最小二乗調整とパーセル ファブリック

パーセル ファブリックは冗長な計測ネットワークです。パーセル ラインはパーセル コーナー ポイントを接続し、計測ネットワークを形成します。ラインは共通のポイントで接続し、ディメンションを持ちます。これにより、他のポイントとの地理的な距離と角度のリレーションシップが定義されます。

パーセル ファブリックの計測ネットワーク
冗長な計測ネットワークのパーセル ファブリックのライン。

パーセルでは最小二乗調整を実行できます。この調整は、冗長なパーセル ライン上のディメンションを使用して、パーセル ファブリック ポイントに最適な座標 (x,y,z) を推定します。この調整では、ネットワークの冗長性を使用して、ディメンション エラーが存在する可能性のあるラインと、ディメンションがネットワークの他の部分と適合しない (外れ値の) ラインを特定します。

要約すると、最小二乗調整はパーセル ファブリックで次のように機能します。

  • 調整では、現在と履歴の両方のパーセル境界線上の方向と距離のディメンションが使用されます。
  • 境界線または接続線に接続するポイントも計測として調整内で使用されます。
  • ラインのディメンションとポイントの座標を、調整内で重み付けすることができます。高精度の座標とディメンションには高いウェイトが与えられます。つまり、変更の許容度が低くなります。したがって、これらは元の位置またはディメンションに近い状態を保つことで、調整全体の結果に大きな影響を与えます。

調整タイプ

目的が空間精度の評価か改善かに応じて、パーセル ファブリックで異なるタイプの調整を行うことができます。

  • フリー ネットワーク調整 - 計測ネットワークはコントロール ポイントによる制限を受けず、計測ミスがチェックされます。
  • 制限付き調整 - 計測ネットワークを制限し、更新後のフリー ポイントの座標を計算するために、複数のコントロール ポイントが含まれます。

フリー ネットワーク調整を使用する一貫性のチェック

一貫性のチェックでは、入力パーセルに対してフリー ネットワーク調整を実行し、パーセル ラインにディメンションの誤りが含まれていないことを確認します。たとえば、一貫性のチェックは、新しいパーセルが新しいレコードから手動で入力された後に実行できます。

一貫性のチェックでは、入力ラインのディメンションを評価し、解に適合しないディメンションを外れ値または失敗したとみられるものとして識別します。

加重最小二乗調整

加重最小二乗調整では、コントロール ポイントとパーセル ラインのディメンションを使用して、パーセル ファブリック ポイントの更新済みの、空間的精度が高い座標を推定します。加重最小二乗調整を実行することで、パーセル ファブリックの全体的な空間精度を評価して向上させることができます。コントロール ポイントは、既知の x,y,z 座標を持つポイントです。コントロール ポイントは調整を制限するもので、フリー (制限のない) ポイントの更新後の座標を計算するために使用できます。

加重最小二乗調整では、ラインのディメンションとコントロール ポイントを、それぞれの精度に基づいて重み付けできます。コントロール ポイントの精度は認知されており、ウェイトは完全に制限された状態 (最も精度が高く、x,y,z が変更されない) から、より多くの移動が許容される低ウェイト (低い精度) までの範囲に設定できます。ディメンションの精度は、一般的には法的なパーセル レコードに基づきます。一般的に、新しいパーセル レコードのパーセル ディメンションの方が精度が高いので、最小二乗調整におけるウェイトが高くなります。ウェイトの大きいラインおよびコントロール ポイントほど、最小二乗調整の結果に対する影響も大きくなります。

加重最小二乗調整を使用して、ウェイトの低いコントロール ポイントの座標を更新し、もっと制御が必要なパーセル ネットワーク内のエリアを特定することもできます。

最小二乗調整の実行の詳細

パーセル ファブリックで最小二乗調整を実行するタイミング

最小二乗調整は、パーセル ファブリックで次のシナリオで実行できます。

  • 新しいパーセル レコードからデータを入力する場合 - 新しく入力したデータに対して [最小二乗調整によるパーセルの分析 (Analyze Parcels By Least Squares Adjustment)] ジオプロセシング ツールを使用して一貫性のチェックを実行し、誤りの可能性や外れ値の計測を特定します。
  • パーセル ファブリックに新しいデータを追加した後 - [最小二乗調整によるパーセルの分析 (Analyze Parcels By Least Squares Adjustment)] ジオプロセシング ツールを使用して加重最小二乗法解析を実行し、新しく追加したデータがパーセル ファブリックの空間精度にどのくらい影響するのか評価します。
  • パーセル ファブリックの空間精度を向上する上で十分に正確なデータが存在する場合 - [パーセルの最小二乗調整の適用 (Apply Parcel Least Squares Adjustment)] ジオプロセシング ツールを使用して加重最小二乗法の解析結果を適用し、パーセル ファブリック ポイントの精度を更新して向上させます。

DynAdjust 最小二乗調整エンジン

パーセル ファブリックは DynAdjust 最小二乗調整エンジンを使用します。DynAdjust は、小規模および大規模の測地ネットワークの座標を調整する最小二乗法アプリケーションです。DynAdjust は段階的な調整アプローチで、大規模なネットワークが順次ブロックで調整されます。DynAdjust エンジンをスケーリングして、小規模な工事測量から、大規模で全国的な測地ネットワークまで調整することができます。

DynAdjust 最小二乗調整エンジンの機能には、次のようなものが含まれます。

  • 3 次元の座標 (x,y,z) の調整
  • 複数の計測のサポート (水平角や測地方位など)
  • 制限付き調整 (既知の加重コントロール ポイントを使用した調整)
  • 最小限の制限付き調整またはフリー ネットワーク調整
  • 調整済みの座標の精度の推定
  • 調整結果の統計解析

DynAdjust 最小二乗調整エンジンの詳細

DynAdjust エンジンでのパーセル ファブリックのディメンションの処理方法

パーセル ラインの COGO ディメンションとパーセル ポイントの座標が、計測値として DynAdjust 最小二乗調整エンジンに入力されます。

パーセル ライン

パーセル ラインのディメンションは、次のような計測タイプとして DynAdjust 最小二乗調整エンジンに入力されます。

  • 距離
  • 方向セット
  • 測地経度
  • 測地緯度

方向セットと距離

パーセル ラインのディメンションは、方向セットと距離として DynAdjust 最小二乗調整エンジンに入力されます。方向セットは原点 (始点)、後視ライン (基準線)、前視ラインで構成されます。

方向セット

パーセルで最小二乗法解析を実行するには、[最小二乗調整によるパーセルの分析 (Analyze Parcels By Least Squares Adjustment)] ジオプロセシング ツールを使用します。

方向セットと距離は、最小二乗法解析で次のように処理されます。

  • 方向セットによって形成される角度は、最小二乗調整エンジンに入力される計測値です。この角度は後視ラインと前視ラインの COGO 方向の値から得られます。
  • 上の画像では、ポイント 3762 が方向セットの原点です。後視 (基準) 方向は、ポイント 3762 から 3186 に向けたラインです。前視方向は、ポイント 3762 から 3763 に向けたラインです。
  • 最小二乗調整解析では、角度が前視方向に調整および適用され、ラインの調整済みの前視方向が取得されます。最小二乗調整では前視ラインの調整済みの方向と距離が返されます。
  • 後視ラインまたは前視ラインの方向が反対向きの場合、方向セット用に反転されます。
  • 複数のラインが接続しているパーセル ファブリック内のポイントには、複数の方向セットが存在する可能性があります。たとえば、上の画像では、原点 3762 には 2 つの方向セットが存在します。
  • 隣接するレコードがある場合、同じ原点に対して 2 つの方向セットが作成されます。これは、異なるレコードに対して異なる方位 (回転) の基礎が使用される場合に対処するための措置です。
  • 最小二乗調整の入力と結果は、次のように AdjustmentLines フィーチャクラスに格納されます。
    • 方向セットの原点は Point 1 Name フィールドに格納されます。後視ラインの終点は Point 2 Name フィールドに格納されます。前視ラインの終点は Point 3 Name フィールドに格納されます。
    • 前視ラインの方向セットの角度または距離は Measurement フィールドに格納されます。Measurement Type フィールドでは、計測値が角度なのか距離なのかを示すサブタイプを使用します。
    • 前視ラインの調整済みの COGO 方向または調整済みの距離は Adjusted Measurement フィールドに格納されます。
    • 調整済みの前視ディメンションと元のディメンションの差は Measurement Correction フィールドに格納されます。

測地緯度と測地経度

加重最小二乗解析では、コントロール ポイント (加重ポイントと制約ポイント) の X 座標と Y 座標は測地緯度と測地経度の計測値に変換され、DynAdjust 最小二乗調整エンジンに入力されます。座標値は、関連する標準偏差を使用して緯度と経度に変換されます。調整によって緯度と経度にシフトが生じる場合、そのシフトは AdjustmentLines フィーチャクラスに計測値として出力されます。

パーセル ポイント

パーセル ファブリック ポイントは、次のようなポイント タイプとして DynAdjust 最小二乗調整エンジンに入力されます。

  • フリー - 通常のパーセル ポイントです。このポイントは浮点と見なされ、調整で座標を更新できます。
  • 加重 - [XY 精度] フィールドの関連する精度によってポイントが重み付けされます。精度が高いほど、座標の変更の許容度が低くなります。
  • 制限付き - ポイントは固定され、調整で座標は変更されません。制限付きポイントの精度は 5mm で、[XY 精度] フィールドに入力された精度の値をオーバーライドします。

[調整の制約] 属性が [XY はフリー、Z は制約] に設定されている場合、パーセル ファブリック ポイントはフリーです (これがデフォルトです)。

ポイントを最小二乗調整で制限付きに設定するには、[調製の制約] 属性を [XYZ が制約] に設定します。

ポイントを最小二乗調整で加重コントロール ポイントに設定するには、[調製の制約] 属性を [XY フリー、Z 制限付き] に設定し、[XY 精度] フィールドにアプリオリな精度推定を追加します。

メモ:

パーセル ファブリック ポイント フィーチャクラスの [修正された形状] フィールドは、DynAdjust 最小二乗調整エンジンでは使用されません。編集プロセスでポイントを固定する場合 (配置など) には、[修正された形状] フィールドを [はい] に設定します。