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1 三斜 画地調整の Q&A ( 三斜 画地調整プログラムを使った誤差の説明です,HP をご覧になった方からの質問のお答えした内容をそのまま掲載しています ) 001 質問内容 別図 三斜図面から座標を求めると A のような正三角形に近い場合の誤差は少ないが B の場合は東西にぶれ誤差が大きくなると考え 求めた座標の標準偏差を明らかにする必要があると考えた そこで 図形を適当に作成し 底辺高さ及び斜辺長を求めたものが三斜図である 読み取った座標をランダムに10cm 程度変更したものが 三斜図 座標化プログラム の読み取り座標である TS( トータルステーション ) 想定データの計算結果別表 TS の2 回目は 100 番も 110 番も σxもσyも 2mm 前後で全く差はない 平板想定データの計算結果別表平板は底辺高さをランダムに 10cm 程度変更したもので計算した 不思議なことに 110 番のσxが最大である 110 を除く 106~115 のσxがσyの 1/2 強である 100 から 105 までの標準偏差が 106~115 より標準偏差が大きい傾向がある TSでも平板でも 私の想定と大きく相違する 想定そのものが間違っているのかご指導をお願いいたします

2 別図

3 別表 1 ( 平板想定三斜 画地調整プログラムの結果 ) 計算状態座標の標準偏差 伸縮率 完了実標準偏差 / 平均値 計算結果偏差偏差 点名 X Y 固定点点名 X Y σx σy X Y 計算結果の標準偏差 P σs 辺長面積辺長の標準偏差 底辺 高さの標準偏差 実標準偏差 / 平均値 実標準偏差 / 平均値 辺長の標 点名 図面表示辺 辺長の 点名 図面表示 図面表示 底辺の 高さの 準偏差 B 始点 終点 長 偏差 底辺 底辺 頂点 底辺 高さ 偏差 偏差

4 別表 2(TS 想定三斜 画地調整プログラムの結果 ) 計算状態 座標の標準偏差 伸縮率 完了 実標準偏差 / 平均値 計算結果 点名 X Y 固定点 偏差偏差 X Y 点名 X Y σx σy 計算結果の標準偏差 P σs 辺長面積辺長の標準偏差 底辺 高さの標準偏差 実標準偏差 / 平均値 実標準偏差 / 平均値 辺長の標 点名 図面表示辺 辺長の 点名 図面表示 図面表示 底辺の 高さの 準偏差 B 始点 終点 長 偏差 底辺 底辺 頂点 底辺 高さ 偏差 偏差 与えられている誤差の確認 誤差がどのように与えられているか確認します 検証ではこの部分が重要になってきます, 要するにランダムに正規化されたデータが要求されるからです 辺長データ TS 相当データ 平板相当データ 点 点 辺長 点 点 辺長 差 誤差が与えられていない

5 三斜データ TS 相当データ 点 点 点 底辺 平板相当データ 高さ 点 点 点 底辺 高さ 差 X 差 Y 絶対値 絶対値 平均 平均 座標データ 点 x 平板相当データ y 点 x y 差 X 差 Y 絶対値 平均 平均 誤差の中心がずれすぎ 絶対値 ベクトル 誤差が大大きい 結果果は上の表の通りです, 読み取り座座標値は点 115 に異常常な誤差が与与えてあり適適切でない, 誤差中心の平均がズレスすぎており適切でない, 底辺高高さの誤差はこんなものか, 辺長に誤差が与えられていないがこれでいいのか 本来, 測量は角角度と距離の混合測量ですからそこのレベルまでダウンして誤差を与与えるべきですがここでは座標, 底辺, 高さとも距離誤差差を与えているようなので距離誤差差の伝播について考え, かつ辺長に誤差を与えておりませんので以下下の説明は特特殊な条件での解釈となります 三角角形の計算誤誤差についての見解 回答答出来るほどに解ってはいないのですが, 三角角形 A,Bとも計算されれる頂点の位位置誤差は変変わらない A 図

6 A1 図で, 基点点の誤差が円円として, 距離誤差を与与えると交点点では楕円の誤差になる 基点 1 の持つ誤差を m1 とし辺辺長誤差の交交点での誤差差を m2 とすれば誤差伝播播の法則から交点の誤差差は A1m²=m1²+m2² となる, 点 2からのは点 2の持つ誤差を m33 とし辺長誤誤差の交点での誤差を m4 とすれば誤差伝播の法則から交交点の誤差は A2m²=m3²+m4² となり, 交点の誤差 σ²=(a1m²+a2m²)/2 となる 普通通は基点の誤誤差に対して辺長誤差は小さいので基点誤差 5, 辺長誤差 3 として各点点とも同じ誤誤差とすれば交点の誤差差は 5.8 となる A2 図は基点の誤差が楕円円だった場合, 普通は円円ではなく楕楕円に誤差が存在するからこちらの形が近い どちらも楕楕円状の誤差差になるが基基点の持つ誤誤差に影響されるので交交点の誤差は予測できないがσ²=(σm²+σn²)/2 ( σm は長軸誤差,σn は短軸誤差 ) であわらされ同じ誤誤差になる B 図 B 図についても誤差楕円円のつぶれ具具合が多少違違ってもσ²=(σm²+σn²)/2 の関係は変わらない C 図の場合,3 方向から距離誤差の影響を受ければC 交点点の誤差楕円円は円に近づくが σは変変わらない 基点 1から交点誤差は B1m²=m1²+m2², 3 方向からの交点誤差 σ²= (B1m²+B2m² +B3m²)/33 =(σm²+σn²)/ /2 と考えるのが妥当と思います

7 平板板の計算結果果についての見解 ここで,TS 実測が正しい値と仮定して検証してみる, 下図図は平板読み値 ( 三斜 画地調整プログラムの水色の値 以下同じ ) 対 TS 実測 (( 三斜 画地調整整プログラムの水色の値 以下同じ ) の差の散散布図です ポイントは相関関係数が0に近いこと ( 誤差楕円が円に近いこと ) が必要要です, 円に近いほど誤誤差がランダムに与えられていることの証明になります 図 1からはバラツキに関しては問問題ないと思思いますが誤誤差の中心 (Xav,Yav) に偏りがある, 考え方方が複雑になるので出来来れば避けたいところです 計算算重量の最も重い辺長は変えていない, 底辺高高さの長さは変えてあるが計算重量量が小さいので影響はないだろうと思われる, このことから読み取り座標値の調調整が主体に行われるデータと言える 図 1 平板読み値対 TS 実測 分布中心 σm σn Xav Yav 相関係係数 次の図は平板読読み値 ( 三斜 画地調整整プログラムの計算結果果オレンジ色色の値 以下同じ ) 対 TS 実測 ( 三斜 画地調調整プログラムの水色の値 以下同同じ ) の差の散布図です

8 図 2 平板三斜計計算値対 TS 実測 分布中心 σm σn Xav Yav 相関係係数 長軸軸の標準偏差 σm, 短軸軸の標準偏差 σn とも三斜 画地調整整プログラムの計算によって小さくなります, つまり座標標値の精度が上がったことになります 分布布の中心 Xav,Yav はは変わりません, これははじめに図形形から読み取取った座標値値のズレの中心は変わらないことを意味します ですから図から座標標値を起こす際は中心の偏りが無いように配慮慮することが求められます 辺長, 三角形の面積要素 ( 底辺, 高さ ) の精度は三斜 画地地調整プログラムから確確認できますので説明はしませんが結果として円に近かっった誤差楕円円がつぶれた誤差楕円に変化しています ( 相関関係数が0から大きくななっていく状状態 ) これは座標の重重量, 辺長の重量, 面積の重量を違う重量に設定定して計算しているために距離誤差差の発生方向向の違いで起起こります 実際際の三斜図ではTS 実測測値は不明ですから今まで説明したことを確認認することはできませんがこのような状況が起起こっていると考えるべきです 三斜 画地調整整プログラムで作成された座標値はこのように移動 (Xav, Yav が0でない ) がおきているわけですからそのまま使うことは危険険です あくまでも実測測とは異なる座標系の Xav,Yav を作っていると考えるべきなのです つまりこの図面座標値値を使って実実測値との間間で座標変換換すれば復元元値が得られるということです

9 図 1の状態と図 2の状態のベクトル図を作成してみる ( 座標変換はしない ) 図 3 平板読み値対 TS 実測のベクトル図

10 図 4 平板三斜計算値対 TS 実測のベクトル図 ( 座標変換はしない ) 点 100~105のベクトル平均値は0.081, 点 106~111の平均値は と差は見られない 最初に読み取った平板座標値は近似値として与えられるようなので正確と言うよりバランス良く読みとることが求められるようです ベクトル線の方向の変化はなく小さくなって行くことが判ります

11 図 5はTS 三斜斜計算値 ( 三斜 画地調調整プログラムの水色の値 以下同同じ ) 対 TS 実測 (( 三斜 画地調整プログラムの水色の値 以下下同じ ) の差差の散布図です 標準準偏差のオーーダーが 程度度なので参考考にはなりませんが確認認のため作成成してみました 辺長, 底辺, 高さをmmまで与えればもっと正確になります 辺長, 高さ, 底辺のデータがcmで丸丸めてあるので5mm 程度の誤差をを与えたことと同じに成成るため標準準偏差 0.002が生じる 図 5 トラン三斜斜計算値対 TS 実測 分布中心 σm σn Xav Yav 相関係係数 σx 及びσy の欄は不要への見解 たぶんこの値は計算式内で使う重量なのだと思います, したがって TOPP に表示する, プログラム (Book) 使用者に見せる必要はないと思います 提供供しているプログラム(Book) の段段階ではこの部分は隠してあります 誤差差の評価はある点を基点点にした絶対対評価はしません, 通常常は測点全体体での相対評評価になります 基準準点測量から境界測量に入りますと基準点に位位置誤差がないとして絶絶対評価しますが実際には基準点そのものにも位置誤差がありますので全体を座座標変換した相対評価をしないと本本来の精度は解りません この点が誤差を説明明する上で注注意することです

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