측량이란 무엇인가?

이집트인들은 그들을 “밧줄을 푸는 사람들”이라고 불렀습니다. 그들은 누구였습니까? 그들은 과세를 위해, 매년 나일 강이 범람하고 난 다음 배정된 땅의 경계를 다시 정하는 일을 담당한 고대 조합의 구성원들이었습니다. 그들은 현대에 토지 측량사라고 불리는 전문가들의 원조입니다.

오늘날에는 간선 도로변이나 건설 현장에서 측량사들을 쉽게 볼 수 있습니다. 하지만 당신은 아마 ‘측량이 정확히 뭐지?’ 하는 의문을 품어 본 적이 있을지 모릅니다.

“측량에는 두 가지 주요 기능이 있다”고, 「과학 및 과학 기술 도해」(Science and Technology Illustrated)에서는 알려 줍니다. 그 두 가지 주요 기능이란, “(1) 측량물들을 측정하고 그 위치를 기록한 다음 그러한 자료를 이용하여 지도를 제작하거나 측량물에 대한 내역을 작성하는 것과, 그와는 반대로 (2) 도면이나 측량물에 대한 내역에 따라 경계를 표시하거나 건물을 짓기 위해, 경계 표지를 설정하는 것이다. 측량은 지상이나 지하, 심지어 공중에 있는 특정한 지점들의 위치를 측정 혹은 표시하는 것이다.”

측량의 역사

아마도, 처음으로 경계가 정해진 땅은 에덴 동산이었을 것입니다. 또한 성서는 이스라엘에서도 측량 기술자들이 활동하고 있었으며, 그들이 부동산의 경계와 소유권을 결정하였다고 지적합니다. 잠언 22:28에 보면 이런 말이 나옵니다. “네 조상들이 만들어 놓은 오래 된 경계를 뒤로 옮기지 말아라.” 로마인들에게는 테르미누스라는 신까지 있었는데, 그 신은 경계를 관할하는 신이었으며 그 신의 상징물은 돌이었습니다.

아직도 상당수가 남아 있는 로마의 수도교와 도로는, 고대 로마인들이 측량 분야에서 놀라운 업적을 이룩했음을 입증해 줍니다. 초기의 측량 기술자들은 변변치 않은 도구를 가지고도 얼마의 매우 고무적인 성과를 거두었습니다. 기원전 200년경에 그리스의 천문학자이자 수학자이자 지리학자인 에라토스테네스는 지구의 둘레를 계산해 냈습니다.

기원 62년경에는, 헤로라고도 하는 알렉산드리아의 헤론이 자신의 저서인 「경위의(經緯儀)」(Dioptra)에서 기하학을 측량에 응용하는 법을 예시하였는데, 그리스어로 기하학의 문자적인 뜻은 “지구 측정”입니다. 그리고 기원 140년에서 160년 사이에, 클라우디오스 프톨레마이오스는 히파르코스가 확립한 방법을 사용하여, 당시에 알려져 있던 세계에 있는 약 8000곳을 위도와 경도와 함께 수록한 목록을 작성하였습니다.

18세기에 카시니가(家)는 4대에 걸쳐 프랑스 전역을 처음으로 과학적으로 측량하는 데 성공하였으며, 「라 카르트 드 카시니」라는 지도를 제작하였습니다. 「세계의 모양」(The Shape of the World)이라는 책에서는 이렇게 설명합니다. “프랑스가 과학적인 지도 제작을 선도하였고, 그 다음이 영국이었으며, 오스트리아와 독일이 그 뒤를 바짝 좇고 있었다. 유럽의 다른 지역에서도 19세기의 처음 몇십  년 동안 국가적인 차원에서 측량을 하는 일이 유행하였다.” 유럽 외에도, 1817년에는 ‘대(大) 인도 삼각 측량’이 실시되어 인도의 지도가 완성되었습니다. 그 측량 작업을 지휘한 사람은 조지 에버리스트였는데, 그의 이름을 따서 세계 최고봉의 이름이 에베레스트로 개칭되었습니다.

이 초기 측량가들은 매우 열악한 환경에서 일하였습니다. 1861년까지의 기록이 실려 있는 「인도 측량의 역사 기록」(Historical Records of the Survey of India)을 살펴보면, 측량팀이 열병에 시달렸다는 것을 알 수 있으며, 영국으로 돌아온 측량 대원은 70명 중에 1명꼴도 안 되었다고 합니다. 그런가 하면 야생 동물의 습격을 받은 측량 대원들도 있었고, 식량 부족으로 아사 지경에 이른 측량 대원들도 있었습니다. 그럼에도 불구하고, 남자들은 자연을 벗 삼아 일하고 어느 정도 독립적으로 행동할 수 있는 측량 작업에 매력을 느꼈습니다.

푼디트로 알려져 있는 일단의 인도 사람들은, 그들이 네팔과 티베트에서 한 흥미진진한 일 때문에 역사에서 특별한 주목을 받고 있습니다. 법령들과 조약들 때문에 외국인이 그 나라들에 입국하는 것이 금지되어 있었으므로, 그 측량가들은 불교의 라마 즉 승려로 변장하고 입국하였습니다. 그들 각자는 자신들의 비밀 임무를 수행하기 위한 준비로서, 1마일(1.6킬로미터)을 정확하게 2000보로 걷는 훈련을 받았습니다. 그들은 100개의 구슬로 만든 염주를 사용하여 걸음의 수를 세고 거리를 계산하였습니다.

미국의 대통령이었던 워싱턴, 제퍼슨, 링컨을 비롯한 많은 사람들도 얼마간 측량 업무를 보았습니다. 링컨이 정치적으로 성공을 거둔 것은 부분적으로는 그가 한 측량 업무 덕분이었다고 주장하기까지 하는 사람들이 있는데, 그가 그 일을 하면서 사람들과 친밀하게 접촉할 수 있었다는 것입니다.

오늘날의 측량

오늘날 우리가 주위에서 흔히 볼 수 있는 토지 측량 방법에는 세 가지가 있습니다. 한 가지는 법적인 측량 즉 지적 측량인데, 이 측량은 부동산의 법적 경계선을 확정하기 위한 것입니다. 주택 건설을 위해 토지를 세분해야 할 필요가 있거나, 정부가 새로운 거리나 도로나 간선 도로의 위치를 확인하고자 하는 경우, 토지 측량사들은 토지를 할당하고 법적 평면도를 작성하는 일을 하게 됩니다.

또 다른 종류의 측량은 지형 측량이라고 합니다. 지형 측량은 특정한 대지의 크기, 모양, 경사뿐만 아니라 도로, 울타리, 나무, 기존 건물, 공공 시설 등의 위치를 측정하고 확인하는 것입니다. 토목 공학자, 건축가, 구조 공학자를 비롯한 전문가들은, 개발하게 될 대지와 그 주변에 있는 그러한 사물들의 정확한 위치를 활용합니다. 그들은 그러한 자료에 따라 도면을 작성하며, 어떤 경우에는 그러한 사물들을 설계도에 포함시키기도 합니다.

설계도, 건축 허가, 도면 등 건설 공사를 시작할 준비가 일단 완료된 후에도, 건축물들을 제각기 정확히 어느 위치에 건설해야 하는지 하는 문제가 여전히 남게 됩니다. 지나가는 사람들이 흔히 보게 되는 측량이, 바로 이 단계에서 행해지는 세 번째 형태의 측량인 건설 측량입니다. 측량사들은 건설 근로자들을 위해 모든 중요한 지점들과 선들과 고도 표지들을 제공하여, 모든  공공 시설, 도로 및 기타 건축물들이 평면도에 표시된 정확한 위치에 반드시 시공되게 합니다.

19킬로미터 이하의 측정을 요하는 소규모의 토지 측량을 평면 측량 또는 소지 측량이라고 합니다. 하지만 대규모 측량 작업에는 지구 표면의 굽은 정도 즉 곡률을 감안하는 대지 측량 또는 측지 측량이 필요합니다. 대지 측량은 흔히 한 나라의 전국 좌표 격자계와 관련이 있는데, 이것은 경선 및 위선과 연계되어 있습니다. * 이러한 측량 작업은 극히 정밀하게 행해집니다.

또한 현대의 측량에서는, 위성 위치 확인 시스템이라고 불리는 체계를 통해 특수 위성을 사용하기 시작하였습니다. 이제 측량사는 휴대용 장치를 가지고 지표면상의 위치를 매우 정확하고 신속하게 알아낼 수 있습니다. 우리가 일반적으로 모르고 있을 수 있는 다른 종류의 측량에는, 위성에 장착된 특수 카메라로 찍은 지형 사진을 이용하는 사진 측량과, 강, 호수, 바다 등 수역의 경계선을 정하고 그 깊이와 지형을 측정하는 수로 측량이 있습니다.

우리에게 중요한 이유

일례로, 미국 캘리포니아에 있는 금문교는 1937년에 처음으로 개통되었습니다. 1991년에 이 다리에 대한 측량이 다시 행해져 그 다리의 정확한 위치에 대한 기록을 작성하게 되었습니다. 지진이 일어나서 그 다리가 움직일 경우, 이제는 다리에 가해지는 응력을 측정할 수 있으며 구조물의 안정성과 대중의 안전을 보장하기 위해 보수 작업을 할 수도 있습니다. 더 규모가 작은 측량의 예로서, 버몬트에 있는 한 스키장은 측량사들을 고용하여 슬로프의 안전성을 개선하고 스키장의 조건을 세계 수준으로 끌어 올렸습니다.

또한 중국은 지진이 중국 사람들에게 미치는 영향을 줄여 보자는 뜻에서, 위성 측량으로 수집한 자료를 사용하여 지각의 변동을 감시하게 될 것입니다. * 또한 당신이 소유하고 있는 집이나 당신이 운전을 하고 있는 도로나 당신이 일하고 있는 사무실이나 당신이 다니는 학교 등을 지을 때에도, 모두 측량사가 공사에 참여하였을 것입니다.

측량사들은 매우 실제적인 방법으로 우리의 생활에 영향을 미칩니다. 그들은 밧줄에서부터 위성에 이르기까지 다양한 수단을 사용하여, 우리가 사는 복잡한 세상에 의미와 질서를 부여하기 위해 노력해 왔습니다. 또한 우리가 계속 건물을 짓고 지상 세계와 지하 세계에 대한 지식을 늘려 가는 한, 그러한 일에는 필시 측량사들이 필요하게 될 것입니다. 따라서 다음번에 측량사들이 도로변에서 일하는 모습을 보게 되면, 그들의 고된 전문 직업에 대해 조금은 더 잘 이해할 수 있게 될 것입니다.

[각주]

[22면 네모와 삽화]

정밀 기기들

전자 거리 측정기—위치를 측정하고자 하는 지점에 특수 반사경을 설치해 놓고 거기에 전자 광선이나 펄스를 쏘아 보낸 다음, 반사되어 되돌아오는 광선이나 펄스를 이용하여 거리를 계산한다.

경위의[세오돌라이트]와 광파 측량기(토털 스테이션)—경위의(왼쪽)는 각도를 측정하는 기구이다. 현미경이 부착되어 있어, 렌즈와 내부 반사경과 프리즘으로 구성된 시스템이 크게 확대된 각도 측정치를 내부적으로 보여 준다. 좀 더 정밀한 경위의들은 곡선의 1초 단위까지 각도를 표시해 줄 수 있는데, 그러한 정밀도는 원을 크기가 같은 129만 6000개의 부채꼴로 나누었을 때의 각도에 해당한다. 광파 측량기(오른쪽)도 전자식으로 측정을 해 주며 각도, 거리, 측정 대상의 세부 사항 등 현장에서 수집한 자료를 저장할 수 있다. 그 후에 그러한 자료를 사무실에 있는 컴퓨터로 옮겨서 계산과 도면 제작에 이용할 수 있다.

[21면 삽화]

구식 수준기

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이집트의 “밧줄을 푸는 사람들”은 현대 측량사들의 원조이다

[자료 제공]

Borromeo/Art Resource, NY