표제지 1
제출문 4
요약문 5
목차 25
제1장 개요 34
1. 기술의 정의 34
(1) 한국형 통합 수직기준면 변환 체계 기술 개발 34
(2) 국가수직기준면 모의분석 기술 개발 35
2. 기획연구의 추진배경과 필요성 37
(1) 기획연구의 추진배경 37
(2) 기획연구의 필요성 40
3. 기획연구의 목표와 범위 45
(1) 기획연구의 목표 45
(2) 기획연구의 세부 목표와 내용 45
4. 기획연구의 추진전략과 방법 46
(1) 기획연구의 추진전략 46
(2) 기획연구의 추진방법 46
(3) 기획위원 및 자문위원회 구성 47
제2장 환경분석 48
1. 기술 개요 48
(1) 국가수직기준면 48
(2) 타원체 기반 측량기술 66
(3) 새로운 해도기준면 70
(4) 수직기준면 변환체계 74
2. 현황 분석 79
(1) 수직기준면 현황 79
(2) 연구동향 80
(3) 기술(산업)동향 121
(4) 투자현황 139
(5) 중복성 검토 144
3. 시장 동향 및 전망 147
(1) 시장 동향 147
(2) 전망 149
4. 특허 동향 153
5. 정책 및 법·제도 동향 159
(1) 국내 159
6. 기술수준 및 기술개발 역량 분석 164
(1) 2020년 기술수준 평가 164
(2) 기술개발 역량 분석 169
7. 환경분석에 따른 대응방향 170
(1) 시사점 분석 170
(2) 사업추진방향 설정 173
제3장 사업 추진방향 및 전략 176
1. 비전 및 목표 176
2. 연구개발과제의 구성 177
(1) 연구과제 구성 및 목표 설정 177
(2) 세부내용 별 기술성숙도단계(TRL) 목표 178
3. 추진체계 180
(1) 추진체계도 180
(2) 사업추진 프로세스 182
4. 주요내용 및 추진방안 183
(1) 한국형 통합 수직기준면 변환체계 기술 개발 183
(2) 국가수직기준면 모의분석 기술 개발 194
5. 로드맵 201
(1) 기술 개발 로드맵 201
(2) 성과 로드맵 202
6. 소요 예산 및 인력 203
(1) 소요예산 203
(2) 소요인력 203
7. 성과의 활용방안 및 기대효과 204
(1) 활용방안 204
(2) 기대효과 205
제4장 사업 타당성 분석 208
1. 정책적 타당성 분석 208
(1) 정책의 일관성 및 추진체제 208
(2) 사업 추진상의 위험요인 210
2. 기술적 타당성 분석 212
(1) 기술적 타당성 분석 방법 212
(2) 기술개발의 적절성 분석 212
(3) 기술개발의 성공 가능성 216
(4) 기존 사업과의 중복성 및 연계성 218
(5) 기술적 측면에서의 위협요소 분석 223
3. 경제적 타당성 분석 224
(1) 경제성 검토 및 평가 방법 224
(2) 비용(Cost) 추정 225
(3) 편익(Benefit) 추정 226
(4) B/C 산정 240
(5) 고용창출효과 247
(6) 파급효과 248
제5장 과제제안요청서(RFP) 250
1. 비전 및 목표 250
2. 세부 연구내용 250
3. 성과지표 251
4. 연차별 투자계획 252
5. RFP 추진계획 254
(1) RFP 과제명 254
(2) 세부 내용 254
6. 과제 평가 계획 259
(1) 평가/관리 기준 설정 259
(2) 마일스톤 점검 및 연구비 관리체계 평가 260
(3) 진도관리와 연차평가 261
(4) 최종평가 262
(5) 추적평가 263
제6장 참고문헌 266
제7장 민간참여의향서 272
제8장 용어/약어 정리 284
판권기 287
뒷표지 288
〈표 1-1〉 연안의 구분, 연안관리법 제2조 기반 38
〈표 1-2〉 GNSS 위성현황 40
〈표 1-3〉 우리나라 주요 지점의 해양수직기준면 결정 현황 41
〈표 1-4〉 우리나라 주요 조위관측소 최저·최고 천문조위 현황 42
〈표 1-5〉 기획연구의 세부 목표 및 내용 45
〈표 1-6〉 기획연구의 세부추진 계획 및 방법 46
〈표 1-7〉 기획위원회 및 자문위원회 구성 47
〈표 2-1〉 주요 조위관측소의 관측값 수직 변동 및 원인 49
〈표 2-2〉 회전타원체 종류 56
〈표 2-3〉 대한민국 수준원점 59
〈표 2-4〉 통합기준점 및 수준점의 위치 및 간격 61
〈표 2-5〉 관측의 제한 및 허용범위 61
〈표 2-6〉 수준측량 정확도 및 허용범위 61
〈표 2-7〉 레벨 성능기준 62
〈표 2-8〉 표척 성능기준 62
〈표 2-9〉 정확도에 따른 GNSS 높이 측량 64
〈표 2-10〉 GNSS 높이측량 계산단위 64
〈표 2-11〉 조석 4대분조와 조석기준면 계산식 70
〈표 2-12〉 조위관측자료 결측 및 비정상, 잔차과대구간 비율 81
〈표 2-13〉 육·해상 높이 모델 개선을 위한 연구 동향 85
〈표 2-14〉 CVDCW 구성 레이어와 제작 과정 108
〈표 2-15〉 CVDCW Tidal Regime의 구성 108
〈표 2-16〉 CVDCW 구축을 위한 수치모델 운용 111
〈표 2-17〉 SCCD 레이어 및 산출 방법 113
〈표 2-18〉 OSR과 SSR 방식의 비교 126
〈표 2-19〉 과학기술표준분류체계에 따른 해양예측 기술 범위 139
〈표 2-20〉 부처(청)별 해양예측 분야 R&D 투자 현황 140
〈표 2-21〉 소분류별 해양예측 분야 R&D 투자 현황 140
〈표 2-22〉 해양수산부 해양예측 분야 R&D 투자 현황 141
〈표 2-23〉 해양수산부 소분류별 해양예측 R&D 투자 현황 141
〈표 2-24〉 국토지리정보원 수직기준 관련 사업('16년 이후) 143
〈표 2-25〉 선행사업과 현행연구 비교 144
〈표 2-26〉 분석기술 대상별 키워드 153
〈표 2-27〉 관련 특허 검색결과 153
〈표 2-28〉 국가기준면 관련 특허 목록(국내) 154
〈표 2-29〉 국가기준면 관련 특허 목록(국외) 156
〈표 2-30〉 과제62. 해양영토 수호와 해양안전 강화 주요내용 159
〈표 2-31〉 과제84. 깨끗한 바다, 풍요로운 어장 주요내용 159
〈표 2-32〉 공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률 161
〈표 2-33〉 해양조사와 해양정보 활용에 관한 법률 162
〈표 2-34〉 우리나라 기술수준, 연구단계 역량 및 연구개발 활동경향 164
〈표 2-35〉 국내 기술수준 향성을 위한 정부중점추진 정책 우선순위 164
〈표 2-36〉 국내 기술수준 향상을 위한 정책제언 165
〈표 2-37〉 우리나라 기술수준 변화(2018년 ~ 2020년) 165
〈표 2-38〉 국내 기술수준 향성을 위한 정부중점추진 정책 우선순위 166
〈표 2-39〉 국내 기술수준 향상을 위한 정책제언 166
〈표 2-40〉 우리나라 기술수준 변화(2018년 ~ 2020년) 166
〈표 2-41〉 국내 기술수준 향성을 위한 정부중점추진 정책 우선순위 167
〈표 2-42〉 국내 기술수준 향상을 위한 정책제언 167
〈표 2-43〉 우리나라 기술수준 변화(2018년 ~ 2020년) 168
〈표 3-1〉 관련 기술 현황 목록 및 기술 수준 179
〈표 3-2〉 국가 수직기준면 정립을 위한 분석 및 활용 기술 개발 로드맵 201
〈표 3-3〉 국가 수직기준면 정립을 위한 분석 및 활용 기술 개발 성과 로드맵 202
〈표 3-4〉 연도별 소요 예산 203
〈표 3-5〉 연도별 소요 인력 203
〈표 4-1〉 해양수산부 향후 10년간 신규 R&D사업 가용예산 규모 211
〈표 4-2〉 기술적 타당성 분석의 기본평가항목 구성 212
〈표 4-3〉 사업 목적/목표와 사업 세부구성과의 관계 분석 215
〈표 4-4〉 기술개발 성공가능성 분석결과 요약 218
〈표 4-5〉 국가 수직기준체계 연구개발 관련 유사 과제 218
〈표 4-6〉 GPS/Leveling과 조석데이터를 이용한 새로운 수직기준 결정에 관한 연구 내용 요약 219
〈표 4-7〉 다중수심관측 자료를 활용한 정밀연안지형자료 개발에 관한 연구 내용 요약 220
〈표 4-8〉 장기 관측자료를 이용한 해수면 상승의 시·공간적 변화특성 연구 내용 요약 221
〈표 4-9〉 장기 조석체계 및 기후변화가 동적 극치해일고에 미치는 영향 내용 요약 222
〈표 4-10〉 기술적 위협요소와 대응방안 223
〈표 4-11〉 국가 수직기준면 정립을 통한 모의분석 기술 개발 비용 225
〈표 4-12〉 동 사업 R&D 및 유지보수 운용비용 226
〈표 4-13〉 편익 유형 및 추정방법 227
〈표 4-14〉 부가가치율 산출 228
〈표 4-15〉 편익 추정 전제 분석지표 정리 228
〈표 4-16〉 편익추정 항목 230
〈표 4-17〉 국립해양조사원 해양관측과 해양관측 시설관리 연도별 예·결산액 230
〈표 4-18〉 해양관측 시설관리 비용저감 편익 산정식 230
〈표 4-19〉 해양관측 시설관리 비용저감 편익 도출 결과(1%, 5%, 10%) 231
〈표 4-20〉 해양관측장비 시장규모 232
〈표 4-21〉 시장예측방법론에 따른 편익비교 232
〈표 4-22〉 해양관측 시설장비 시장창출 편익 도출 결과(CAGR, 시장점유율 1%) 233
〈표 4-23〉 해양관측 시설장비 시장창출 편익 도출 결과(CAGR, 시장점유율 5%) 234
〈표 4-24〉 해양관측 시설장비 시장창출 편익 도출 결과(CAGR, 시장점유율 10%) 235
〈표 4-25〉 해양관측 시설장비 시장창출 편익 도출 결과(동일시장적용, 시장점유율 1%) 236
〈표 4-26〉 해양관측 시설장비 시장창출 편익 도출 결과(동일시장적용, 시장점유율5%) 237
〈표 4-27〉 해양관측 시설장비 시장창출 편익 도출 결과(동일시장적용, 시장점유율 10%) 238
〈표 4-28〉 국립해양조사원 추진사업별 예산규모 239
〈표 4-29〉 국내 해양정보산업시장 규모 239
〈표 4-30〉 해양정보수집 비용저감 편익 산정식 239
〈표 4-31〉 해양정보수집 비용저감 편익 도출 결과(1%, 5%, 10%) 240
〈표 4-32〉 경제성 분석 결과(낙관적) 240
〈표 4-35〉 경제성 분석 결과(보수적) 243
〈표 4-39〉 직·간접 고용계수 248
〈표 4-40〉 직·간접 고용효과 248
〈표 4-41〉 산업연관표 관련 산업별 생산유발계수 및 부가가치유발계수 249
〈표 4-42〉 경제적 파급효과 249
[그림 1-1] 수직기준면 정립 기술 개요 35
[그림 1-2] 기획연구의 추진배경과 필요성 37
[그림 1-3] 연안의 공간 구분 개념도 38
[그림 1-4] 해저지형 조사에 해양수직기준면이 미치는 영향 39
[그림 1-5] 지역별 조차의 차이 41
[그림 1-6] 해양수직기준면 구분 42
[그림 1-7] 해저지형 측량과 육상 측량 모식도 43
[그림 1-8] 우리나라 주요 기준 변경이력 44
[그림 2-1] 우리나라 조석기준면과 조화 및 비조화상수 48
[그림 2-2] 해양수치모델에서 사용되는 다양한 격자 체계 52
[그림 2-3] 해양수치모델의 자료동화 개념도 53
[그림 2-4] 해양관측 부이 54
[그림 2-5] 기본수준점 조사 모식도 55
[그림 2-6] BM-TBM 연결 수준측량 55
[그림 2-7] KNGeoid18 중력모델 58
[그림 2-8] 절대중력계와 상대중력계 65
[그림 2-9] 타원체고 측량방법 66
[그림 2-10] 국립해양조사원 타원체기반 수로측량 업무흐름도 66
[그림 2-11] 해안유형별 해안선 67
[그림 2-12] GNSS 레벨링에 의한 육상표고 결정 68
[그림 2-13] 조석기준면 개념도 71
[그림 2-14] 해도의 수심기준면 및 해면상 안전고도 기준에 대한 개념도 72
[그림 2-15] NOAA vDatum 소프트웨어의 GUI 75
[그림 2-16] AUSCoastVDT 프로그램의 적용 가능 영역 76
[그림 2-17] AUSCoastVDT 프로그램의 GUI 77
[그림 2-18] VTrans 프로그램 사용자 인터페이스 77
[그림 2-19] 수직기준면 변환체계의 일반적 구성도 78
[그림 2-20] 육상·해양 수직기준 79
[그림 2-21] 일본 해양학회지에 수록된 인천 조위관측에 대한 기록 80
[그림 2-22] 연도별 조화상수 변동 분석 사례 1 81
[그림 2-23] 연도별 조화상수 변동 분석 사례 2 81
[그림 2-24] Hong et al. 연구에 활용된 GPS 부이와 관측결과 비교 도표 83
[그림 2-25] 기존 방식 및 타원체 기반 방식 수로조사의 수심 단차 비교도 89
[그림 2-26] 타원체 기반 수로측량 개념도 90
[그림 2-27] 해양환경 재해안전 시뮬레이션(VOSS) 운용 사례 91
[그림 2-28] 해양공간 정책시뮬레이터 기술 개발 소개 자료 92
[그림 2-29] 새만금 스마트수변도시 조감도 93
[그림 2-30] 에코델타 스마트시티 경관분석을 위한 VR 사례 94
[그림 2-31] 템파 만을 대상으로 한 vDatum 운용 개념도 96
[그림 2-32] vDatum 소프트웨어 사용자 인터페이스 97
[그림 2-33] vDatum 변환 로드맵 98
[그림 2-34] 체사피크/델러웨이 만과 알래스카 남동쪽의 vDatum 변환 로드맵 98
[그림 2-35] 하나의 값으로 제시된 vDatum 변환 불확도의 모식도 98
[그림 2-36] vDatum SVU 제작 구역도 및 SVU 산출 사례 99
[그림 2-37] vDatum 조석기준면 결정을 위한 수치모델 실험 절차와 격자 구조, 입력 지형자료의 출처 99
[그림 2-38] VORF의 필요성, 기본 원리, 개발 이후의 혜택 등에 대해 설명하는 모식도 100
[그림 2-39] VORF를 구성하는 기준면 100
[그림 2-40] VORF의 외해역 해수면 자료 획득을 위해 활용한 위성고도계 자료의 궤적 101
[그림 2-41] 바다로만 연결된 거리가중 내삽 개념도 102
[그림 2-42] VORF 활용을 위한 소프트웨어 사용자 인터페이스 102
[그림 2-43] 호주의 지리공간 기준체계(AGRS)의 구성과 상호연계성 103
[그림 2-44] 호주의 측지 기준망(AHD), (수준영점을 결정하는 데에 사용된 조위관측소의 위치가 숫자로 표시되어 있음) 103
[그림 2-45] AUSCoastVDT 소프트웨어 사용자 인터페이스 105
[그림 2-46] 전통적인 방식의 수로측량과 BathyElli 자료와 GPS를 이용한 수로측량 방식의 비교 106
[그림 2-47] BathyElli 데이터 제작을 위해 사용된 관측자료 위치 106
[그림 2-48] BathyElli 평균해수면을 구하기 위한 수치모델 결과 및 오류 분포 107
[그림 2-49] data.europa 사이트를 통한 BathyElli ZH 자료서비스 107
[그림 2-50] CVDCW 모델링 개념도 109
[그림 2-51] CVDCW 모델링 개념도 110
[그림 2-52] CVDCW의 Working Grid 개념도 110
[그림 2-53] NEVREF 구축 결과물 112
[그림 2-54] NEVREF 구축 과정 모식도 112
[그림 2-55] SCCD 개발 과정 흐름도 113
[그림 2-56] SCCD의 LAT-to-MSL 모델 제작 결과 114
[그림 2-57] SCCD 제작에 사용하기 위해 조정된 DTU15MDT의 분포 114
[그림 2-58] SCCD의 최종 산출물인 CD-to-WGS84 분포 115
[그림 2-59] 뉴질랜드의 13개 수직기준면 적용 구역도 115
[그림 2-60] NZVD2016 제작에 활용된 원천자료 116
[그림 2-61] Seasketch의 Blue Halo Burbuda 해양공간계획 화면 117
[그림 2-62] Maritime spatial planning challenge 홈페이지 118
[그림 2-63] Maritime spatial planning challenge의 오프라인 보드 활용 사례 118
[그림 2-64] Maritime spatial planning challenge의 다양한 Editions 119
[그림 2-65] MSP Challenge 2050을 소개하는 vimeo 영상 화면 120
[그림 2-66] 2017년 합성 지오이드 모델(KNGeoid18) 정밀도 123
[그림 2-67] KNGeoid 개발 경과 124
[그림 2-68] 인천을 기준으로 한 목포, 부산, 묵호 조위관측소의 해면지형 125
[그림 2-69] 북위 39도선을 따라 진행된 수준측량 노선도 128
[그림 2-70] GOCE 위성과 측정된 중력분포도 129
[그림 2-71] GOCE 위성에 탑재된 Electrostatic Gravity Gradiometer(좌)와 Satellite to Satellite Tracking Instrument(우) 130
[그림 2-72] GRACE 프로젝트를 통해 제작한 중력모델(좌)와 GRACE-FO 중력측정 원리를 설명하는 동영상 화면 130
[그림 2-73] 해수면 높이와 관련된 다양한 지구물리학적 변수들의 정의 131
[그림 2-74] 위성을 이용한 고도 측정 프로젝트 시리즈(Altimeter Mission Series) 132
[그림 2-75] C-Nav 3050 제품 외관과 사용자 인터페이스 135
[그림 2-76] Dodd et al.(2010) 연구에서 제시한 타원체 기반 수로측량 개념도 136
[그림 2-77] 캐나다의 타원체 기반 수로조사 개념도 및 시험조사 결과에 대한 검증 137
[그림 2-78] CalNaGeo 체계 모식도 및 현장 전개 사진 137
[그림 2-79] PAMELi 체계 구성도 138
[그림 2-80] PAMELi 체계에 탑재된 Mini-Cyclopée 장비 개념도 138
[그림 2-81] 다른 사업들과의 연계모식도 144
[그림 2-82] 공간정보 관련 주요 산업규모 현황 149
[그림 2-84] 연도별 수직기준 관련 논문 국내 학술지 등재 수 169
[그림 3-1] 비전 및 목표 176
[그림 3-2] 연구과제 구성 및 목표 177
[그림 3-3] 관련 기술의 기술수준 178
[그림 3-4] 장기조위 수직 품질 향상 기술 개요 183
[그림 3-5] 한국조석기준시 적용 기준면 산출 기술 개요 185
[그림 3-6] 정밀 수치모델 결과의 활용 개요 186
[그림 3-7] 수직기준체계 개발에 적용된 비정형 격자 수치모델 사례 187
[그림 3-8] 프랑스 BathyElli 제작 과정에서 외해 GNSS 부이 활용 사례 188
[그림 3-9] 외해 GNSS 부이 관측 구역도(계획) 189
[그림 3-10] 불확도 정보 활용 개요 190
[그림 3-11] 불확도 연구의 목표모델에 대한 개념도 191
[그림 3-12] 수직기준면 변환 프레임 개발 사례 192
[그림 3-13] 수직기준면 변환체계 프레임 개발 개요 192
[그림 3-14] 수직기준체계 변환 프레임의 목표 모델 193
[그림 3-15] 수직기준면 변경의 분야별 영향 모의기술 개발 개요 195
[그림 3-16] 수직기준 변동 영향 모의기술의 운용 개념 196
[그림 3-17] 검증, 확인, 인정 과정의 절차 197
[그림 3-18] 공간정보 공동활용 양방향 연계 개념 199
[그림 3-19] 국가수직기준면 활용분야 205
[그림 4-1] 제1차 해양공간기본계획의 2030목표 및 정책방향 208
[그림 4-2] 제1차 해양조사 기본계획의 비전 및 추진전략 209