Уравнивание по методу наименьших квадратов и набор данных участков

Набор данных участков является избыточной сетью измерений. Линии участков соединяют угловые точки участков, образуя сеть измерений. Линии соединяются в общих точках; размеры этих линий определяют геометрическое расстояние и угловые соотношения с другими точками.

Линии набора данных участков образуют сеть избыточных измерений.

Уравнивание по методу наименьших квадратов может выполняться на участках. В процессе уравнивания используются размеры на избыточных линиях участков для оценки наилучших координат (x, y, z) для точек набора данных участков. Уравнивание использует избыточность сети для определения линий с потенциальными ошибками размеров и линий с размерами, которые не соответствуют остальной части сети (выбросы).

Подводя итог, можно сказать, что уравнивание по методу наименьших квадратов работает на наборе данных участков следующим образом:

• Уравнивание использует измерения направлений и расстояний как на текущих, так и на исторических границах участков.
• Точки, соединенные с граничными или соединительными линиями, в процессе выравнивания также используются в качестве измерений.
• Размеры линий и координаты точек при выравнивании могут взвешиваться. Координатам и размерам с более высокой точностью присваиваются более высокие веса, то есть им дается меньший допуск на изменение. Таким образом, они будут оказывать большее влияние на результат общих результатов выравнивания, удерживаясь ближе к своему исходному положению или размеру.

Типы уравнивания

В наборе данных участков могут выполняться различные типы уравнивания - в зависимости от того, оцениваете ли вы пространственную точность или повышаете ее.

• Свободное уравнивание сети – сеть измерений не ограничена контрольными точками, а измерения проверяются на наличие ошибок.
• Уравнивание с весом/ограничениями – в уравнивание включаются две или более контрольные точки для ограничения сети измерений и вычисления обновленных координат свободных точек.

Проверка согласованности с помощью свободного уравнивания сети

Проверка целостности запускает свободное уравнивание сети для входных участков, чтобы убедиться, что линии участков не содержат ошибок в измерениях. Например, проверка согласованности может быть запущена после того, как из новой записи были вручную введены новые участки.

Проверка согласованности оценивает размеры входных линий, и размеры, которые не соответствуют решению, определяются как выбросы или как возможные ошибки.

Взвешенное уравнивание по методу наименьших квадратов

Взвешенное уравнивание по методу наименьших квадратов использует опорные точки и измерения линий участков для оценки обновленных, более пространственно точных координат для точек набора данных участков. Взвешенное уравнивание по методу наименьших квадратов можно запустить для оценки и повышения общей пространственной точности набора данных участков. Контрольные точки – это точки с известными координатами x,y и z. Опорные точки ограничивают уравнивание и используются для вычисления обновленных координат для свободных точек (без ограничений).

При взвешенном уравнивании по методу наименьших квадратов измерения линий и опорные точки можно взвесить на основе значений их точности. Точность контрольных точек известна, и веса могут варьироваться от полностью ограниченных (самая высокая точность и x,y,z не меняются) до более низких весов (более низкая точность), допускающих большее движение. Точность измерения, как правило, зависит от юридической записи участка. У измерений участков из более свежих записей точность измерений как правило выше, соответственно их вес в уравнивании по методу наименьших квадратов будет выше. Линии и опорные точки с высокими весами оказывают большее влияние на результат уравнивания по методу наименьших квадратов.

Взвешенное уравнивание по методу наименьших квадратов также можно использовать для обновления координат опорных точек с меньшими весами и выявления областей в сети участков, на которые следует обратить пристальное внимание.

Более подробно о запуске уравнивания по методу наименьших квадратов

Когда запускать уравнивание по методу наименьших квадратов в наборе данных участков

Уравнивание по методу наименьших квадратов можно запускать в наборе данных участков в следующих случаях:

• При вводе данных из новой записи участка – выполните проверку согласованности с помощью инструмента геообработки Анализировать участки путем уравнивания по методу наименьших квадратов на вновь введенных данных для выявления потенциальных ошибок или выбросов измерений.
• После того, как новые данные были добавлены в набор данных участков — запустите взвешенный анализ по методу наименьших квадратов с помощью инструмента геообработки Анализировать участки с помощью уравнивания по методу наименьших квадратов, чтобы оценить, как новые добавленные данные влияют на пространственную точность набора данных участков.
• Когда есть очень точные данные для повышения пространственной точности набора данных участков—примените результаты взвешенного анализа по методу наименьших квадратов с помощью инструмента геообработки Применить уравнивание по методу наименьших квадратов, чтобы обновить и повысить точность точек набора данных участков.

Механизм уравнивания по методу наименьших квадратов DynAdjust.

Набор данных участков использует механизм уравнивания по методу наименьших квадратов DynAdjust. DynAdjust - это вариант метода наименьших квадратов, который уравнивает координаты как в больших, так и в малых геодезических сетях. DynAdjust использует метод поэтапной корректировки, при которой большие сети настраиваются последовательными блоками. Механизм DynAdjust может масштабироваться, приспосабливая небольшие инженерные изыскания к крупным национальным геодезическим сетям.

Некоторые из возможностей механизма уравнивания по методу наименьших квадратов DynAdjust приведены ниже:

• Настройка координат в трех измерениях (x, y, z)
• Поддержка нескольких типов измерений, например горизонтальных углов и геодезических азимутов
• Ограниченные уравнивания (уравнивания с использованием известных взвешенных контрольных точек)
• Минимально ограниченные или свободные уравнивания сети
• Оценка точности скорректированных координат
• Статистический анализ результатов уравнивания

Более подробно о механизме уравнивания по методу наименьших квадратов DynAdjust

Измерения в наборе данных участков обрабатываются механизмом DynAdjust

Используйте инструмент Анализировать участки при помощи уравнивания методом наименьших квадратов, чтобы выполнить уравнивание методом наименьших квадратов. При уравнивании методом наименьших квадратов данные участков вводятся в механизм наименьших квадратов DynAdjust, корректируются с использованием уравнивания по методу наименьших квадратов и выводятся на слои анализа уравнивания. Если результаты в слоях анализа уравнивания приемлемы, можно запустить инструмент Применить уравнивание участков по методу наименьших квадратов, чтобы применить результаты уравнивания к набору данных участков.

См. рабочий процесс того, когда следует запустить уравнивание методом наименьших квадратов в наборе данных участков

Линии участков

Измерения линий участков вводятся в качестве расстояний и направлений в модуль наименьших квадратов DynAdjust.

Набор направлений состоит из исходной точки (исходная точка), линии обратной засечки (базисной линии) и линии прямой засечки .

Наборы направлений и расстояния обрабатываются в уравнивании по методу наименьших квадратов следующим образом:

• Угол, который формируется набором направлений - это измерение, которое является входными данными для механизма расчета наименьших квадратов. Этот угол определяется из значений направления COGO линий обратной засечки и прямой засечки.
• На представленном выше изображении точка 3762 является исходной точкой набора направлений. Направлением обратной засечки (базисным) является линия из точки 3762 к точке 3186. Направлением прямой засечки является линия из точки 3762 к точке 3763.
• В уравнивании по методу наименьших квадратов угол уравнивается и применяется к направлению прямой видимости, чтобы получить уравненное направление прямой видимости для линии. Уравнивание по методу наименьших квадратов возвращает уравненное направление и расстояние для линии прямой видимости.
• Если направления для линий прямой или обратной видимости указывают в противоположные стороны, они будут обращены для набора направлений.
• У любой точки в наборе данных участков, с которой связано несколько линий, может быть несколько наборов направлений.
• Если есть смежные записи, то создаются два набора направлений для одной исходной точки. Это делается для подсчета возможных разных базисных направлений (поворотов), которые используются для разных записей.
• Входные данные и результаты уравнивания по методу наименьших квадратов сохраняются в классе объектов AdjustmentLines следующим образом:
  • Исходная точка набора направлений сохраняется в поле Point 1 Name. Конечная точка опорной линии хранится в поле Point 2 Name. Конечная точка линии обратного направления хранится в поле Point 3 Name.
  • Для расстояний исходная точка сохраняется в поле Point 1 Name, а конечная точка - в поле Point 2 Name. В поле Point 3 Name будет содержаться значение Null.
  • Угол набора направлений или расстояние линии прямой засечки сохраняется в поле Measurement. Поле Measurement Type показывает подтип размера – угол или расстояние.
  • Скорректированное направление COGO или скорректированное расстояние линии прямой засечки сохраняется в поле Adjusted Measurement.
  • Разница между скорректированным измерением линии прямой засечки и исходным измерением сохраняется в поле Measurement Correction.

Точки участка

Точки участков являются входными данными для следующих типов точек в механизме наименьших квадратов DynAdjust:

• Свободные – обычные точки участков. Геометрия формы точки обновляется, когда результаты уравнивания методом наименьших квадратов применяются к набору данных участков.
• Взвешенные – координаты свободных точек могут быть взвешены путем присвоения значения точности в поле XY Accuracy.
• Ограничены – координаты фиксированы и не обновляются при применении к набору данных участков уравнивания методом наименьших квадратов.

Свободные точки

Точка набора данных участков считается свободной, если для ее поляAdjustment Constraint задано XY свободные, Z ограничены. Используется по умолчанию.

Координаты свободных точек пересчитываются методом наименьших квадратов с целью получения наилучших скорректированных оценок их местоположений. Векторы создаются для свободных точек, скорректированных и сохраненных в классе объектов AdjustmentVectors. Векторы показывают сдвиги от исходных к скорректированным координатам точек. Когда результаты уравнивания методом наименьших квадратов применяются к набору данных участков, векторы применяются к свободным точкам, что позволяет обновить их координаты и геометрию. Также обновляется геометрия линий и полигонов участков, связанных с этими точками.

Примечание:

Если в поле Fixed Shape точки установлено значение Да, геометрия точки не будет обновляться при применении результатов корректировки методом наименьших квадратов к набору участков.

Взыешенные точки

Чтобы задать взвешенную точку в уравнивании по методу наименьших квадратов, задайте для атрибута Adjustment Constraint значение XY свободные, Z ограничены и добавьте оценка априорной точности к полю XY Accuracy. Взвешенные точки оказывают большее влияние на результат уравнивания по методу наименьших квадратов.

Когда выполняется уравнивание методом наименьших квадратов координат взвешенных точек, их априорные оценки точности будут влиять на результат уравнивания. Ожидается, что взвешенные точки с более высокой точностью будут меньше корректировать (у них меньшие векторы уравнивания), чем взвешенные точки с более низкой точностью.

При применении результатов уравнивания по методу наименьших квадратов к набору данных участков, положение взвешенных точек уточняется в зависимости от их заданных стандартных отклонений (точности) и влияния линейных размеров, связанных с точкой. Ожидается, что взвешенные точки с более высокой точностью будут меньше корректировать (двигаться меньше), чем взвешенные точки с более низкой точностью.

Значения координат, хранящиеся в полях X, Y и Z взвешенных точек, преобразуются в измерения геодезической широты и геодезической долготы и вводятся в механизм наименьших квадратов DynAdjust. Уравненные измерения геодезической широты и геодезической долготы хранятся в классе объектов AdjustmentLines. Взвешенные точки могут быть помечены как выбросы, если их уравненные координаты не соответствуют уравненному решению выбранной сети.

Примечание:

Более высокое значение в поле XY Accuracy взвешенной точки дает ей больший допустимый диапазон для перемещения, и поэтому ее координаты будут иметь меньшее влияние на окончательные уравненные координаты в решении. Более низкое значение в поле XY Accuracy будет иметь большее влияние на окончательные уравненные координаты решения. Это означает, что более высокое значение в поле точности XY Accuracy коррелируется с меньшим весом в сети уравнивания и, наоборот, более низкое значение в поле точности XY Accuracy коррелируется с более высоким весом. Диапазон предполагаемых значений в поле XY Accuracy - от 0,005 до 10 м (0,15 - 30 футов).

Атрибутивные значения координат взвешенных точек обрабатываются при уравнивании методом наименьших квадратов следующим образом:

• Если в полях X, Y или Z взвешенной точки нет координат (Null), анализ методом наименьших квадратов использует геометрию формы точки.
• Когда результаты уравнивания методом наименьших квадратов применяются к набору данных участков, значения координат, хранящиеся в полях X, Y и Z взвешенной точки, не изменяются. При уравнивании определяется обновленное пространственное положение точки (на основе ее веса). Уравненные координаты сохраняются в полях Adjusted X, Adjusted Y и Adjusted Z в классе объектов AdjustmentPoints.
• Векторы создаются для перемещаемых взвешенных точек и сохраняются в классе объектов AdjustmentVectors.

Точки с ограничениями

Чтобы задать точку с ограничениями при уравнивании по методу наименьших квадратов, установите атрибут Adjustment Constraint на XYZ ограничено. Точки с ограничениями фиксируются и не перемещаются при уравнивании методом наименьших квадратов. Точность точек с ограничениями составляет 5 мм и перезаписывает любые значения точности, введенные в поле XY Accuracy. Точки с ограничениями характеризуются наивысшим влиянием на результат уравнивания методом наименьших квадратов.

Точки с ограничениями вводятся и обрабатываются методом наименьших квадратов следующим образом:

• Если в полях X, Y или Z точки с ограничениями нет координат (Null), уравнивание методом наименьших квадратов использует геометрию формы точки.
• Точки с ограничениями зафиксированы и не перемещаются. Однако если геометрия формы точки с ограничениями отличается от значений координат в полях X, Y и Z, они обновляются, чтобы соответствовать присвоенным координатам, когда результаты уравнивания методом наименьших квадратов применяются к набору участков.