도시공학설계 1
2024. 3. 11
목원대학교 윤 형 근
■ 제2강의 주요내용
1. 독도법의 개념
2. 독도방법
3. 표고분석
4. 표고분석 사유 및 분석기준, 방법
5. 경사분석
6. 경사도 산정방법
7. 경사분석 방법(실습과제)
1. 독도법의 개요
○ 지도의 종류
- 지형도, 지적도, 주제도(특정주제 중심 / 도시계획도 등), 사진·영상지도
※ 수치지형도
- 지형도를 기반으로 하는 수치지형도는 도시계획, 건설 및 토목 설계, 지질도,
토양도, 임상도 등 각종 주제도 제작에 기초자료로 사용 / 특히 수치화된
지형도의 특성을 이용하여 DEM (Digital Elevation Model)로 제작한 후, 지리
정보시스템을 활용한 지형분석, 수문분석 등 다양한 분석을 통해, 산사태,
홍수, 지반침하, 침식 등 다양한 지질재해 분석 및 지표수 및 지하수 등의
수자원 관리 및 개발 등에 기초자료로도 사용
○ 독도법이란?
- 지도를 읽는 법 / 즉 지도가 표시하고 있는 내용을 해독하는 법
- 지도를 통해 자연상태와 인문상황을 정확하게 판독하는 법
ex) 방위, 축척(거리, 면적), 자연환경(지형, 경사, 수계 등), 인문환경(건축물, 도로 등)
2. 독도방법(지형도의 표기, 기호, 독도법)
① 방위 : 동서남축 / 지도의 방향성 / 대부분 위쪽이 북쪽
② 축적(Scale)- 지표상의 실제 거리와 지도상에 나타낸 거리와의 비율
축 척
사이즈
지도상 거리
등고선간격
비 고
1:1,000
55×44㎝
1㎝→10m
1m
지형도면고시도
1:5,000
55×44㎝
1㎝→50m
5m
도시관리계획도
1:25,000
55×44㎝
1㎝→250m
10m
도시기본구상도
1:50,000
55×44㎝
1㎝→500m
20m
※ 스케일-바(scale-bar) :
③ 등고선 : 높이가 일정한 지점을 연결한 선 / 전체적으로는 지형을 표시
- 계곡선 : 다섯번째 등고선마다 굵은 실선
- 주곡선 : 계곡선 사이를 5등분 한 4개의 등고선
- 간곡선, 조곡선
④ 표고점 : 높이가 기술되는 지도상의 점 / 도로 분기점, 요함지, 산정, 고개,
하천 분기점, 큰 평탄지 등에 표시
⑤ 기타 : 건물, 도로(임도), 수로, 농경지, 묘지, 과수원 등
※ 보충자료는 “강의자료실” 첨부자료(지형도의 이해)참조
○ 지도예시
Scale 1 : 1,000
Scale 1 : 5,000
Scale 1 : 50,000
Scale 1 : 5,000
3. 표고분석
○ 등고선/표고분석
- 등고선은 지도에서 같은 높이를 가지고 있는 지점들을 연결하는 선이며, 여기서
높이라 함은 일반적으로 해발고도, 즉 표고를 의미
- 표고분석이란 용어 그대로 도면상에 같은 높이 값을 갖고 있는 지역을 찾아 표
현함으로써 지형의 높고 낮은 성질 등을 파악하는 것을 의미함
그림. 등고선을 활용한 지형의 단면 계산 예시도
4. 표고분석 사유 및 분석기준, 방법
○ 분석사유
- 자연환경하에서 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르게 되어 있으며 이러한
자연의 원리는 중력이 작용하기 때문임
- 자연적 환경 즉, 중력과 높이차를 활용하는 것은 사람들이 살아가는 공간을
만들어가는데 있어 가장 중요하게 생각해야 하는 요소임
☞ 자연유하방식 고려시설 : 상하수도(정수장, 배수지), 저류지
☞ 개발가용지 분석과 시설배치기준 설정 시 고려사항으로 경사분석과 함께 가장
기초적인 현황분석 항목 중 하나
※ 참고 : 등고선 = 콘투어(Contour) = 콘타(일본식발음)
○ 개발가용지 분석 및 계획수립시 표고관련 기준
구 분
분 석 기 준
비 고
개발행위허가
기준
• 표고가 100미터 미만인 토지
수원시 도시계획조례
• 기준지반고(해발 0미터)를 기준으로 65m 미만(도시지역)
인천시 도시계획조례
• 표고는 해당 토지 주진입로가 접하는「도로법」 및 「농어촌도로
정비법」에 따른 도로(준용도로 포함) 이상에서 나누어지는 경
계표면의 높이로부터 지반의 평균높이가 50미터 이내에 위치
한 토지
세종시 도시계획조례
• 기준지반고(개발행위 신청지역 주 진입로가 접하는 도시계획
도로 또는 농어촌도로 리도이상 법정도로의 경계표면의 높
이)를 기준으로 50미터 이내에 위치하는 토지
논산시 도시계획조례
• 표고 75미터 미만
전주시 도시계획조례
• 기준지반고를 기준으로 50미터 미만에 위치하는 토지(도시지역
중 녹지지역에 한함)
원주시 도시계획조례
경관상세계획
수립대상지역
• 산지 주변 표고 70미터 이상인 지역
• 금강, 갑천, 유등천, 대전천 경계로부터 300미터 이내의 지역
대전시 도시계획조례
시행규칙
구 분
내 용
기개발지
• 시가화지역, 녹지지역 내 개발확정지, 계획관리지역, 학교시설 중 대학
개발억제지
• 개발제한구역(G.B), 문화재보호구역, 상수원보호구역, 군사시설보호구역
• 농림지역, 자연환경보전지역
개발불능지
• 시설녹지, 공원, 중로이상의 도로, 철도, 역사, 하천, 공공청사
• 자연적 기준에 의한 표고 150m이상인 지역(하부구조시설의 임계치)
• 경사도 30%이상인 지역
미개발지(개발가능지)
• 기개발지, 개발억제지, 개발불능지를 제외한 지역
표. 2030 대전도시기본계획상 개발가용지 분석기준
구 분
내 용
기개발지
• 도시관리계획상 주거, 상업, 공업지역(시가화지역)
• 취락 밀집지역(취락지구), 개발진흥지구, 개발사업 및 계획수립지역 등
개발억제지
• 개발제한구역(G.B), 문화재보호구역, 상수원보호구역
• 농림지역, 자연환경보전지역, 생산, 보전녹지지역 및 생산, 보전관리지역
개발불능지
• 생태자연도 1등급, 임상도 5영급이상, 하천
• 기준표고(국도1호선 평균표고:70m)부터 50m이상
• 경사도 20°이상 인 지역
미개발지(개발가능지)
• 건설지역을 제외한 지역, 기개발지, 개발억제지, 개발불능지를 제외한 지역
표. 2030 세종도시기본계획상 개발가용지 분석기준
○ 분석방법
- 표고분석은 분석하고자 하는 목적에 따라 지도의 축적과 범위가 다르기 때문에
분석의 기준은 다르게 나타날 수 있음
☞ 도시기본계획 같이 도시 전체를 대상으로 할 경우 20m이상의 간격으로 분석
☞ 주거단지, 아파트 단지 등 소규모 단지의 경우 5m 또는 10m 간격으로 분석
- 표고분석은 높고 낮음을 도면에서 한눈에 알아볼 수 있도록 하기 위해 범례
(분석의 간격)를 정하여 동일한 색상을 가지고 구분하기도 하며,
- 그리드(격자) 방식을 통해 높낮이를 표현
☞ 그리드 방식의 경우 격자의 간격이 넓고(낮은 곳) 좁음(높은 곳)으로 표현
☞ 격자의 간격을 범레에 맞춰 미리 정하고 분석
그림. 대전광역시 표고분석도
5. 경사분석
○ 경사도/경사분석
- 경사(傾斜), 구배(勾配; gradient)는 지리학 또는 토목공학 등에서 지층면과 수평면
의 서로 기울어진 정도
☞ 단위 : 경사도(%), 경사각도(°)
- 경사분석이란 지형의 기울임 정도 즉, 급경사, 완경사, 평지 등을 구분하여 건물의
위치, 도로, 주차장, 놀이공간 등으로 적합한지를 판단하는 분석
그림. 등고선을 활용한 지형의 단면 계산 예시도
○ 분석사유
- 과거 : 평탄지 위주로 개발, 평탄화 개발 지향 ⇒ 개발가용지 부족, 자연환경
훼손 심각
- 현재 : 환경, 재해, 경관 등의 중요성이 부각되고 지속가능한 개발, 친환경
개발의 요구가 증대되면서 이제는 자연지형을 최대한 활용하면서 단지를
개발하고 있으므로 경사에 대한 이해가 매우 중요함.
※ 개발가용지 분석시 경사도 25°이상 지역은 개발 불가(산지관리법)
※ 개발사업 시행시 사업구역내 절토와 성토 비율을 맞추는 것이 원칙(사토처리문제)
- 경사에 따른 지형구조는 주택의 위치, 주택의 구조 및 형태, 주차시설, 놀
이터 등의 배치에 영향을 줌으로써 단지계획을 위한 중요한 요소로 작용
- 특히 주택유형이 단조로운 아파트나 단독주택으로 배치되기보다는 경사의
정도에 따라 테라스하우스, 경사면을 활용한 타운하우스 등 다양한 주거형
식이 도입되고 있음
○ 경사도에 대한 이해
경사도
시각적인 느낌
용도
공사의 난이도
4%이하
평탄함
활발한 활동
별도의 성토 및 절토 작업없이 건
물과 도로의 배치 가능
4~10%
완만함
일상적인 행위와 활동
약간의 성토 및 절토 필요
10~20%
가파름
언덕을 이용한 운동과
놀이에 적극 이용
약간의 절토작업으로 건물과 도로
를 전통적인 방법으로 배치 가능
편익시설의 연결이 어려움
20~50%
매우 가파름
테라스 하우스
새로운 형태의 건물과 도로의 배치
기법이 요구됨
자료 : 이영석(1987), 주거환경계획, 대우출판사
- 완전한 평지는 없음 : 배수문제
- 4% 미만의 경사지는 평지로 보임 / 4 - 10% 경사지는 이동과 일상생활에 적합함
- 도로의 구배는 1 - 10%가 양호(도로의 지속적인 구간은 17%가 한계)
- 보행자들이 계단을 이용치 않고 올라갈 수 있는 한계 : 20 -25%
- 경사의 정도와 방위(方位)는 일조량을 결정
○ 산지관리법상 경사도
- 목적사업이 「건축법 시행령」 별표 1에 따른 단독주택, 공동주택, 수련시설, 숙박시
설 또는 공장의 신축인 경우에는 아래 [예시]와 같이 형질변경되는 부지의 최대폭
의 2배 거리만큼 산정부 방향으로 수평투영한 지점에 해당하는 원지반까지의 경
사도가 25° 이하여야 한다.
6. 경사도 산정방법
- 경사는 지형의 기울임 정도를 나타내는 것으로 크게 경사도(또는 경사율(%) 및
경사각도(또는 경사각(°))로 구분해 볼 수 있음
- 경사도 분석을 위해서는 도면 축척(Scale)을 알아야 됨
○ 경사도(%) 산정방법
D
H
θ
Θ =
D
H
X 100
※ 예시
20M의 등고선 간격(H)과 직선거리
200m(D)인 지역의 경사도(%)는?
θ = (H/D)*100
θ = (20/200)*100
θ = 10%
H : 표고차
D : 2점 사이의 수평거리
○ 경사각도(°) 산정방법
- 경사도(%)와 달리 경사각은 다음과 같은 공학적 개념을 도입해야 함.
-
를
의 사인이라 하고, 이것을 기호로
로 나타낸다.
-
를
의 코사인이라 하고, 이것을 기호로
로 나타낸다.
-
를
의 탄젠트라 하고, 이것을 기호로
로 나타낸다.
sin = 빗변/높이 cos = 빗변/밑변 tan = 밑변/높이
※ 도면상 정보 : 등고선의 간격 즉 높이(H), 두 지점의 직선거리(D)
※ 예시 : 20M의 등고선 간격(H)과 직선거리 200m(D)인 지역의 경사도(%)는?
- Tanθ = 높이(h)/밑변(d) = (20/100) ⇒ θ = arctan(20/100) ⇒ θ = 11.3°
- Tanθ = Tan[높이(h)/밑변(d)×(180÷π)] ⇒ Tan[(20/100)×(180÷π)] = 11.3°
○ 경사율과 각도 환산표
7. 경사분석 방법
○ 방안법에 의한 방법
- 지형도에 메쉬를 긋고 단위 그리드 안에 들어 있는 등고선 수를 파악하여 경사각
을 구하는 방법
- 예를 들어 1:1000지도에 1:1000스케일자로 10m의 그리드를 그린후,
- 그 속에 들어있는 등고선의 수(1:1000은 1m 단위임)가 3개라면,
- 첫 번째, 직선거리는 우리가 그려놓은 방안 간격 10m,
- 두 번째, 높이는 사각형 안에 등고선 개수임으로 3개는 3m,
θ = (H/D)*100
θ = (3/10)*100
θ = 30%임
○ 경사도에 의한 방법(실습과제 작성방법)
- 등고선의 간격은 표고 40m를 기준으로 10m 간격으로 분석
- 경사자를 만들어 분석
- 경사도(%)의 범례는 20%이하, 20~30%, 30~40%, 40~50%, 50%이상으로 구분
※ 경사자 만드는 방법(경사도에 따른 직선거리를 구하고 경사자를 만들자)
- 경사도(%) = 10(높이) ÷ 직선거리 × 100
☞ 예시) 경사도 20% 일 때 직선거리 : 50m
범례
번호
직선거리 구하기(10m분석)
50% 초과
1
?
40-50
2
?
30-40
3
?
20-30
4
?
20%이하
5
실제거리 50m / 도면상거리 5㎝
- 경사자 만들기
10 0
20 0
40 0
133
80
1
2
3
4
5
6
20 m 분석시
그림. 경사자 만들기 예시
※ 주의사항
- 산정상이 있는 부문은 높이값이 달라짐으로 만들어 놓은 경사자 대신 다시 계산
하여 분석
- 능선이 나타나는 경우 배할선을 그리고
작업할 것
※ 경사분석 작업과정
① 경사자를 기준으로 경사도를 분류(배할선 표기후 시작)
- 경사자를 등고선에 직각방향으로하여 범례선에 맞는 점을 찾아 선을 긋고 범례의
번호를 표기
② 동일 경사지별로 채색
③ 서브 도면명, 범례 표기하기
