ArcGISの長さと面積の計算シナリオ[終了]


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ArcGISのさまざまなシナリオで長さと面積を計算する方法を理解しようとしています。フィーチャクラスのフィールドで答えが見つからない理由はわかりませんが、何かを理解しておらず、いくつかの歴史があることを知っていない限り、正確な答えを見つけることができません。疑問符の記入を手伝ってもらえますか?または、なぜこれについてすべて間違っているのか教えてください。)

GCS =地理座標系PCS =投影座標系
すべてのリンクは10.1ヘルプドキュメントにあります-

  1. フィーチャクラスのshape_lengthおよびshape_areaフィールド
    a。GCS-?
    b。PCS-単純な平面の使用
    c。シェープファイルを除き、常に自動更新されますか?はい

  2. ArcMap測定ツール
    a。GCS-デフォルトの測地線、代替案はLoxodromeとGreat Ellipticですが、平面ではありません。面積計算は利用できません!
    b。PCS-デフォルトの平面、代替の測地線、ロクソドローム、グレートエリプティック
    http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//00s500000022000000

  3. 属性テーブル計算機
    a。GCS-利用不可
    b。PCS-プラナー
    http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//005s00000027000000

  4. フィールド計算ツール(データ管理ツールボックス)
    a。GCS-測地線線形、利用可能な面積は疑わしい
    b。PCS-プラナー
    http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//00170000004m000000

  5. バッファリングツール(およびその他のツール)
    a。GCS-測地線
    b。PCS-平面またはGCS出力を指定 http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//000800000019000000

  6. Javascript APIクライアントサイド
    a。GCS-測地線の面積と長さの関数
    b。PCS-Webメルカトルから地理への変換(またはジオメトリサービスの使用) http://help.arcgis.com/en/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/namespace_geometry.htm

  7. Flex APIクライアントサイド
    a。GCS-測地線の面積と長さの関数、「長さ[または面積]は、カスタムの円柱等面積投影法を使用して計算されます」。これはjavascript apiには記載されていません!!
    b。PCS-Webメルカトルから地理http://resources.arcgis.com/en/help/flex-api/apiref/com/esri/ags/utils/GeometryUtil.htmlに変換できます

  8. ArcGIS Server REST API-ジオメトリサービス
    a。GCS-測地線
    b。PCS-プラナー
    http://help.arcgis.com/en/webapi/javascript/arcgis/help/jsapi/geometryservice.htm

別の質問、測地線測定とは正確には何ですか?スフェロイドの3Dトリガー式を意味すると思いました(ハバーシン?)。また、面積の計算に使用するのは遅すぎるので、等しい面積の投影が使用されるのはなぜですか?

長さと面積を決定するときの別の質問は、同じデータ、回転楕円体を使用した測地線計算よりも等面積投影法の方が正確ですか?そして、なぜ簡単に?


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最後の質問については、ポリゴンの面積を計算するための最も正確な座標系は何ですか?を参照してください。最後から2番目の場合、楕円体には等しい面積の投影が存在するため、楕円体固有のコードを記述するよりも、そのような投影で面積を計算する方がはるかに簡単です。すべての距離を忠実に再現する投影法はないため、距離の計算にはあまり適していません。したがって、優れたGISで直接球面および楕円体の距離式が実装されることがよくあります。
whuber

1
1.b、3.b、および4.bは投影座標系を使用するため、平面です。1.cは、ジオデータベース(personal / file / SDE)を使用すると常に自動更新されます。
イェンス

2
質問を分けるのが最善かもしれません。そうすれば、あなたはそれぞれに対して最高の答えを得るでしょう。そのように答えに投票する方が簡単です。
RK

1
ここには約10の質問があると思います。それぞれの質問は、一度に1つずつ(個別の質問として)提示されていればすぐに答えられるでしょう。多くの質問を1つにまとめると、Q&Aスタイルの回答が難しくなります。
PolyGeo

1
これはCWの良い候補ではありません。さらに、おそらく広すぎるわけではありません。面積と長さの計算を実行するためにArcGISが提供するさまざまな方法を注意深く列挙しているためです。非常に明確に焦点を合わせたのは、まだ1つの質問です。
whuber

回答:


5

あなたの質問は、本質的には、広い領域にわたる長さと面積の正確な(そして効率的な)計算に関するものです。実際の詳細(この場合、ArcGISに関する)は、すでにあなたや他の人によって記入されています。彼らはまた、これらの一般的な結論を指しているようです:

  • 長さは、測地(地理)座標を介して最適に計算されます
  • 面積は、等面積投影平面座標を介して最適に計算されます[編集:ただし、境界の複雑さ、またはそれを記述するために必要な頂点の数も要因です-@cffkの答えを参照してください]

以下に説明を示します。

測地線であります

数学的に定義された表面上の2点間の最短線(平面上の直線または球体上の大円の弧として)

http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=geodesic%20line(FYI 、楕円体では、測地線は通常わずかにS字型です。)

測地線(楕円体上の長さ)の計算は、よく知られているピタゴラスの方程式を使用する場合に比べて比較的困難ですが、可能かつ正確です。ただし、楕円体上の面積の計算と比較すると、比較的簡単です。

通常、マップ投影では線形スケールが保持されないため、投影座標は長さの計算には一般的に適していません。(例外がありますが、それらは投影の場所や進行方向によって異なります。)areaに関しては、面積スケールを正確に保持する投影のクラスがあります:等面積投影。平面上の面積の計算は非常に簡単です。また、等面積投影法を使用する場合は正確です。

測地学や地図投影法に関する多くの優れた情報源が役立ちます。たとえば、Geometrical Geodesy:Using Information and Computer Technology by Maarten Hooijberg。


測地線をS字型として特徴付けることは、それが最短経路ではないことを意味するため、おそらく誤解を招く可能性があります。私は、測地線を2つの通常のセクションに挟まれたS字型の曲線として描いたさまざまな図を知っています。しかし、これらは正確ではないと思われます。
cffk

2つの通常のセクションのどちらも測地線ではない場合、測地線をそれらの間に挟み、両端のそれぞれに適切に一致させるべきではありませんか?
マーティンF 14年

4

面積の測定に関する質問に答えるため。エッジが測地線であるポリゴンの面積を測定する場合、2つの選択肢があります。

  1. ポリゴンを等面積投影に投影し、各エッジに十分な追加の頂点を挿入して、投影されたエッジが測地線に忠実に従うようにし、投影された空間の面積を測定します。
  2. 測地線ポリゴンの面積の式を使用します。

通常、2番目の方法は、ポリゴンエッジが非常に短い場合を除き、より高速で正確です。残念ながら、arcgisはこのメソッドを実装していません(しかし、そうすべきです!)。ただし、GeographicLibおよびproj(バージョン4.9.0以降)はサポートします。詳細については、測地線ポリゴンの領域に関するウィキペディアの記事を参照して ください。


+1しかし、小さなポリゴン(住宅区画のエリアなど)に適用した場合の測地線計算の精度について心配しています。最終エリアに到達するために巨大なエリアを加算および減算しているため、精度。座標が真に倍精度である場合、これはおそらく問題ではありませんでしたが、計算のために座標を整数グリッドに離散化するGIS(ArcGISを含む)を使用すると、ほぼすべての固有の精度が消去され、ガベージ結果が生成されます。
whuber

開始座標にエラーがある場合にできることはあまりありません。ただし、倍精度を使用した測地線式の全体的な精度は、頂点ごとに最低0.1 m ^ 2です。典型的なエラーははるかに少ないです。ポーランドのさまざまな州の境界を注意深くチェックしました。たとえば、クラクフのポリゴンには8416の頂点があります(最長エッジ= 405 m、最短エッジ= 0.02 m)。真の面積(WGS84)= 326798565.428446 m ^ 2、計算された面積(GeographicLibのPlanimeterユーティリティ)= 326798565.4285 m ^ 2。
cffk

右:倍精度は約52ビットの精度を持ち、Gauss-Bonnet(角度過剰)計算で20を超えないため、倍精度は問題ありません。ただし、符号付き整数の精度は最大で32ビット(多くの場合、分析領域の初期化方法に応じてかなり小さい)であるため、20を失うことは顕著になります。私は、座標自体の誤差の影響ではなく、計算の精度の低下について話している。
whuber

このような計算の途中で、実数を符号付き整数として表現したい理由がわかりません。(また、精度の損失に対する20桁の推定値はどこから来るのでしょうか?)現実的なポリゴンの誤差を推定することは難しいことに同意します。したがって、上記で引用したクラクフの場合、総当たりで真の面積を計算しました(シリーズの20の項を保持し、75桁の算術を使用して面積式を評価します)。ポーランドの他の州と全国(68000頂点)、面積= 312e9 m ^ 2、エラー= 0.001 m ^ 2についても同様のデータがあります。
cffk

1
OK。ただし、整数グリッドで座標を表すために、倍精度ではなく整数を使用してこれらの座標で計算を行う必要がある理由はまだわかりません。だから、座標をグリッドに量子化する前に精度にヒットするように思えます。ただし、面積の計算中の切り捨てと四捨五入による追加のエラーは、かなり小さくすることができます(上記の例を参照)。
cffk
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