection distortion over land and the relative suitability of map projections, through a comparative analysis of the Robinson and Winkel Tripel projections. Local distortions—angular, areal, and scale—are defined using Tissot’s indicatrix and extended to mean distortions over global land areas via numerical integration. A three-dimensional computational framework is constructed by combining a latitude–longitude grid with a central meridian dimension, enabling systematic evaluation of distortion patterns across different meridians. The results show that distortion levels in both projections depend on the choice of central meridian. Angular distortion reaches a minimum near 30°E and a maximum near 130°W, with the Robinson projection outperforming the Winkel Tripel projection across most meridians except within a limited range. In contrast, areal distortion consistently favors the Winkel Tripel projection regardless of the meridian, and exhibits a spatial pattern opposite to that of angular distortion. These differences can be explained by the interaction between the intrinsic spatial distribution of distortion in each projection and the redistribution of landmasses caused by shifts in the central meridian. In particular, changes in the relative position of land areas—whether concentrated near the center or the edges of the map—significantly influence the overall distortion metrics. Based on this framework, the case of setting the central meridian to 150°E is evaluated. Under this configuration, the Robinson projection shows a clear improvement in angular distortion but a deterioration in areal distortion, resulting in a trade-off between distortion types. However, when greater weight is assigned to angular distortion in accordance with commonly used evaluation criteria emphasizing visual naturalness, the relative suitability of the Robinson projection improves compared to the prime meridian case. This study highlights the central meridian as a critical analytical dimension and provides a generalized methodological framework for reevaluating projection performance under varying meridian configurations.

키워드
티소의 지시타원투영 왜곡중앙경선로빈슨 도법빈켈 트리펠 도법 Tissot’s indicatrixProjection distortionCentral meridianRobinson projectionWinkel Tripel projection
목차
요약
Abstract
I. 서론
II. 선행 연구 및 연구 방법
    1. 선행 연구
    2. 연구 방법
III. 연구 결과
    1. 왜곡도의 기술 통계량 비교
    2. 중앙경선에 따른 투영 왜곡도 변동
    3. 투영 왜곡의 공간적 분포와 중앙경선에따른 수륙 분포의 재배치
    4. 태평양 중심의 세계지도에서 투영법의상대적 적합도 평가
IV. 요약 및 결론

참고문헌
저자
  • 김용민(한국건설기술연구원 석사후연구원) | Yongmin Kim (Post-master Researcher, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology)
  • 이상일(서울대학교 지리교육과 교수) | Sang-Il Lee (Professor, Department of Geography Education, Seoul National University) Corresponding author