Web Mercator란? 모든 웹 지도 뒤에 있는 지도 투영

여러분이 사용해본 거의 모든 인터랙티브 지도는 Web Mercator로 그려져 있습니다. Google Maps, OpenStreetMap, Mapbox, MapLibre, Apple Maps, MapAtlas, 모두 같은 투영이고 EPSG 데이터베이스에서 EPSG:3857로 식별됩니다. 이유는 간단해요. 타일 그리드로 깔끔하게 확장되고, 어떤 줌에서도 형태를 인식 가능하게 유지하며, 거의 모든 비즈니스 지도 사용 사례에서 좋은 기본값으로 작동하는 투영이기 때문입니다.

이 가이드는 이 투영이 실제로 무엇인지, 왜 그런 방식으로 면적을 왜곡하는지, 그리고 다른 것을 사용해야 할 때를 설명합니다.

30초로 이해하는 투영

지구는 대략 구형입니다. 컴퓨터 화면은 평면입니다. 지도 투영은 구 위의 위치(위도, 경도)를 평면 표면의 위치(x, y)로 변환하는 수학 함수입니다. 모든 투영은 무언가를 희생합니다. 형태, 면적, 거리 또는 방향 중 하나예요. 모든 용도에 완벽한 투영은 없기 때문에 카르토그래피라는 학문이 존재합니다.

Web Mercator는 형태와 방향을 보존합니다. 대신 면적을 왜곡해요. 적도에서 멀어질수록 피처가 실제 크기보다 크게 보입니다.

한 문단으로 보는 수학

경도 lng와 위도 lat를 라디안으로:

• x = R * lng
• y = R * ln(tan(pi/4 + lat/2))

여기서 R은 이 투영에서 사용하는 구형 지구의 반지름(EPSG:3857에서 6378137미터)입니다. 타일 그리드는 이 x,y 값을 각 줌 레벨의 정수 픽셀 좌표로 매핑하며, 줌 0에서 전 세계가 256x256 타일 하나에 들어가고 각 줌마다 해상도가 두 배가 됩니다.

이 공식이 극점에서 무한대로 발산하기 때문에 위도 범위는 약 +/-85.0511도로 제한됩니다. 여러분이 본 모든 Web Mercator 세계 지도에서 극지방이 잘려 있는 이유가 바로 이것입니다.

면적이 늘어나는 이유

극점으로 갈수록 면적 왜곡이 커지는 이유는 y축이 위도에 대해 선형이 아니기 때문입니다. ln(tan(...)) 항이 북쪽이나 남쪽으로 이동할수록 위도 선 사이 간격을 증가시킵니다. 적도에서는 위도 1도와 경도 1도가 같은 수직 공간을 차지하지만, 헬싱키에서는 위도 1도가 거의 두 배의 수직 공간을 차지합니다.

두 가지 유명한 부작용:

• 그린란드와 아프리카. Web Mercator 세계 지도에서 그린란드는 아프리카와 거의 같은 크기로 보입니다. 실제로 아프리카는 약 14배 더 커요. 같은 착시 효과로 남극 대륙이 지도 하단을 가로지르는 연속적인 띠처럼 보입니다.
• 러시아. 러시아는 대부분이 수직 왜곡이 면적을 증폭시키는 고위도 대역에 있기 때문에 엄청나게 크게 보입니다.

거리 수준 지도에서는 이런 문제가 없습니다. 베를린의 동네와 시드니의 동네는 모두 거의 실제 형태로 렌더링됩니다. 하지만 대륙 간 값을 비교하는 주제도에서는 이 왜곡이 실제 문제가 됩니다.

EPSG:3857 vs EPSG:4326

어떤 지오스패셜 코드베이스에서도 이 두 EPSG 코드를 만나게 됩니다.

• EPSG:4326 (WGS84 위도/경도): 각도입니다. 좌표를 저장하는 방식. GPS가 보고하는 방식. GeoJSON이 인코딩하는 방식. 이것이 보편적인 좌표 시스템입니다.
• EPSG:3857 (Web Mercator): 투영입니다. 좌표를 표시용 픽셀로 변환하는 방식.

프로덕션에서는 렌더링 경계를 제외한 모든 곳에서 4326으로 작업하세요. PostGIS 컬럼: geometry(point, 4326). JSON 페이로드: WGS84의 [lng, lat]. 지도 라이브러리 입력: 렌더러가 내부적으로 투영하는 4326 좌표.

데이터를 3857로 저장하는 것은 거의 항상 잘못된 방법입니다. 거리를 계산하거나, 다른 지도 제공업체에 쿼리하거나, GIS 도구를 통과시키는 순간 4326으로 다시 투영해야 하고, 그 변환 과정에서 정밀도를 잃습니다.

Web Mercator가 웹을 지배하게 된 이유

Google이 2005년에 Maps를 출시할 때, 팀은 모든 줌 레벨에서 정사각형 타일을 만드는 가장 간단한 투영이기 때문에 Web Mercator를 선택했습니다. 정사각형 타일은 2의 거듭제곱 피라미드에 깔끔하게 맞습니다. 줌 0은 1개 타일, 줌 1은 4개, 줌 2는 16개. 다른 모든 주요 웹 지도 제공업체가 타일셋이 상호 교환 가능해야 했기 때문에 같은 규칙을 따랐습니다. 20년이 지난 지금, Web Mercator는 암묵적인 기본값이 됐습니다. 거의 모든 지도 스타일, 라우팅 엔진, 분석 오버레이가 달리 명시하지 않는 한 3857을 가정합니다.

웹에서 다른 투영으로 전환하는 것은 타일 피라미드를 다시 만드는 것을 의미합니다. 기술적으로 가능하고(Mapbox는 글로브 뷰를 지원하고, deck.gl은 커스텀 투영을 지원합니다), 글로벌 뷰 모드에서는 점점 더 일반적이 되고 있지만, 거리 수준 지도에서는 Web Mercator가 여전히 강력하게 자리잡고 있습니다.

다른 것을 써야 할 때

거의 모든 인터랙티브 도시, 지역, 국가 수준 지도에는 Web Mercator를 사용하세요. 두 가지 시나리오에서만 투영을 바꾸면 됩니다:

• 지역 간 값을 비교하는 주제도. 인구 밀도, 선거 결과, 기후 변수 등 시각적 면적이 의미를 전달하는 모든 것. 북미에는 Albers Equal Area, 유럽에는 Lambert Conformal, 전체 지구에는 Mollweide 또는 Equal Earth를 사용하세요.
• 극지도. 극지방 근처에서는 Web Mercator가 제대로 작동하지 않습니다. 북극과 남극에는 극 정사영 투영을 사용하세요.

내부 GIS 분석(공간 조인, 거리 버퍼, 오버레이 분석)에서는 WGS84 각도나 해당 국가에 맞게 설계된 로컬 투영 시스템(UTM 구역, 유럽의 경우 ETRS89)으로 작업하세요. 표시 시점에만 다시 투영하면 됩니다.

MapAtlas가 처리하는 방법

MapAtlas는 Dynamic Maps 제품을 위해 모든 현대 웹 지도 라이브러리가 기대하는 동일한 EPSG:3857 스키마로 Web Mercator 타일을 기본으로 서빙합니다. Geocoding API와 Search API에서 반환되는 좌표는 항상 WGS84 위도/경도(EPSG:4326)이므로, 소스 좌표를 저장하고 렌더러가 투영을 처리하도록 맡길 수 있습니다. 투영 트레이드오프와 전환 시점에 대한 더 깊은 내용은 지도 투영 가이드를 참고하세요.